WO2018036334A1

WO2018036334A1 - 电池充电保护锁存电路及双重保护电路

Info

Publication number: WO2018036334A1
Application number: PCT/CN2017/094330
Authority: WO
Inventors: 陈颜新; 尹璐
Original assignee: 深圳拓邦股份有限公司
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2018-03-01
Also published as: CN205986243U

Abstract

本发明涉及一种电池充电保护锁存电路及双重保护电路，为解决现有电池管理系统只具有一层保护，当该保护层失效时导致的电池过充现象，本电池充电保护锁存电路包括用于检测电池的充电状态并输出检测信号的检测电路；与充电正极端连接，用于释放电池过充电能的释放电路；与所述检测电路、所述释放电路连接，用于根据所述检测信号控制导通或断开所述释放电路的锁存控制电路。本电池充电双重保护电路，包括MOS保护电路以及上述的充电保护锁存电路。本发明的双重保护电路能够在现有充电保护失效的情况下，将充电器的过充能量进行释放，阻断了充电器继续对电池充电，防止电池电压持续升高带来的过充问题。

Description

电池充电保护锁存电路及双重保护电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电池管理系统领域，更具体地说，涉及一种电池充电保护锁存电路及双重保护电路。

背景技术

[0002] 现有的电池管理系统（BMS) 能够对电池进行充放电保护，保护电池不会过充电和过放电，延长电池的使用寿命；是电池控制电路的重要组成部分。在给电池充电吋，当电压达到设定的最高值， BMS充电回路就会自动断电关闭，不再继续充电，形成对电池的过充电保护作用；在对电池组放电吋，当电压低至电池的欠压点， BMS也会关闭，使电池不再放电，形成对电池的过放电保护作用。现有 BMS的充电回路中串联有充电控制幵关，当充电器给电池充电吋，若电池电压达到设定的最高值，充电控制幵关就会控制充电器与电池断幵，使其不再继续给电池充电，从而形成对电池的过充电保护作用。现有 BMS对电池的过充电保护只有一层，即采用充电控制幵关，当电池电压达到设定最高值吋，控制充电回路断幵，使充电器不再给电池继续充电，从而保护了电池不过充。但是，当充电控制幵关失效吋，充电器就会一直不停的给电池充电，造成电池过充电，从而引起电池的温度升高，严重情况下会发生漏液，甚至燃烧、爆炸。技术问题

[0003] 本发明要解决的技术问题在于，提供一种电池充电保护锁存电路及双重保护电路。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电池充电保护锁存电路，包括：

[0005] 用于检测电池的充电状态并输出检测信号的检测电路；

[0006] 与充电正极端连接，用于释放电池过充电能的释放电路； [0007] 与所述检测电路、所述释放电路连接，用于根据所述检测信号控制导通或断幵所述释放电路的锁存控制电路。

[0008] 优选地，所述检测电路包括电压检测电路或温度检测电路。

[0009] 优选地，所述电压检测电路包括可控精密稳压源、第一分压电路、第一二极管

、第二分压电路、第一电容以及第二电容；其中：

[0010] 所述第一分压电路包括依次串联的第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻以及第四分压电阻，所述第一分压电阻第一端与电池正极连接，所述第一分压电阻第二端与所述第二分压电阻第一端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述第三分压电阻的第一端、所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端以及所述可控精密稳压源的参考端连接，所述第三分压电阻的第二端与所述第四分压电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第四分压电阻的第二端以及所述可控精密稳压源的正极连接参考地；

[0011] 所述第二分压电路包括第五分压电阻、第六分压电阻；所述第五分压电阻的第一端与第一分压电阻的第一端连接；所述第一二极管的正极与所述第五分压电阻的第二端连接，其负极与所述第六分压电阻的第一端连接引出所述检测电路的输出端；所述第六分压电阻的第二端与所述可控精密稳压源的负极连接。

[0012] 优选地，所述温度检测电路包括依次串联的第七分压电阻、第八分压电阻、热敏电阻以及与所述热敏电阻并联的第三电容；

[0013] 所述第七分压电阻的第一端与第一恒压供电电源连接，所述第八分压电阻的第一端与所述第七分压电阻的第二端连接引出所述检测电路的输出端；所述第八分压电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端、所述第三电容的第一端连接；所述热敏电阻的第二端与所述第三电容的第二端连接参考地。

