TW201338324A - 電池充電保護電路 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電池充電保護電路包括：一電阻模組，該電阻模組包括一熱敏電阻；一電壓比較模組，該電壓比較模組與該電阻模組相連，該電壓比較模組中設置有一電池最高充電溫度對應的上限電壓值和電池最低充電溫度對應的下限電壓值，該電壓比較模組通過比較該熱敏電阻上的電壓值是否超出該上限電壓值及下限電壓值之間的範圍而確定該電池的溫度是否超出可充電溫度範圍，並在電池的溫度超出可充電溫度範圍時，發出一控制信號；以及一電池充電控制模組，該電池充電控制模組接收到該控制信號後停止對電池充電。

Description

電池充電保護電路
本發明涉及一種電池充電保護電路。
為了避免電池損壞，電池的溫度過低或過高時都不能進行充電，一般電池的可充電溫度範圍為0-45℃。現有技術中，電池的溫度一般通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測，電池充電控制晶片通過偵測熱敏電阻上的電壓值來判斷電池溫度是否超出該可充電溫度範圍，若超過，則停止對該電池進行充電。然而，由於電池充電控制晶片一般都是集成有很多功能的集成晶片，因此對電池溫度的偵測不夠精確。
為了解決上述問題，本發明提供一種電池充電保護電路，用於在電池的溫度超出可充電溫度範圍時停止對電池進行充電。該電池充電保護電路包括：一電阻模組，該電阻模組包括一熱敏電阻；一電壓比較模組，該電壓比較模組與該電阻模組相連，該電壓比較模組中設置有一電池最高充電溫度對應的上限電壓值和電池最低充電溫度對應的下限電壓值，該電壓比較模組通過比較該熱敏電阻上的電壓值是否超出該上限電壓值及下限電壓值之間的範圍而確定該電池的溫度是否超出可充電溫度範圍，並在電池的溫度超出可充電溫度範圍時，發出一控制信號；以及一電池充電控制模組，該電池充電控制模組接收到該控制信號後停止對電池充電。
本發明中的電池充電保護電路，能夠準確的偵測電池的溫度，從而在電池充電過程中對電池實現有效的安全保護。
下面結合附圖，對本發明中的電池充電保護電路作進一步的詳細描述。
請參考圖1及圖2，本發明較佳實施方式中的電池充電保護電路100用於在電池200充電過程中，當該電池200的溫度超過電池可充電溫度範圍時，停止對該電池200進行充電，其中，在本實施方式中，該電池200的可充電溫度範圍為0℃-45℃。該電池充電保護電路100包括一電阻模組10、一電壓比較模組20以及一電池充電控制模組30，其中該電池充電控制模組30與該電池200相連。該電阻模組10包括一熱敏電阻R2，該熱敏電阻R2的電阻值可以跟隨電池溫度的變化而發生改變，從而導致該熱敏電阻R2上的電壓發生改變。該電壓比較模組20與該電阻模組10相連，該電壓比較模組20中設置有一最高充電溫度對應的上限電壓值和最低充電溫度對應的下限電壓值，該電壓比較模組20通過比較該熱敏電阻R2上的電壓值是否超出該上限電壓值及下限電壓值之間的範圍而確定該電池的溫度是否超出可充電溫度範圍，並在電池的溫度超出可充電溫度範圍時，發出一控制信號。該電池充電控制模組30根據該控制信號停止對電池充電。其中，該電壓比較模組20比較該熱敏電阻上的電壓值小於該上限電壓值以及大於下限電壓時確定該電池的溫度處於可充電溫度範圍，該電壓比較模組20比較該熱敏電阻上的電壓值高於該上限電壓值或小於下限電壓時確定該電池的溫度超出可充電溫度範圍。
在本實施方式中，該電阻模組10包括一電壓端Vcc、一第一電阻R1以及該熱敏電阻R2，其中該熱敏電阻R2的電阻值隨著電池溫度的升高而減小。該第一電阻R1與該熱敏電阻R2串連於該電壓端Vcc與地之間，該第一電阻R1與該熱敏電阻R2之間形成有第一連接節點N1。其中，該電壓端Vcc用於接入一固定電壓值的外部電壓。
