CN220653025U - 一种0v禁充保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种0V禁充保护电路；所述0V禁充保护电路包括电池连接端、禁充保护芯片、电池保护芯片、第一开关模块、第二开关模块以及负载连接端，所述禁充保护芯片和所述电池保护芯片均与所述电池连接端连接，所述第一开关模块的控制端与所述禁充保护芯片连接，所述第二开关模块的控制端与所述电池保护芯片连接，所述第一开关模块和所述第二开关模块的输出端均与所述负载连接端连接；本实用新型通过增设禁充保护芯片，使得电池保护芯片无需具有0V禁充功能，选型更加方便；且能够根据0V禁充电压要求来选择对应的禁充保护芯片，不仅解决了软件控制成本较高的问题，还解决了硬件控制受硬件I C局限，0V禁充电压无法调节的问题。

Description

一种0V禁充保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种0V禁充保护电路。

背景技术

随着锂电技术不断发展，锂电池安全性能同样被严格要求，由于电芯的安全性主要依赖于BMS的保护，BMS保护功能越多，意味着电芯也就越安全，而0V禁充功能就是众多保护功能中的一项，这项保护可以有效禁止电芯在低电压下充电带来的安全风险。

现有的0V禁充实现方式主要有两种：一是通过软件编程的0V禁充，这种方法的优点是0V禁充电压是可调的，缺点则是软件I C通常成本较高；第二种方法是通过某些硬件保护I C自带的0V禁充功能进行保护，这种方案成本要比软件低得多，但是弊端就是受硬件IC的局限，0V禁充电压无法调节。

因此，设计一种具有0V禁充功能且能够通过硬件调节0V禁充电压的0V禁充保护电路，对本领域技术人员来说是至关重要的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有0V禁充功能且能够通过硬件调节0V禁充电压的0V禁充保护电路，克服了现有技术中软件I C成本高，而硬件I C的禁充电压无法调节的缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种0V禁充保护电路，其具体方案在于：所述0V禁充保护电路包括电池连接端、禁充保护芯片、电池保护芯片、第一开关模块、第二开关模块以及负载连接端，所述禁充保护芯片的电压输入端和所述电池保护芯片的电压输入端均与所述电池连接端连接，所述禁充保护芯片的电压输出端与所述第一开关模块的控制端连接，所述电池保护芯片的电压输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述第一开关的电压输入端和所述第二开关模块的电压输入端均与所述电池连接端连接，所述第一开关的电压输出端和所述第二开关模块的电压输出端均与所述负载连接端连接。

其中，较佳方案为：所述第一开关模块包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极与所述电池连接端的正极连接，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的栅极与所述禁充保护芯片连接，所述第二MOS管的漏极接地。

其中，较佳方案为：所述第一MOS管和所述第二MOS管均为P-MOS管。

其中，较佳方案为：所述第二开关模块为双向的N-MOS管。

其中，较佳方案为：所述禁充保护芯片包括与所述电池连接端的正极连接的VDD引脚、与所述电池连接端的负极连接的VSS引脚、与所述第二MOS管的栅极连接的DOUT引脚以及第一检测引脚，所述第一检测引脚用于检测电池中第一节电芯的电压。

其中，较佳方案为：所述电池保护芯片包括与所述电池连接端的正极连接的VDD引脚、与所述电池连接端的负极连接的VSS引脚、第二检测引脚以及与所述第二开关模块的控制端连接的DOUT引脚和COUT引脚，所述第二检测引脚用于检测电池中第一节电芯的电压。

其中，较佳方案为：所述禁充保护芯片的VDD引脚与所述电池连接端的正极之间设置有第一电阻，所述第一检测引脚上设置有第二电阻，所述禁充保护芯片的VDD引脚与所述第一检测引脚连接且两者之间设置有第一电容，所述禁充保护芯片的VSS引脚与所述第一检测引脚连接且两者之间设置有第二电容。

其中，较佳方案为：所述电池保护芯片的VDD引脚与所述电池连接端的正极之间设置有第三电阻，所述第二检测引脚上设置有第四电阻，所述电池保护芯片的VDD引脚与所述第二检测引脚连接且两者之间设置有第三电容，所述电池保护芯片的VSS引脚与所述第二检测引脚连接且两者之间设置有第四电容。