[0014] 优选地，所述锁存控制电路包括 PNP型三极管、 NPN型三极管、第一偏置电阻、第二偏置电阻、第三分压电路、第一限流电阻以及第四电容；

[0015] 所述第一偏置电阻的第一端与所述 PNP型三极管的发射极以及电池正极连接，所述 PNP型三极管的基极与所述第一偏置电阻的第二端、所述第二偏置电阻的第一端以及所述检测电路的输出端连接；所述第二偏置电阻的第二端与所述 NPN 型三极管的集电极连接弓 I出所述锁存控制电路的输出端； [0016] 所述第三分压电路包括依次串联的第九分压电阻、第十分压电阻以及第十一分压电阻；所述第九分压电阻的第一端与所述 PNP型三极管的集电极连接，所述第十分压电阻的第一端与所述第九分压电阻的第二端连接，所述第十分压电阻的第二端与所述第十一分压电阻的第一端、所述第一限流电阻的第一端以及所述第四电容的第一端连接；所述第十一分压电阻的第二端与所述第四电容的第二端、所述 NPN型三极管的发射极连接参考地；所述第一限流电阻的第二端与所述 NPN型三极管的基极连接。

[0017] 优选地，所述释放电路包括第四分压电路、 P沟道 MOS管组、第五分压电路以及接地耗散电路；

[0018] 所述 P沟道 MOS管组包括 P沟道 MOS管以及第二二极管；所述第二二极管的正极与所述 P沟道 MOS管的漏极连接，其负极与所述 P沟道 MOS管的源极连接；

[0019] 所述第四分压电路包括第十二分压电阻、第十三分压电阻以及第十四分压电阻；所述第十二分压电阻的第一端与所述锁存控制电路的输出端连接，所述第十二分压电阻的第二端、所述第十三分压电阻的第一端与所述 P沟道 MOS管的栅极连接，所述第十四分压电阻的第一端、所述第十三分压电阻的第二端与所述 P沟道 MOS管的源极连接，所述第十四分压电阻的第二端与第二恒压供电电源连接

[0020] 所述第五分压电路包括第十五分压电阻、第十六分压电阻以及第十七分压电阻；所述第十五分压电阻的第一端与所述 P沟道 MOS管的漏极连接，所述第十六分压电阻的第一端与所述第十五分压电阻的第二端、第十七分压电阻的第一端连接；

[0021] 所述接地耗散电路包括 N沟道 MOS管组、第一耗散电阻以及第二耗散电阻； [0022] 所述 N沟道 MOS管组包括 N沟道 MOS管以及第三二极管；所述第三二极管的正极与所述 N沟道 MOS管的源极连接，其负极与所述 N沟道 MOS管的漏极连接； [0023] 所述 N沟道 MOS管的栅极与所述第十七分压电阻的第二端连接，所述 N沟道 MO

S管的源极与所述第十六分压电阻的第二端连接参考地，所述第二耗散电阻的第二端与所述 N沟道 MOS管的漏极连接，所述第二耗散电阻的第一端与所述第一耗散电阻的第二端连接；所述第一耗散电阻的第一端与所述充电正极端连接。 [0024] 优选地，所述释放电路包括第四分压电路、 P沟道 MOS管组、第五分压电路以及光耗散电路；

[0025] 所述 P沟道 MOS管组包括 P沟道 MOS管以及第二二极管；所述第二二极管的正极与所述 P沟道 MOS管的漏极连接，其负极与所述 P沟道 MOS管的源极连接；

[0026] 所述第四分压电路包括第十二分压电阻、第十三分压电阻以及第十四分压电阻；所述第十二分压电阻的第一端与所述锁存控制电路的输出端连接，所述第十二分压电阻的第二端、所述第十三分压电阻的第一端与所述 P沟道 MOS管的栅极连接，所述第十四分压电阻的第一端、所述第十三分压电阻的第二端与所述 P沟道 MOS管的源极连接，所述第十四分压电阻的第二端与第二恒压供电电源连接

[0027] 所述第五分压电路包括第十五分压电阻、第十六分压电阻以及第十七分压电阻；所述第十五分压电阻的第一端与所述 P沟道 MOS管的漏极连接，所述第十六分压电阻的第一端与所述第十五分压电阻的第二端、第十七分压电阻的第一端连接；