該電壓比較模組20包括一電壓比較晶片21、第三電阻R3，第四電阻R4，第五電阻R5、第六電阻R6以及第一三極管Q1以及一第二三極管Q2。該電壓比較晶片21包括第一輸入引腳IN1、第二輸入引腳IN2、第三輸入引腳IN3、第四輸入引腳IN4以及第一輸出引腳OUT1、第二輸出引腳OUT2。該第二輸入引腳IN2和第三輸入引腳IN3均與該第一連接節點N1相連，在本實施方式中，該第二輸入引腳IN2和該第三引腳IN3的輸入電壓值即等於該熱敏電阻R2上的電壓值。該第三電阻R3與該第四電阻R4串連於該電壓端Vcc與地之間，該第三電阻R3與第四電阻R4之間形成有第二連接節點N2，該第二連接節點N2與該第一輸入引腳IN1連接，該第一引腳IN1的輸入電壓值等於該第四電阻R4上的電壓值。該第五電阻R5與該第六電阻R6串連於該電壓端Vcc與地之間，該第五電阻R5與該第六電阻R6之間形成有第三連接節點N3，該第三連接節點N3與該第四輸入引腳IN4連接，該第四輸入引腳IN4的輸入電壓值等於該第六電阻R6上的電壓值。 該第一輸出引腳OUT1與第一三極管Q1的基極連接，該第二輸入引腳OUT2與第二三極管Q2的基極連接，該第一三極管Q1與該第二三極管Q2的發射極均通過一第七電阻R7連接於電壓端Vcc，該第一三極管Q1與該第二三極管Q2的集電極均接地，同時，該第一三極管Q1與該第二三極管Q2的發射極還均連接於該電池充電控制模組30的輸入端THM，即該第一三極管Q1與該第二三極管Q2並聯於該輸入端THM與地之間。
在本實施方式中，該熱敏電阻R2的電阻值隨著電池溫度的變化而改變時，該熱敏電阻R2上的分壓值會相應發生變化，從而該第二輸入引腳IN2與該第三輸入引腳IN3的輸入電壓值也隨著該熱敏電阻R2阻值的改變而改變。
該串聯於電壓端Vcc以及地之間的該第三電阻R3與第四電阻R4之間構成的第二連接節點N2為該第一輸入引腳IN1提供該上限電壓值，其中，該上限電壓值可通過設定該第三電阻R3與第四電阻R4的阻值來設定，該上限電壓值對應該電池可充電的最低溫度值，即電池溫度等於或小於該溫度值時則停止充電。該串聯於電壓端Vcc以及地之間的第五電阻R5與第六電阻R6構成的第三連接節點N3為該第四輸入引腳IN4提供該下限電壓值，該下限電壓值可通過設定該第五電阻R5與第六電阻R6的阻值來設定，該下限電壓值對應該電池可充電的最高溫度值，即電池溫度值高於該溫度值時則停止充電。
該電壓比較晶片21將該第二輸入引腳IN2的輸入電壓值與該第一輸入引腳IN1輸入端的上限電壓值進行比較，並將該第三引腳IN3輸入的電壓值與該第四引腳IN4輸入的下限電壓值進行比較，從而通過判斷熱敏電阻R2上的電壓值是否在上限電壓值和下限電壓值範圍之內來判斷該電池的溫度值是否超出可充電溫度範圍。若該熱敏電阻R2上的電壓值超出上限電壓值時，即電池的溫度低於可充電溫度的下限值，則該電壓比較晶片21控制該第一輸出引腳OUT1輸出一低電平，此時第一三極管Q1導通，同時控制該第二輸出引腳OUT2輸出一高電平，此時該第二三極管Q2截止，此時該電池充電控制模組30的該輸入端THM通過該導通的第一三極管Q1接地而獲得一低電平的控制信號，從而該電池充電控制模組30停止對該電池進行充電。若該熱敏電阻R2上的電壓值低於下限電壓值，即電池的溫度高於可充電溫度的上限值，則控制該第一輸出引腳IN1輸出一高電平，此時第一三極管Q1截止，同時控制該第二輸出引腳OUT2輸出一低電平，此時第二三極管Q2導通，此時該電池充電控制模組30的輸入端THM同樣通過該導通的第二三極管Q2接地而獲得一低電平的控制信號，從而該電池充電控制模組30控制停止對該電池充電。若該熱敏電阻R2上的電壓值在上限電壓值與下限電壓值之間的範圍，即電池的溫度處於可充電溫度範圍內，則控制該第一輸出端OUT1與該第二輸出端OUT2均輸出一高電平，該兩個三極管Q1、Q2均截止，則該電池充電控制模組30的輸入端THM通過該第七電阻R7與電壓端Vcc電連接而獲得一高電平，此時，未接收到該低電平的控制信號，從而電池充電控制模組30繼續對該電池進行充電。在本實施方式中，該電壓比較晶片21為一雙限比較器LM358。
