CN2768266Y - 一种过电流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过电流保护电路，包括过电流检测模块、分压模块和开关模块，分压模块串接在开关模块的一个主电流导通极和被保护电路的被采样点之间，分压模块的分压输出端与过电流检测模块的检测输入端相连，开关模块的控制极与过电流检测模块的控制信号输出端相连，另一个主电流导通极连接过电流检测模块的电源负端。本实用新型通过分压模块将被采样点的电压进行分压后再输入到过电流检测模块的检测输入端，经过计算与过电流保护阈值相比，相当于增大了过电流保护阈值，在不影响保护IC其他性能的前提下，通过调节分压模块的分压电阻，即可达到调节过电流保护阈值的目的，可调范围大、方法简单，同时降低了生产风险。

Description

一种过电流保护电路

【技术领域】

本实用新型涉及一种过电流保护电路，尤其涉及过电流保护阈值可调的过电流保护电路。

【背景技术】

现在的电子设备中，一般都带有过电流保护电路，并且通过保护IC来实现，通过检测被保护电路的电流或电压，将检测到的电流与设定值即过电流保护阈值进行比较，如果大于阈值，则发出控制信号使开关管断开或闭合，控制被保护电路动作。由于不同设备对过电流保护的要求不同，就存在为满足设备仪器过电流保护要求的客观性，经常需要调整过电流保护阈值，目前，共知的保护电路的增大电流保护阈值的调整有如下方法：

1、减小主回路场效应管的内阻，以得到一个合适的压降。这种方法的优点是：无需另外附加电路元件，也不需要更换保护IC；缺点是：调阻范围狭窄，精确度差。

2、调整过电流检测点位置。优点是：无需另外附加电路元件，也不需要更换保护IC，方法简单；缺点是：调阻范围狭窄，调阻点的数量有限，一般只能有两个，因而很难达到所要求的精度。

3、挑选保护IC。优点是：简单，只是选择某一种类型的IC即可；缺点是：可选档次少，而且容易受到IC生产商的制约，灵活性差。

【发明内容】

本实用新型的主要目的就是为了解决现有技术中的问题，提供一种过电流保护电路，在不影响保护IC其他性能的前提下，辅以简单的控制电路，就可以调节不同的过电流保护阀值，来满足不同设备仪器的需要，从而克服了可调范围狭窄的缺点，同时降低了生产风险。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种过电流保护电路，包括过电流检测模块，所述过电流检测模块的检测输入端采样被保护电路的电压，其控制信号输出端用于输出控制信号使被保护电路动作，还包括分压模块和开关模块，所述分压模块串接在开关模块的一个主电流导通极和被保护电路的被采样点之间，所述分压模块的用于输出分压的分压输出端与过电流检测模块的检测输入端相连；所述开关模块的控制极与过电流检测模块的控制信号输出端相连，另一个主电流导通极连接过电流检测模块的电源负端。

所述分压模块包括相串联的第一电阻和第二电阻，所述用于输出分压的分压输出端为第一电阻和第二电阻的串联中间点。

进一步地，所述第一电阻和第二电阻中至少有一个为可变电阻。

优选地，所述开关模块为场效应管。

本实用新型的有益效果是：1)通过分压模块将被采样点的电压进行分压后再输入到过电流检测模块的检测输入端，即检测输入端采集到的电压比被采样点的电压要小，相当于减小了采样电压，经过计算与过电流保护阈值相比，相当于增大了过电流保护阈值。本实用新型在不影响保护IC其他性能的前提下，通过调节分压模块的分压电阻，即可达到调节过电流保护阈值的目的，可调范围大、方法简单，同时降低了生产风险。2)在分压模块与被采样点之间串联一开关模块，使在过放保护的同时也切断了分压模块和该开关模块组成的放电回路，从而避免过放保护后电流通过分压模块继续放电。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型的一种实施例的电路原理图；

图2是第二电阻为可变电阻的电路原理图。

【具体实施方式】

具体实施例一、以锂离子电池的保护电路为例进行详细说明，电路原理图如图1所示。现有锂离子电池保护电路具有过充电压保护、过放电压保护和过放电流保护，过电压保护仅为对电芯(即CELL)的保护，而过流保护是通过保护集成电路IC对整个放电回路的保护，其中包括对电芯(CELL)、线路板及用电负载的保护，对于现有的保护集成电路IC，过电流保护电压检测值(VM)一般在0.1---0.3伏，而且一款保护集成电路所对应的过流保护检测电压值是唯一的，为了克服这一缺点，本发明可以说恰到好处。