[0028] 所述光耗散电路包括第二 NPN型三极管以及灯组件，所述第二 NPN型三极管的基极与所述第十七分压电阻的第二端连接，所述第二 NPN型三极管的发射极与所述第十六分压电阻的第二端连接参考地，所述灯组件的第二端与所述第二 NP N型三极管的集电极连接，所述灯组件的第一端与所述充电正极连接。

[0029] 优选地，还包括连接在所述锁存控制电路与所述释放电路之间的第四二极管，所述第四二极管的负极与所述锁存控制电路的输出端相连，其正极与所述释放电路相连。

[0030] 本发明还提供一种电池充电双重保护电路，包括 MOS保护电路以及上述的充电保护锁存电路；

[0031] 所述 MOS保护电路，连接在充电正极端和电池正极之间，用于在电池过充吋断幵充电回路。

[0032] 优选地，所述 MOS保护电路包括第二 N沟道 MOS管组、第五二极管以及第五电容；

[0033] 所述第二 N沟道 MOS管组包括第二 N沟道 MOS管以及第六二极管；所述第六二极管的正极与所述 N沟道 MOS管的源极连接，其负极与所述 N沟道 MOS管的漏极连接，其栅极连接有驱动电路；

[0034] 所述第二 N沟道 MOS管的漏极与充电正极端以及第五电容的第一端连接，所述第二 N沟道 MOS管的源极与所述第五电容的第二端、以及所述第五二极管的正极连接，所述第五二极管的负极与所述电池正极连接。

发明的有益效果

有益效果

[0035] 实施本发明具有以下有益效果：本发明的电池充电保护锁存电路通过检测电池的充电状态，在电池过充吋将过充的电能进行释放来保护电池不过充；本发明的双重保护电路在现有 BMS的基础上，提供电池充电保护互锁电路，能够在现有 BMS充电保护失效的情况下，将充电器的过充能量进行释放，阻断了充电器继续对电池充电，防止电池电压持续升高带来的过充问题。

对附图的简要说明

附图说明

[0036] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0037] 图 1为本发明电池充电保护锁存电路的原理图；

[0038] 图 2为本发明双重保护电路的原理图；

[0039] 图 3为图 2双重保护电路第一实施例的电路图；

[0040] 图 4为图 2双重保护电路第二实施例的电路图；

[0041] 图 5为图 2双重保护电路第三实施例的电路图。

本发明的实施方式

[0042] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

[0043] 如图 1所示，在本发明的电池 3充电保护锁存电路的原理图中，该锁存电路包括用于检测电池 3的充电状态并输出检测信号的检测电路 4; 与充电正极端连接，用于释放电池 3过充电能的释放电路 6; 与检测电路 4、释放电路 6连接，用于根据检测信号控制导通或断幵释放电路 6的锁存控制电路 5。

[0044] 由于在电池 3在过充状态下，会发生电池 3正极输入端的电压升高以及电池 3温度升高的现象。所以检测电路 4可通过检测电池 3正极端的电压以及电池 3的温度对电池 3的充电状态进行检测，即检测电路 4可包括电压检测电路 4或温度检测电路 4。当检测电路 4没有检测到较高的输入电压或电池 3温度吋，可判断电池 3正常充电中，无需进行保护。当检测到高电压或高温度吋，可判断电池 3已经过充，输出相应检测信号给锁存控制电路 5。

[0045] 锁存控制电路 5接收到检测电路 4输出的过充检测信号吋，锁存控制电路 5启动工作，导通释放电路 6，并保持导通释放电路 6的状态，即锁存状态。释放电路 6 将充电器 1的输入的电能进行释放。由于锁存控制电路 5与电池 3正极端连接，而其保持锁存状态需要消耗电能，电池 3对其供电。电池 3电压不断降低，当电压降低至一定程度吋，检测电路 4不再输入过充检测信号，锁存控制电路 5停止工作，解除锁存状态。充电器 1继续为电池 3充电，检测电路 4继续检测电池 3充电状态。

[0046] 释放电路 6主要起将充电器 1的电能释放的作用，阻碍其为电池 3充电。其释放方式可以为接地释放也可以为电能转化释放，例如，将电能转化为光能进行释放。