在其他實施方式中，該電壓比較模組20可以是一集成晶片，該集成晶片包括一輸入輸出介面，該集成晶片中預先存儲有該上限電壓值及該下限電壓值。該集成晶片通過該輸入輸出介面獲取該熱敏電阻R2上的電壓值並將該熱敏電阻R2上的電壓值與該預先存儲的上限電壓值及下限電壓值比較，若該熱敏電阻R2上的電壓值超出該上限電壓值與下限電壓值之間的範圍，則通過該輸入輸出介面發出一控制信號至該電池充電控制模組30，該控制信號可以是一脈衝信號，該電池充電控制模組30根據該控制信號停止對電池充電。
儘管對本發明的優選實施方式進行了說明和描述，但是本領域的技術人員將領悟到，可以作出各種不同的變化和改進，這些都不超出本發明的真正範圍。因此期望，本發明並不局限於所公開的作為實現本發明所設想的最佳模式的具體實施方式，本發明包括的所有實施方式都有所附權利要求書的保護範圍內。
100．．．電池充電保護電路
200．．．電池
Vcc．．．電源介面
10．．．電阻模組
20．．．電壓比較模組
30．．．電池充電控制模組
R1．．．第一電阻
R2．．．熱敏電阻
R3．．．第三電阻
R4．．．第四電阻
R5．．．第五電阻
R6．．．第六電阻
R7．．．第七電阻
Q1．．．第一三極管
Q2．．．第二三極管
IN1．．．第一輸入引腳
IN2．．．第二輸入引腳
IN3．．．第三輸入引腳
IN4．．．第四輸入引腳
OUT1．．．第一輸出引腳
OUT2．．．第二輸出引腳
THM．．．輸入端
圖1係本發明一實施方式中電池充電保護電路功能模組示意圖。
圖2係本發明一實施方式中電池充電保護電路的電路示意圖。
100．．．電池充電保護電路
Vcc．．．電壓端
10．．．電阻模組
20．．．電壓比較模組
30．．．電池充電控制模組
21．．．電壓比較晶片
R1．．．第一電阻
R2．．．熱敏電阻
R3．．．第三電阻
R4．．．第四電阻
R5．．．第五電阻
R6．．．第六電阻
R7．．．第七電阻
Q1．．．第一三極管
Q2．．．第二三極管
IN1．．．第一輸入引腳
IN2．．．第二輸入引腳
IN3．．．第三輸入引腳
IN4．．．第四輸入引腳
OUT1．．．第一輸出引腳
OUT2．．．第二輸出引腳
THM．．．輸入端

Claims (7)

  1. 一種電池充電保護電路，用於在電池的溫度超出可充電溫度範圍時停止對電池進行充電，其改良在於，該電池充電保護電路包括：
    一電阻模組，該電阻模組包括電壓端、第一電阻以及熱敏電阻，該第一電阻與該熱敏電阻串連於該電壓端與地之間，其中該電壓端用於接入一固定電壓值的外部電壓；
    一電壓比較模組，該電壓比較模組與該電阻模組相連，該電壓比較模組中設置有一電池最高充電溫度對應的上限電壓值和電池最低充電溫度對應的下限電壓值，該電壓比較模組通過比較該熱敏電阻上的電壓值是否超出該上限電壓值及下限電壓值之間的範圍而確定該電池的溫度是否超出可充電溫度範圍，並在電池的溫度超出可充電溫度範圍時，發出一控制信號；以及
    一電池充電控制模組，該電池充電控制模組接收到該控制信號後停止對電池充電。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之電池充電保護電路，其中，該第一電阻與該熱敏電阻之間形成有第一連接節點，該電壓比較模組包括一電壓比較晶片、第三電阻，第四電阻，第五電阻、第六電阻以及第七電阻，該電壓比較晶片包括第一輸入引腳、第二輸入引腳、第三輸入引腳、第四輸入引腳以及第一輸出引腳、第二輸出引腳，該第二輸入引腳和第三輸入引腳均與該第一連接節點相連，該第三電阻與該第四電阻串連於該電壓端與地之間，該第三電阻與第四電阻之間形成有第二連接節點，該第二連接節點與該第一輸入引腳連接，該第五電阻與該第六電阻串連於該電壓端與地之間，該第五電阻與該第六電阻之間形成有第三連接節點，該第三連接節點與該第四輸入引腳連接，該第一輸出引腳與第一三極管的基極連接，該第二輸入引腳與第二三極管的基極連接，該第一三極管與該第二三極管的發射極均通過該第七電阻連接於電壓端，該第一三極管及該第二三極管的集電極均接地，同時，該第一三極管與該第二三極管的發射極還均連接於該電池充電控制模組的輸入端。