CN221042339U - 充放电保护电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充放电保护电路和电子设备，所述充放电保护电路包括第一回路开关件、第二回路开关件、检测模块、开关控制模块，所述第一回路开关件和所述第二回路开关件串联在所述充放电回路中；所述检测模块检测所述充放电回路上预设检测点的参考电压，并基于所述参考电压输出基准电压；所述开关控制模块的输入端连接所述检测模块，所述开关控制模块的输出端分别连接所述第一回路开关件的控制端和所述第二回路开关件的控制端。本申请实现了在充电电池充放电过程中的过充及过放保护功能，避免过流充放电对充电电池造成损害。

Description

充放电保护电路和电子设备

技术领域

本申请涉及电池充电流过保护技术领域，具体而言，涉及一种充放电保护电路和电子设备。

背景技术

充电电池，是电池材料为可充电的电池，一般配合充电器使用。充电电池的好处是经济、环保、电量足、适合大功率、长时间使用的电器。无论任何一种充电电池，电池在充放电过程中，都需要匹配合适的充电电流，一方面避免充电过量，超出充电电池可以承受的电流，另一方面避免放电过量，避免对充电电池的损害。

因此，本领域技术人员急需一种充放电保护电路，通过对充电情况的监测，以实现电池的过充电流（OCI）、过放电流（ODI）的监测和及时响应。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请的目的是提供一种充放电保护电路，应用于充放电回路，所述充放电保护电路包括第一回路开关件、第二回路开关件、检测模块、开关控制模块：

所述第一回路开关件和所述第二回路开关件串联在所述充放电回路中，所述第一回路开关件用于根据过充信号断开所述充放电回路；所述第二回路开关件用于根据过放信号断开所述充放电回路；

所述检测模块用于检测所述充放电回路上预设检测点的参考电压，并基于所述参考电压输出基准电压；

所述开关控制模块的输入端连接所述检测模块，用于接收所述基准电压，并根据所述基准电压生成控制电压；所述开关控制模块的输出端分别连接所述第一回路开关件的控制端和所述第二回路开关件的控制端，以根据所述控制电压控制所述第一回路开关件和所述第二回路开关件的通断。

可选地，所述检测模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述预设检测点，所述第一电阻的第二端连接所述开关控制模块的输入端。

可选地，所述充放电回路包括充电电池接口；

所述开关控制模块设置有电源端和接地端，所述开关控制模块的电源端连接所述充电电池接口的正极端，所述开关控制模块的接地端连接所述充电电池接口的负极端。

可选地，所述充放电保护电路还包括第二电阻，所述第二电阻串联在所述开关控制模块的电源端和所述充电电池接口的正极端之间。

可选地，所述充放电保护电路还包括第一电容，所述第一电容连接在所述开关控制模块的电源端和接地端之间。

可选地，所述第一回路开关件包括第一寄生二极管，所述第一寄生二极管与所述第一回路开关件并联连接，所述第一寄生二极管的阴极连接所述充电回路的充电母线负极端；和/或，

所述第二回路开关件包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管与所述第二回路开关件包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管与所述第二回路开关件并联连接，所述第二寄生二极管的阳极连接所述充电回路的充电母线负极端。

可选地，所述第一回路开关件为N型MOS管，和/或，所述第二回路开关件为N型MOS管。

本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上述的充放电保护电路。

本申请公开了以下技术效果：

本申请通过检测所述充放电回路上预设检测点的参考电压，并基于所述参考电压输出基准电压；根据所述基准电压生成控制电压；根据所述控制电压控制所述第一回路开关件和所述第二回路开关件的通断；实现了在充电电池充放电过程中的过充过放保护功能，避免过流充放电对充电电池造成损害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例所述的充放电保护系统原理简图。

图2为本申请一实施例的充放电保护电路方框图。

图3为本申请一实施例的充放电保护电路保护系统电路连接示意图。

图4为本申请图3实施例的过充保护状态原理示意图。

图5为本申请图3实施例的过放保护状态原理示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

本申请的一种电池保护应用电路如图1所示，图1是本申请实施例所述的充放电保护系统原理简图。当充电电池保护系统正常工作时，CO，DO为高电平，Q1 Q2为导通状态，锂电池保护系统允许充电电池充电或放电。

当充电电池保护系统发生充电过电压(OCV)或充电过电流保护（OCI）时，DO为高电平，CO由高电平(BAT+)变为低电平（VM），Q1导通，Q2断开，系统进入充电保护，此时系统断开充电；此时如果断开充电器，由于Q2的存在寄生二极管，系统可以通过Q2寄生二极管进行放电，此时系统可以正常放电，之后系统释放保护状态，CO由低电平（VM）变为高电平（BAT+）。