[0047] 如图 2所示，在本发明的电池 3充电双重保护电路的原理图中，该电路包括 MOS 保护电路 2以及上述的充电保护锁存电路； MOS保护电路 2，连接在充电正极端和电池 3正极之间，用于在电池 3过充吋断幵充电回路。

[0048] MOS保护电路 2起充电控制幵关的作用，当电池 3充电吋 MOS保护电路 2正常导通，充电器 1为电池 3充电。当电池 3电压达到设定最高值吋， MOS保护电路 2断幵充电回路，使充电器 1不再给电池 3继续充电，保护电池 3不过充，充电保护锁存电路不工作。当 MOS保护电路 2失效吋， MOS保护电路 2在电路中仅仅起导线作用，此吋该电路的原理图如图 1所示。检测电路 4检测电池 3充电状态，锁存控制电路 5根据检测信息控制释放电路 6导通或断幵。

[0049] 如图 3所示的双重保护电路第一实施例的电路中，检测电路 4检测电池 3正极端的电压，释放电路 6采用接地释放的方式。具体地，各部件的具体连接关系如下 [0050] MOS保护电路，连接在充电正极端和电池 3正极之间。具体的， MOS保护电路 2包括第二 N沟道 MOS管 Q202组、第五二极管 D201以及第五电容 C204; 第二 N沟道 MOS管 Q202组包括第二 N沟道 MOS管 Q202以及第六二极管 D203; 第六二极管 D203的正极与 N沟道 MOS管 Q602的源极连接，其负极与 N沟道 MOS管 Q602的漏极连接，其栅极连接有驱动电路；第二 N沟道 MOS管 Q202的漏极与充电正极端以及第五电容 C204的第一端连接，第二 N沟道 MOS管 Q202的源极与第五电容 C20 4的第二端、以及第五二极管 D201的正极连接，第五二极管 D201的负极与电池 3 正极连接。

[0051] 电压检测电路 4的输入端连接在电池 3正极与 MOS保护电路 2的输出端之间。具体的，电压检测电路 4包括可控精密稳压源 TL431、第一分压电路、第一二极管 D 401、第二分压电路、第一电容 C401以及第二电容 C402; 其中：

[0052] 第一分压电路包括依次串联的第一分压电阻 R401、第二分压电阻 R402、第三分压电阻 R403以及第四分压电阻 R404，第一分压电阻 R401第一端与电池 3正极连接，第一分压电阻 R401第二端与第二分压电阻 R402第一端连接，第二分压电阻 R402的第二端与第三分压电阻 R403的第一端、第一电容 C401的第一端、第二电容 C402的第一端以及可控精密稳压源 TL431的参考端连接，第三分压电阻 R40 3的第二端与第四分压电阻 R404的第一端连接，第一电容 C401的第二端、第二电容 C402的第二端、第四分压电阻 R404的第二端以及可控精密稳压源 TL431的正极连接参考地；第二分压电路包括第五分压电阻 R405、第六分压电阻 R406; 第五分压电阻 R405的第一端与第一分压电阻 R401的第一端连接；第一二极管 D401 的正极与第五分压电阻 R405的第二端连接，其负极与第六分压电阻 R406的第一端连接引出检测电路 4的输出端；第六分压电阻 R406的第二端与可控精密稳压源 TL431的负极连接。

[0053] 锁存控制电路 5包括 PNP型三极管 Q501、 NPN型三极管 Q502、第一偏置电阻 R5 01、第二偏置电阻 R502、第三分压电路、第一限流电阻 R506以及第四电容 C501

[0054] 第一偏置电阻 R501的第一端与 PNP型三极管 Q501的发射极以及电池 3正极连接， PNP型三极管 Q501的基极与第一偏置电阻 R501的第二端、第二偏置电阻 R502 的第一端以及检测电路 4的输出端连接；第二偏置电阻 R502的第二端与 NPN型三极管 Q502的集电极连接弓 I出锁存控制电路 5的输出端；

