TWI609542B - 電池保護電路 - Google Patents

Description

電池保護電路

本發明電池保護電路係一種電池放電保護電路之技術領域，包括有：一電池及一半導體，為保護電池在放電中，避免電池過低電壓所造成之損害。

經過檢索及查證，前所未有應用半導體的汲極電流相對閘極到源極電壓(Drain Current vs Gate to Source Voltage)的轉換特性表(Transfer Characteristics)，以無汲極電流做為電池放電的動作終止，及應用半導體雙向導電特徵的技術做為執行電池充電及放電的開關功能。

本發明的目的：

本發明應用第一半導體與電池串聯連接，達到電池在放電中不發生過低電壓而損壞電池。

本發明應用第二半導體與電池串聯連接，達到電池在放電中不發生過低電壓而損壞電池。

本發明有下列之特徵：

1.本發明為應用半導體的汲極電流相對閘極到源極電壓的轉換特性表，以無汲極電流做為電池放電的動 作終止，達到放電中之電池在過低電壓時執行負載與電池開路，以達到電池過低電壓之保護。

2.本發明在執行電池充電或放電動作時，將應用半導體具有雙向性導通之特徵，而達成電池充電及放電之目的。

11‧‧‧電池

12‧‧‧第一半導體

13‧‧‧第二半導體

100‧‧‧充電裝置

200‧‧‧負載

V+‧‧‧電路正電端

V-‧‧‧電路負電端

圖1 為本發明電池保護電路的第一實施例。

圖2 為本發明電池保護電路的第二實施例。

如圖1所示，為本發明電池保護電路的第一實施例，自圖1可知，電池11與第一半導體12串聯連接，將第一半導體12的閘極G連接電池11的正電端及電路正電端V+，第一半導體12的源極S連接電池11的負電端及將第一半導體12的汲極D連接電路負電端V-，電路正電端V+連接充電裝置100的正電端G+或負載200的一端，電路負電端V-連接充電裝置100的負電端G-或負載200的另一端，第一半導體12為N通道金屬氧化半導體場效電晶體(N Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)，其體內含有體二極體(Body Diode)，其應用第一半導體12的汲極電流相對閘極到源極電壓的轉換特性表，在低的閘極到源極電壓時無汲極電流，此時電池11放電動作終止的原理，而達到過低電壓保護之目的，在實際的應用上可以適當的選用第一半導體12的汲極電流相對閘極到源極電壓 特性表關係值，可以得過低電壓的設定值。

如圖1所示，其充電動作原理為：當充電裝置100對電池11執行充電動作時，第一半導體12的源極S及汲極D導通，其仍是第一半導體12具雙向性導電之特徵，其充電電流方向為自充電裝置100的正電端G+經過電池11的正電端，電池11的負電端，第一半導體12的源極S到汲極D，回到充電裝置100的負電端G-。

如圖1所示，其放電動作原理為：當電池11對負載200執行放電動作時，第一半導體12的汲極D及源極S導通，其放電電流方向為自電池11的正電端經過負載200，第一半導體12的汲極D到源極S，回到電池11的負電端；當電池11的放電電壓低於第一半導體12的汲極電流相對閘極到源極電壓的轉換特性表之值時，第一半導體12的汲極D及源極S開路，無汲極電流，此時電池11放電動作終止，其負載200與電池11開路，而達到電池11過低電壓保護之目的。

如圖2所示，為本發明電池保護電路的第二實施例，自圖2可知，第二半導體13與電池11串聯連接，將第二半導體13的閘極G連接電路負電端V-，第二半導體13的源極S連接電池11的正電端，電池11的負電端連接電路負電端V-，第二半導體13的汲極D連接電路正電端V+，電路正電端V+連接充電裝置100的正電端G+或負載200的一端，電路負電端V-連接充電裝置100的負電端G-或負載200的另一端，第二半導體13為P通道金屬氧化半導體場效電晶體(P Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)，其體內含有體二極體，其應 用第二半導體13的汲極電流相對閘極到源極電壓的轉換特性表，在低的閘極到源極電壓時，無汲極電流，此時電池11放電動作終止的原理，而達到過低電壓保護之目的，在實際的應用上可以適當的選用第二半導體13的汲極電流相對閘極到源極電壓特性表的關係值，可以得過低電壓的設定值。

如圖2所示，其充電動作原理為：當充電裝置100對電池11執行充電動作時，第二半導體13的汲極D及源極S導通，其仍是第二半導體13具雙向性導電之特徵，其充電電流方向為自充電裝置100的正電端G+經過第二半導體13的汲極D及源極S，電池11的正電端，電池11的負電端，回到充電裝置100的負電端G-。

如圖2所示，其放電動作原理為：當電池11對負載200執行放電動作時，第二半導體13的源極S及汲極D導通，其放電電流方向為自電池11的正電端經過第二半導體13的源極S及汲極D，負載200，回到電池11的負電端；當電池11的放電電壓低於第二半導體13的汲極電流相對閘極到源極電壓特性表之值時，第二半導體13的源極S及汲極D開路，無汲極電流，此時電池11放電動作終止，將負載200與電池11開路，而達到電池11過低電壓保護之目的。

以上所述實施例僅是為充分說明本發明所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員，在本發明基礎上所作的等同替代或變換，皆在本發明的保護範圍內。本發明的保護範圍以申請專利範圍書為準。

11‧‧‧電池

12‧‧‧第一半導體

100‧‧‧充電裝置

200‧‧‧負載

V+‧‧‧電路正電端

V-‧‧‧電路負電端

Claims (6)

1. 一種電池保護電路，具有電池在放電中過低電壓保護之功能，該電池保護電路包括：一第一半導體，該第一半導體的汲極電性連接電路負電端，該第一半導體的閘極電性連接電路正電端及電池的正電端；及一電池，該電池的負電端電性連接該第一半導體的源極。
2. 如申請專利範圍第1項的電池保護電路，其中該電池的正電端電性連接充電裝置的正電端或負載的一端。
3. 如申請專利範圍第2項的電池保護電路，其中該第一半導體的汲極電性連接該充電裝置的負電端或該負載的另一端。
4. 一種電池保護電路，具有電池在放電中過低電壓保護之功能，該電池保護電路包括：一第二半導體，該第二半導體的汲極電性連接電路正電端，該第二半導體的閘極電性連接電路負電端，該第二半導體的源極端電性連接電池的正電端；及一電池，該電池的負電端電性連接該第二半導體的閘極及電路負電端。
5. 如申請專利範圍第4項的電池保護電路，其中該電池的負電端電性連接充電裝置的負電端或負載的另一端。
6. 如申請專利範圍第5項的電池保護電路，其中該第二半導體的汲極電性連接該充電裝置的正電端或該負載的一端。