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之電池充電保護電路，其中，該串聯於電壓端以及地之間的該第三電阻與第四電阻之間構成的第二連接節點為該第一輸入引腳提供該上限電壓值，其中，該上限電壓值可通過設定該第三電阻與第四電阻的阻值來設定該上限電壓值，該上限電壓值對應該電池可充電的最低溫度值，即電池溫度等於或小於該溫度值時則停止充電；該串聯於電壓端以及地之間的第五電阻與第六電阻構成的第三連接節點為該第四輸入引腳提供該下限電壓值，該下限電壓值可通過設定該第五電阻與第六電阻的阻值來設定，該下限電壓值對應該電池可充電的最高溫度值，即電池溫度值高於該溫度值時則停止充電。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之電池充電保護電路，其中，該電壓比較晶片將該第二輸入引腳的輸入電壓值與該第一輸入引腳輸入端的上限電壓值進行比較，並將該第三引腳輸入的電壓值與該第四引腳輸入的下限電壓值進行比較，從而通過判斷熱敏電阻上的電壓值是否在上限電壓值和下限電壓值範圍之內來判斷該電池的溫度值是否超出可充電溫度範圍。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之電池充電保護電路，其中，若該電壓比較晶片確定該熱敏電阻上的電壓值超出上限電壓值時，即電池的溫度低於可充電溫度的下限值，則控制該第一輸出引腳輸出一低電平，此時該電池充電控制模組的該輸入端通過該導通的第一三極管接地而獲得一低電平的控制信號，從而該電池充電控制模組停止對該電池進行充電；若該熱敏電阻上的電壓值低於下限電壓值，即電池的溫度高於可充電溫度的上限值，則控制該第一輸出引腳輸出一高電平，此時第一三極管截止，同時控制該第二輸出引腳輸出一低電平，此時第二三極管導通，此時該電池充電控制模組的輸入端同樣通過該導通的第二三極管接地而獲得一低電平的控制信號，從而該電池充電控制模組控制停止對該電池充電；若該熱敏電阻上的電壓值在上限電壓值與下限電壓值之間的範圍，即電池的溫度處於可充電溫度範圍內，則控制該第一輸出端與該第二輸出端均輸出一高電平，該兩個三極管均截止，則該電池充電控制模組的輸入端通過該第七電阻與電壓端電連接而獲得一高電平，此時，未接收到該低電平的控制信號，從而電池充電控制模組繼續對該電池進行充電。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述之電池充電保護電路，其中，該電壓比較晶片為雙限比較器LM358。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之電池充電保護電路，其中，該電壓比較模組是一集成晶片，該集成晶片包括一輸入輸出介面，該集成晶片中預先存儲有該上限電壓值及該下限電壓值，該集成晶片通過該輸入輸出介面獲取該熱敏電阻上的電壓值並將該熱敏電阻上的電壓值與該預先存儲的上限電壓值及下限電壓值比較，若該熱敏電阻上的電壓值超出該上限電壓值與下限電壓值之間的範圍，則通過該輸入輸出介面發出一控制信號至該電池充電控制模組，其中該控制信號為一脈衝信號，該電池充電控制模組根據該控制信號停止對電池充電。
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