其中，较佳方案为：所述禁充保护芯片和所述电池保护芯片均包括电流采样引脚，所述禁充保护芯片的电流采样引脚与所述电池连接端连接，所述电池保护芯片的电流采样引脚与所述负载连接端连接。

其中，较佳方案为：所述负载连接端的正极和所述负载连接端的负极之间串联有第五电容和第六电容。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过在不带0V禁充的硬件保护方案的基础上，增加了禁充保护芯片，并将禁充保护芯片的过放电压作为0V禁充电压阈值，以实现0V禁充功能，在实际应用中，将不需要电池保护芯片本身具有0V禁充功能，使得电池保护芯片的选型更加简单、方便，对于禁充保护芯片的选型来说，只需根据0V禁充电压要求来选择具有对应过放电压的禁充保护芯片即可，不需要考虑其他因素，该方案成本较低且实施方便，不仅解决了软件控制成本较高的问题，还解决了硬件控制受硬件IC局限，0V禁充电压无法调节的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型中的一种0V禁充保护电路的电路框图；

图2是本实用新型中的一种0V禁充保护电路的具体电路图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种0V禁充保护电路的优选实施例。

一种0V禁充保护电路，参考图1，所述0V禁充保护电路包括电池连接端1、禁充保护芯片2、电池保护芯片3、第一开关模块4、第二开关模块5以及负载连接端6。

所述禁充保护芯片2的电压输入端和所述电池保护芯片3的电压输入端均与所述电池连接端1连接，所述禁充保护芯片2的电压输出端与所述第一开关模块4的控制端连接，所述电池保护芯片3的电压输出端与所述第二开关模块5的控制端连接，所述第一开关的电压输入端和所述第二开关模块5的电压输入端均与所述电池连接端1连接，所述第一开关的电压输出端和所述第二开关模块5的电压输出端均与所述负载连接端6连接。

具体地，参考图1，所述电池连接端1包括正极B+和负极B-，所述电池连接端1的正极B+用于与电池的正极连接，所述电池连接端1的负极B-用于与电池的负极连接；所述负载连接端6包括正极P+和负极P-，所述负载连接端6的正极P+用于与负载的正极连接，所述负载连接端6的负极P-用于与负载的负极连接。

参考图1，所述禁充保护芯片2的电压输入端与所述电池连接端1的正极B+连接，以接入电池正极，所述禁充保护芯片2的电压输出端与所述第一开关模块4的控制端连接，以控制所述第一开关模块4开启或断开；所述电池保护芯片3的电压输入端与所述电池连接端1的正极B+连接，以接入电池正极，所述电池保护芯片3的电压输出端与所述第二开关模块5的控制端连接，以控制所述第二开关模块5的开启或断开。

进一步地，参考图1，所述禁充保护芯片2主要用于0V禁充保护，所述禁充保护芯片2的具体选型仅需要其具有过放保护功能即可，并将所述禁充保护芯片2的过放电压作为0V禁充的电压阈值，例如：选取的所述禁充保护芯片2的过放电压为2.5V，当电池的电压大于2.5V时，不触发所述禁充保护芯片2的过放保护，所述第一开关模块4为开启状态，电池正常充放电；当电池的电压小于2.5V时，触发所述禁充保护芯片2的过放保护，并控制所述第一开关模块4断开，以禁止充电。

进一步地，参考图1，所述电池保护芯片3为常用的电池保护I C，主要用于充电保护，其具体选型对是否具有0V禁充功能没有要求。

现有技术中，0V禁充功能的实现方式主要有两种：一是通过软件编程的0V禁充，这种方法的优点是0V禁充电压是可调的，缺点则是软件I C通常成本较高；第二种方法是通过某些硬件保护I C自带的0V禁充功能进行保护，这种方案成本要比软件低得多，但是弊端就是受硬件I C的局限，0V禁充电压无法调节。

在本实施例中，在不带0V禁充的硬件保护方案的基础上，增加了禁充保护芯片，并将禁充保护芯片的过放电压作为0V禁充电压阈值，以实现0V禁充功能，在实际应用中，将不需要电池保护芯片本身具有0V禁充功能，使得电池保护芯片的选型更加简单、方便，对于禁充保护芯片的选型来说，只需根据0V禁充电压要求来选择具有对应过放电压的禁充保护芯片即可，不需要考虑其他因素，该方案成本较低且实施方便，不仅解决了软件控制成本较高的问题，还解决了硬件控制受硬件I C局限，0V禁充电压无法调节的问题。