当锂电池保护系统发生放电欠电压(OCV)、放电过电流保护（OCI）或短路保护时，CO为高电平，DO由高电平变为低电平(BAT-)，Q2导通，Q1断开，系统进入放电保护，此时系统断开放电；此时如果接通充电器，由于Q1的存在寄生二极管，系统可以通过Q1寄生二极管进行充电，此时系统可以正常充电,之后系统释放保护状态，DO由低电平（BAT-）变为高电平（BAT+）。

实施例2

本申请还提供一种充放电保护电路，应用于充放电回路，图2为本申请一实施例的充放电保护电路方框图。

如图2所示，在一实施例中，充放电保护电路包括第一回路开关件Q1、第二回路开关件Q2、检测模块10、开关控制模块20。

所述第一回路开关件Q1和所述第二回路开关件Q2串联在所述充放电回路中，所述第一回路开关件Q1用于根据过充信号断开所述充放电回路；所述第二回路开关件Q2用于根据过放信号断开所述充放电回路。

所述检测模块10用于检测所述充放电回路上预设检测点的参考电压，并基于所述参考电压输出基准电压。

所述开关控制模块20的输入端连接所述检测模块，用于接收所述基准电压，并根据所述基准电压生成控制电压。所述开关控制模块20的输出端分别连接所述第一回路开关件Q1的控制端和所述第二回路开关件Q2的控制端，以根据所述控制电压控制所述第一回路开关件Q1和所述第二回路开关件Q2的通断。

本实施例通过检测所述充放电回路上预设检测点的参考电压，并基于所述参考电压输出基准电压；根据所述基准电压生成控制电压；根据所述控制电压控制所述第一回路开关件和所述第二回路开关件的通断；能够在充电电池充放电过程中的实时检测过充过放情况，及时断开充放电回路，起到对充电电池的保护功能，避免过流充放电对充电电池造成损害。

图3为本申请一实施例的充放电保护电路保护系统电路连接示意图。

请参考图3，可选地，所述检测模块10包括第一电阻Rvm，所述第一电阻Rvm的第一端连接所述预设检测点，所述第一电阻Rvm的第二端连接所述开关控制模块20的输入端。通过第一电阻Rvm对充放电回路中电压浮动的检测转换，能够使开关控制模块20及时获取充放电回路中的过充情况及过放情况，以控制断开充放电回路，对充电电池进行保护。

可选地，所述充放电回路包括充电电池接口。如图3所示，充放电回路的充电电池接口可以连接充电电池BAT。

所述开关控制模块20设置有电源端和接地端，所述开关控制模块20的电源端连接所述充电电池接口的正极端，所述开关控制模块20的接地端连接所述充电电池接口的负极端。

通过将开关控制模块20接入充电电池BAT的电压，可以保障开关控制模块20的正常工作状态，及时获取充放电回路中的过充情况及过放情况，以控制断开充放电回路，对充电电池进行保护。

可选地，所述充放电保护电路还包括第二电阻R1，所述第二电阻R1串联在所述开关控制模块20的电源端和所述充电电池接口的正极端之间。

第二电阻R1串联在开关控制模块20的电源端，能够为开关控制模块20的电源电流进行限流和分压，以为开关控制模块20提供合适的工作电流和工作电压。

请继续参考图3，可选地，所述充放电保护电路还包括第一电容C1，所述第一电容C1连接在所述开关控制模块的电源端和接地端之间。

第一电容C1能够为开关控制模块20的电源电压进行滤波，使开关控制模块20能够工作在稳定的电源环境下。

请继续参考图3，可选地，所述第一回路开关件Q1包括第一寄生二极管，所述第一寄生二极管与所述第一回路开关件Q1并联连接，所述第一寄生二极管的阴极连接所述充电回路的充电母线负极端EP-。

示例性地，在过放欠电压的情况下，第二回路开关件Q2断开后，如果接通充电器，此时充电母线负极端EP-电压开始降低至导通第二回路开关件Q2。第一回路开关件Q1在断开状态时，由于第一寄生二极管的存在，可以使充放电回路正常充电，以达到释放保护状态的效果，从而在合适的状态下导通第一回路开关件Q1。

请继续参考图3，可选地，所述第二回路开关件Q2包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管与所述第二回路开关件Q2包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管与所述第二回路开关件Q2并联连接，所述第二寄生二极管的阳极连接所述充电回路的充电母线负极端EP-。

示例性地，在过充的情况下，第一回路开关件Q1断开后，如果断开充电器，此时充电母线负极端EP-电压开始升高至导通第一回路开关件Q1。第二回路开关件Q2在断开状态时，由于第二寄生二极管的存在，可以使充电回路正常放电，以达到释放保护状态的效果，从而在合适的状态下导通第二回路开关件Q2。

可选地，所述第一回路开关件为N型MOS管，和/或，所述第二回路开关件为N型MOS管。可选地，所述第一回路开关件为P型MOS管，和/或，所述第二回路开关件为P型MOS管。