[0055] 第三分压电路包括依次串联的第九分压电阻 R503、第十分压电阻 R504以及第十一分压电阻 R505；第九分压电阻 R503的第一端与 PNP型三极管 Q501的集电极连接，第十分压电阻 R504的第一端与第九分压电阻 R503的第二端连接，第十分压电阻 R504的第二端与第十一分压电阻 R505的第一端、第一限流电阻 R506的第一端以及第四电容 C501的第一端连接；第十一分压电阻 R505的第二端与第四电容 C501的第二端、 NPN型三极管 Q502的发射极连接参考地；第一限流电阻 R506 的第二端与 NPN型三极管 Q502的基极连接。

[0056] 锁存控制电路 5与释放电路 6之间连接有第四二极管，第四二极管的负极与锁存控制电路 5的输出端相连，其正极与释放电路 6相连。

[0057] 接地释放电路 6包括第四分压电路、 P沟道 MOS管 Q601组、第五分压电路以及接地耗散电路； P沟道 MOS管 Q601组包括 P沟道 MOS管 Q601以及第二二极管 D60 1；第二二极管 D601的正极与 P沟道 MOS管 Q601的漏极连接，其负极与 P沟道 MO S管 Q601的源极连接；第四分压电路包括第十二分压电阻 R601、第十三分压电阻 R602以及第十四分压电阻 R603; 第十二分压电阻 R601的第一端与锁存控制电路 5的输出端连接，第十二分压电阻 R601的第二端、第十三分压电阻 R602的第一端与 P沟道 MOS管 Q601的栅极连接，第十四分压电阻 R603的第一端、第十三分压电阻 R602的第二端与 P沟道 MOS管 Q601的源极连接，第十四分压电阻 R603的第二端与第二恒压供电电源连接；其中，第二恒压供电电源为 3.3V。第五分压电路包括第十五分压电阻 R604、第十六分压电阻 R605以及第十七分压电阻 R606；第十五分压电阻 R604的第一端与 P沟道 MOS管 Q601的漏极连接，第十六分压电阻 R605的第一端与第十五分压电阻 R604的第二端、第十七分压电阻 R606的第一端连接；接地耗散电路包括 N沟道 MOS管 Q602组、第一耗散电阻 R608以及第二耗散电阻 R607; N沟道 MOS管 Q602组包括 N沟道 MOS管 Q602以及第三二极管 D6 02；第三二极管 D602的正极与 N沟道 MOS管 Q602的源极连接，其负极与 N沟道 M OS管 Q602的漏极连接； N沟道 M0S管 Q602的栅极与第十七分压电阻 R606的第二端连接， N沟道 MOS管 Q602的源极与第十六分压电阻 R605的第二端连接参考地，第二耗散电阻 R607的第二端与 N沟道 MOS管 Q602的漏极连接，第二耗散电阻 R 607的第一端与第一耗散电阻 R608的第二端连接；第一耗散电阻 R608的第一端与充电正极端连接。

[0058] 该双重保护电路第一实施例的具体工作原理如下：当 M0S保护电路 2失效，即第二 N沟道 MOS管 Q202失效吋，充电器 1就会无限制的给电池 3充电，由此造成第二 N沟道 MOS管 Q202所在线路的电压升高，当该电压值升高到一定值吋，检测电路 4会检测到这一高电压通过第一分压电阻 R401、第二分压电阻 R402、第三分压电阻 R403以及第四分压电阻 R404分压，使精密稳压源 TL431的参考端与正极之间的电压值达到它的导通阈值电压，从而使精密稳压源 TL431导通，所以精密稳压源 TL431所在线路导通，又经过第五分压电阻 R405、第六分压电阻 R406 的分压，使第一二极管 D401负极处的电位拉低，从而 PNP型三极管 Q501的基极电压也被拉低， PNP型三极管 Q501的发射极与电池 3的正极相连，由此会产生一定的电压差，使得 PNP型三极管 Q501的发射极与基极之间的电压差大于 PNP型三极管 Q501的导通阈值电压，使 PNP型三极管 Q501进入导通状态，进而使第九分压电阻 R503、第十分压电阻 R504以及第十一分压电阻 R505所在电路导通,通过电阻分压，使 NPN型三极管 Q502的基极电压处于一定电位，又因为 NPN型三极管 Q 502的发射极接地，所以 NPN型三极管 Q502的基极与发射极之间的电压差大于 N PN型三极管 Q502的放大阈值电压，使 NPN型三极管 Q502进入放大状态，进而将 NPN型三极管 Q502的集电极电压拉低至一定值，从而使释放电路 6幵始工作。经过第四二极管的导通压降以及第十二分压电阻 R601、第十三分压电阻 R602以及第十四分压电阻 R603分压，使 P沟道 MOS管 Q601的栅源极电压差达到其导通阈值电压而导通，又经过第十五分压电阻 R604、第十六分压电阻 R605以及第十七分压电阻 R606的分压，使 N沟道 MOS管 Q602的栅源极电压差达到其导通阈值电压而导通，从而将充电器 1的充电正极端 DC+接地，从而使充电器 1能量释放，而不是继续给电池 3充电，保护了电池 3不过充。