在其中一个实施例中，参考图2，所述第一开关模块4包括第一MOS管M1和第二MOS管Q1，所述第一MOS管M1的源极与所述电池连接端1的正极B+连接，所述第一MOS管M1的漏极与所述第二MOS管Q1的源极连接，所述第二MOS管Q1的栅极与所述禁充保护芯片2连接，所述第二MOS管Q1的漏极接地。

具体地，参考图2，所述第一MOS管M1和所述第二MOS管Q1均为P-MOS管，所述第一MOS管M1的源极与所述电池连接端1的正极B+连接，以接入电池；所述第一MOS管M1的漏极与所述第二MOS管Q1的源极连接，当所述第一MOS管M1导通时，所述第一MOS管M1的源极获取电池电压并通过所述第一MOS管M1的漏极输出至所述第二MOS管Q1，所述第二MOS管Q1的栅极作为其控制端与所述禁充保护芯片2连接，当电池连接端1输入的电池电压低于所述禁充保护芯片2的过放电压时，所述禁充保护芯片2控制所述第二MOS管Q1关断，能够切断所述电池连接端1与所述负载连接端6，以禁止充电。

在其中一个实施例中，参考图2，所述第二开关模块5为双向的N-MOS管。

具体地，参考图2，双向的N-MOS管是一种特殊类型的MOSFET，具有双向导通的特性，它可以在正向和反向电压下导通电流；双向N-MOS管通常由两个反向串联的N沟道MOSFET组成，其中一个MOSFET用于正向导通，另一个MOSFET用于反向导通；这种结构使得双向N-MOS管能够在正向和反向电压下都具有低导通电阻。

在本实施例中，所述第二开关模块5选用双向的N-MOS管，两个N-MOS管的控制端均与所述电池保护芯片3连接，并通过所述电池保护芯片3对应引脚的高电平或低电平来控制所述第二开关模块5的开启或关断。

在其中一个实施例中，参考图2，所述禁充保护芯片2包括与所述电池连接端1的正极B+连接的VDD引脚、与所述电池连接端1的负极B-连接的VSS引脚、与所述第二MOS管Q1的栅极连接的DOUT引脚以及第一检测引脚，所述第一检测引脚用于检测电池中第一节电芯的电压。

具体地，参考图2，所述禁充保护芯片2的VDD引脚与所述电池连接端1的正极B+连接以获取电池电压；所述禁充保护芯片2的VSS引脚接入所述电池连接端1的负极B-；所述禁充保护芯片2的DOUT引脚作为其控制引脚，并与所述第二MOS管Q1的栅极连接，以控制所述第二MOS管Q1的开启或关断；所述第一检测引脚为所述禁充保护芯片2上的VBM引脚，所述禁充保护芯片2上的VBM引脚用于监测电池中第一节电芯的电压。

进一步地，参考图2，所述禁充保护芯片2的VDD引脚与所述电池连接端1的正极B+之间设置有第一电阻R3，所述第一检测引脚上设置有第二电阻R5，所述禁充保护芯片2的VDD引脚与所述第一检测引脚连接且两者之间设置有第一电容C3，所述禁充保护芯片2的VSS引脚与所述第一检测引脚连接且两者之间设置有第二电容C6。

在其中一个实施例中，参考图2，所述电池保护芯片3包括与所述电池连接端1的正极B+连接的VDD引脚、与所述电池连接端1的负极B-连接的VSS引脚、与所述第二开关模块5的控制端连接的DOUT引脚和COUT引脚以及第二检测引脚，所述第二检测引脚用于检测电池中第一节电芯的电压。

具体地，参考图2，所述电池保护芯片3的VDD引脚与所述电池连接端1的正极B+连接以获取电池电压；所述电池保护芯片3的VSS引脚接入所述电池连接端1的负极B-；所述电池保护芯片3的DOUT引脚和COUT引脚均作为其控制引脚，并与所述第二开关模块5连接，由于所述第二开关模块5的双向的N-MOS管，其内部包括两个N-MOS管，因此所述第二开关模块5具有两个控制端，所述电池保护芯片3上的DOUT引脚和COUT引脚分别与所述第二开关模块5内的两个控制端连接，以控制所述第二MOS管Q1的开启或关断；所述第二检测引脚为所述电池保护芯片3上的VBM引脚，所述电池保护芯片3上的VBM引脚用于监测电池中第一节电芯的电压。