示例性地，N型MOS管可以在高电平的控制电压下保持导通状态，在低电平的控制电压下保持断开状态。P型MOS管可以在低电平的控制电压下保持导通状态，在高电平的控制电压下保持断开状态。

实施例3

本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上述的充放电保护电路。

示例性地，请参考图3，当电子设备的充放电保护电路正常工作时，开关控制模块20的输出端CDO输出的控制电压为高电平，第一回路开关件Q1及第二回路开关件Q2为导通状态，锂电池保护系统允许充电电池充电或放电。

图4为本申请图3实施例的过充保护状态原理示意图。

如图4所示，在一实施例中，当电子设备的充放电保护电路发生充电过电压(OCV)或充电过电流保护（OCI）时，开关控制模块20的输出端CDO输出的控制电压由高电平变为低电平，第一回路开关件Q1及第二回路开关件Q2断开，系统进入充电保护，此时系统断开充电。此时如果断开充电器，由于Q2的存在寄生二极管，系统可以通过Q2寄生二极管进行放电，此时系统可以正常放电，之后系统释放保护状态，开关控制模块20的输出端CDO输出的控制电压由低电平变为高电平，从而导通第二回路开关件Q2。

图5为本申请图3实施例的过放保护状态原理示意图。

如图5所示，在一实施例中，当电子设备的充放电保护电路发生发生放电欠电压(OCV)、放电过电流保护（OCI）或短路保护时，开关控制模块20的输出端CDO输出的控制电压由高电平变为低电平，第一回路开关件Q1及第二回路开关件Q2断开，系统进入放电保护，此时系统断开放电。此时如果接通充电器，充电母线负极端EP-的电压开始变低（第二回路开关件Q2的栅源电压VGS开始升高），当第二回路开关件Q2的栅源电压VGS大于MOS管开启电压VTH时，第二回路开关件Q2开始导通，第一回路开关件Q1存在寄生二极管，系统可以通过第一回路开关件Q1寄生二极管进行充电，此时系统可以正常充电,之后系统释放保护状态，开关控制模块20的输出端CDO输出的控制电压由低电平（BAT-）变为高电平（BAT+），从而导通第一回路开关件Q1。

本申请通过检测所述充放电回路上预设检测点的参考电压，并基于所述参考电压输出基准电压；根据所述基准电压生成控制电压；根据所述控制电压控制所述第一回路开关件和所述第二回路开关件的通断；实现了在充电电池充放电过程中的过充过放保护功能，避免过流充放电对充电电池造成损害。

在本申请提供的电子设备的实施例中，可以包含任一上述充放电保护电路实施例的全部技术特征，说明书拓展和解释内容与上述方法的各实施例基本相同，在此不再做赘述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种充放电保护电路，其特征在于，应用于充放电回路，所述充放电保护电路包括第一回路开关件、第二回路开关件、检测模块、开关控制模块： 所述第一回路开关件和所述第二回路开关件串联在所述充放电回路中，所述第一回路开关件用于根据过充信号断开所述充放电回路；所述第二回路开关件用于根据过放信号断开所述充放电回路； 所述检测模块用于检测所述充放电回路上预设检测点的参考电压，并基于所述参考电压输出基准电压；所述开关控制模块的输入端连接所述检测模块，用于接收所述基准电压，并根据所述基准电压生成控制电压；所述开关控制模块的输出端分别连接所述第一回路开关件的控制端和所述第二回路开关件的控制端，以根据所述控制电压控制所述第一回路开关件和所述第二回路开关件的通断。

2.根据权利要求1所述的一种充放电保护电路，其特征在于，所述检测模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述预设检测点，所述第一电阻的第二端连接所述开关控制模块的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种充放电保护电路，其特征在于，所述充放电回路包括充电电池接口； 所述开关控制模块设置有电源端和接地端，所述开关控制模块的电源端连接所述充电电池接口的正极端，所述开关控制模块的接地端连接所述充电电池接口的负极端。

4.根据权利要求3所述的一种充放电保护电路，其特征在于，所述充放电保护电路还包括第二电阻，所述第二电阻串联在所述开关控制模块的电源端和所述充电电池接口的正极端之间。

5.根据权利要求3所述的一种充放电保护电路，其特征在于，所述充放电保护电路还包括第一电容，所述第一电容连接在所述开关控制模块的电源端和接地端之间。

6.根据权利要求5所述的一种充放电保护电路，其特征在于，所述第一回路开关件包括第一寄生二极管，所述第一寄生二极管与所述第一回路开关件并联连接，所述第一寄生二极管的阴极连接所述充放电回路的充电母线负极端；和/或， 所述第二回路开关件包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管与所述第二回路开关件包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管与所述第二回路开关件并联连接，所述第二寄生二极管的阳极连接所述充放电回路的充电母线负极端。

7.根据权利要求6所述的一种充放电保护电路，其特征在于，所述第一回路开关件为N型MOS管，和/或，所述第二回路开关件为N型MOS管。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-7任一项所述的充放电保护电路。