保护集成电路IC1的作用是通过检测输入端VM采集被保护电路的电压值，经过计算，得出电流值并与设定的过电流保护阈值相比较，如果大于过电流保护阈值，则通过控制信号输出端D0输出低电平信号，控制第一开关模块Q1断开，切断电芯(CELL)的充电电路。由第一电阻R1和第二电阻R2串联组成分压模块1，开关模块2由场效应管Q2组成。分压模块1有三个引出端，第一端3连接到被保护电路的被采样点即电路输出负端P-、第二端4连接到场效应管Q2的漏极，第一电阻R1和第二电阻R2的串联中间点5连接到保护IC的过电流检测输入端VM。场效应管Q2的栅极连接保护集成电路IC1的控制信号输出端D0，源极连接到保护集成电路IC1的电源负端VSS。

通常状态下，保护集成电路IC1的控制信号输出端D0输出高电平，场效应管Q2处于导通状态，这样，分压模块1正常工作，经过分压，过电流检测输入端VM检测到的电压就会减小(相对于P-端电压)，即等同于提高了过电流检测电压阀值，实现增大过电流保护阀值的目的。第一电阻R1和第二电阻R2中至少有一个为可变电阻，通过调节可变电阻的阻值，可调节分压模块输出的分压，即可达到调节过电流保护阈值的目的。通常情况下，对于不同的保护IC，第一电阻R1的阻值通常是相对固定的，第二电阻R2为可变电阻，如图2所示。一旦过放保护条件被触发，控制信号输出端D0就会由高电平转为低电平，场效应管Q2关断，此时，分压模块1也停止工作，即避免了低压状态下分压电路上的损耗。

下面以实例说明(参考附图)：

一、过电流保护值的计算方法

假定过流检测电压值VM为0.15V，第一开关模块Q1(可以场效应管)的总内阻R为40mΩ，过电流保护值I要求为3.75A。即：

I＝VM/R＝0.15V/40mΩ＝3.75A

从上面计算方法看，降低场效应管Q1的内阻也可以提高过流保护值，但可能会造成成本升高。本实用新型是通过一分压电路来降低检测输入端VM的检测值，从而达到提高过流保护值的目的。

二、增大过电流保护阀值的方法

在过电流控制端增加一分压电阻R2(电阻R2与原有的电阻R1串联组成分压模块1)及开关模块2(由场效应管Q2组成)，按附图分析，当检测输入端VM的检测电压为0.15V时，假定R1＝R2＝2.2kΩ，场效应管Q2导通(Q2的导通内阻可以忽略不计，为几十毫欧，远远小于R2的阻值)，则过电流保护检测电压就相当于提高到：

Vm-p＝VM*(R1+R2)/R2＝2*VM＝0.30V，

计算出过电流值应为：

I＝Vm-p/R＝0.30V/40mΩ＝7.5A.

从以上分析可以看出，只增加一个电阻R2(成本0.01元)和一只场效应管Q2(成本0.20元)即可完成扩流的目的，保护检测电流由3.75A到7.5A.从：

VM＝R2*Vm-p/(R1+R2)，Vm-p＝VM*(R1+R2)/R2，I＝Vm-p/R，得出：

I＝VM*(R1+R2)/(R2*R)

其中VM与R为常数，即VM为过电流检测电压值、R主回路场效应管总内阻值，则调节R1与R2的阻值即可改变过流保护值的大小。

以上说明内容可归纳如下：

对于电池保护电路，在主回路场效应管总内阻一定的情况下，通过调整过电流检测分压电阻网络的电阻值大小，即R1与R2的比例，就可实现增大过电流保护值，相当于提高了过电流电压检测值，从而实现增大过电流保护阀值。

三、开关模块2的作用。在放电截止时，控制信号输出端D0会转换电平，即由高电平转为低电平，从而使场效应管Q2关断，也就是说，过放保护的同时也切断了分压模块1和该开关模块2组成的放电回路，从而避免过放保护后电流通过分压模块1继续放电。开关模块2还可以通过三级管实现，也可以通过手动实现。

本实用新型的发明思路还可应用于检测输入端直接采集被保护电路的电流的情况，只需要增加一个分流电路即可，当然，本思路也可应用于对过电压电路需要调整过电压保护阈值的情况。

综上所述，本实用新型简单灵活，可应用于不同保护IC。

Claims (4)

1.一种过电流保护电路，包括过电流检测模块，所述过电流检测模块的检测输入端采样被保护电路的电压，其控制信号输出端用于输出控制信号使被保护电路动作，其特征在于：还包括分压模块和开关模块，所述分压模块串接在开关模块的一个主电流导通极和被保护电路的被采样点之间，所述分压模块的用于输出分压的分压输出端与过电流检测模块的检测输入端相连；所述开关模块的控制极与过电流检测模块的控制信号输出端相连，另一个主电流导通极连接过电流检测模块的电源负端。

2.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于：所述分压模块包括相串联的第一电阻和第二电阻，所述用于输出分压的分压输出端为第一电阻和第二电阻的串联中间点。

3.如权利要求2所述的过电流保护电路，其特征在于：所述第一电阻和第二电阻中至少有一个为可变电阻。

4.如权利要求1至3中任一项所述的过电流保护电路，其特征在于：所述开关模块为场效应管。

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