进一步地，参考图2，所述电池保护芯片3的VDD引脚与所述电池连接端1的正极B+之间设置有第三电阻R2，所述第二检测引脚上设置有第四电阻R4，所述电池保护芯片3的VDD引脚与所述第二检测引脚连接且两者之间设置有第三电容C5，所述电池保护芯片3的VSS引脚与所述第二检测引脚连接且两者之间设置有第四电容C8。

在其中一个实施例中，参考图2，所述禁充保护芯片2和所述电池保护芯片3均包括电流采样引脚，即所述禁充保护芯片2和所述电池保护芯片3的VM引脚，所述禁充保护芯片2的电流采样引脚与所述电池连接端1连接，所述电池保护芯片3的电流采样引脚与所述负载连接端6连接。

具体地，参考图2，所述禁充保护芯片2的电流采样引脚主要用于监测所述电池连接端1的电流，即监测电池电流；所述电池保护芯片3的电流采样引脚主要用于监测所述负载连接端6的电流，即监测负载电流。

在其中一个实施例中，参考图2，所述负载连接端6的正极P+和所述负载P-连接端6的负极之间串联有第五电容C4和第六电容C7。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (10)

1.一种0V禁充保护电路，其特征在于：所述0V禁充保护电路包括电池连接端、禁充保护芯片、电池保护芯片、第一开关模块、第二开关模块以及负载连接端，所述禁充保护芯片的电压输入端和所述电池保护芯片的电压输入端均与所述电池连接端连接，所述禁充保护芯片的电压输出端与所述第一开关模块的控制端连接，所述电池保护芯片的电压输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述第一开关的电压输入端和所述第二开关模块的电压输入端均与所述电池连接端连接，所述第一开关的电压输出端和所述第二开关模块的电压输出端均与所述负载连接端连接。

2.根据权利要求1所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述第一开关模块包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极与所述电池连接端的正极连接，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的栅极与所述禁充保护芯片连接，所述第二MOS管的漏极接地。

3.根据权利要求2所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述第一MOS管和所述第二MOS管均为P-MOS管。

4.根据权利要求1所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述第二开关模块为双向的N-MOS管。

5.根据权利要求2所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述禁充保护芯片包括与所述电池连接端的正极连接的VDD引脚、与所述电池连接端的负极连接的VSS引脚、与所述第二MOS管的栅极连接的DOUT引脚以及第一检测引脚，所述第一检测引脚用于检测电池中第一节电芯的电压。

6.根据权利要求1所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述电池保护芯片包括与所述电池连接端的正极连接的VDD引脚、与所述电池连接端的负极连接的VSS引脚、第二检测引脚以及与所述第二开关模块的控制端连接的DOUT引脚和COUT引脚，所述第二检测引脚用于检测电池中第一节电芯的电压。

7.根据权利要求5所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述禁充保护芯片的VDD引脚与所述电池连接端的正极之间设置有第一电阻，所述第一检测引脚上设置有第二电阻，所述禁充保护芯片的VDD引脚与所述第一检测引脚连接且两者之间设置有第一电容，所述禁充保护芯片的VSS引脚与所述第一检测引脚连接且两者之间设置有第二电容。

8.根据权利要求6所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述电池保护芯片的VDD引脚与所述电池连接端的正极之间设置有第三电阻，所述第二检测引脚上设置有第四电阻，所述电池保护芯片的VDD引脚与所述第二检测引脚连接且两者之间设置有第三电容，所述电池保护芯片的VSS引脚与所述第二检测引脚连接且两者之间设置有第四电容。

9.根据权利要求1所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述禁充保护芯片和所述电池保护芯片均包括电流采样引脚，所述禁充保护芯片的电流采样引脚与所述电池连接端连接，所述电池保护芯片的电流采样引脚与所述负载连接端连接。

10.根据权利要求1所述的0V禁充保护电路，其特征在于：所述负载连接端的正极和所述负载连接端的负极之间串联有第五电容和第六电容。