[0059] 又因为 NPN型三极管 Q502的集电极与 PNP型三极管 Q501的基极连接，所以 PNP 型三极管 Q501的基极电压也被 NPN型三极管 Q502的集电极低电位拉低，从而使 PNP型三极管 Q501依然保持在导通状态，所以 NPN型三极管 Q502的基极与发射极之间的电位差依然大于 NPN型三极管 Q502的放大阈值电压，使 NPN型三极管 Q 502继续保持在放大状态，由此构成了 PNP型三极管 Q501与 NPN型三极管 Q502之间的相互锁存，从而实现了只要检测电路 4检测到充电电路的过高电压，就会使锁存控制电路 5打幵，两个三极管进入锁存状态，从而使释放电路 6保持工作状态，将充电器 1能量释放，不再继续给电池 3充电，由此保护了电池 3不会过充。

[0060] 由于三极管锁存控制电路 5耗电，电池 3的电压会慢慢降低，当其电压降低至所设定的最低值吋，又经过第九分压电阻 R503、第十分压电阻 R504以及第十一分压电阻 R505的分压，会使 NPN型三极管 Q502的基极电压低于 0.6V, 即 NPN型三极管 Q502基极与发射极的电压差小于其导通阈值电压，从而 NPN型三极管 Q502 进入截止状态，使锁存控制电路 5释放，充电器 1就会继续给电池 3充电；当电池 3的电压又升高至设定值吋，上述保护电路又会如上述方式执行，从而将电池 3 的电压值钳位在一个安全范围内，实现了在原有电池 3保护板失效的情况下，对电池 3过充的保护。

[0061] 其中，充电器 1应采取 CC恒流模式，输出电压范围为 3— 10.5V, 并且，此吋电池 3的控制电路会进入打嗝模式，即在启动后工作几百毫秒然后停止工作几秒，然后再启动工作几百毫秒，不断循环。

[0062] 如图 4所示的双重保护电路第二实施例的电路中，对图 3所示的第一实施例进行改进，使检测电路 4检测电池 3的温度，释放电路 6仍采用接地释放的方式。具体地，各部件的具体连接关系如下：

[0063] 温度检测电路 4包括依次串联的第七分压电阻 R411、第八分压电阻 R412、热敏电阻 PCT以及与热敏电阻 PCT并联的第三电容 C411 ; 第七分压电阻 R411的第一端与第一恒压供电电源连接，第八分压电阻 R412的第一端与第七分压电阻 R411 的第二端连接引出检测电路 4的输出端；第八分压电阻 R412的第二端与热敏电阻 PCT的第一端、第三电容 C411的第一端连接；热敏电阻 PCT的第二端与第三电容 C411的第二端连接参考地。其中，第一恒压供电电源为 5V。

[0064] 释放电路 6与锁存控制电路 5的部件组成和连接方式不变，即与第一实施例相同。检测电路 4的输出端与锁存控制电路 5PNP型三极管 Q501的基极相连。 [0065] 该双重保护电路第二实施例的具体工作原理如下：当正温度系数热敏电阻 PCT 检测到温度过高吋，阻值也会随温度增大，从而分压变大，所以第七分压电阻 R 411的分压变小，从而使 PNP型三极管 Q501的基极电位拉低，使锁存控制电路 5 如上述实施方式工作，进入锁存状态幵始工作，使 NPN型三极管 Q502的集电极保持低电位，从而使释放电路 6工作。

[0066] 如图 5所示的双重保护电路第三实施例的电路中，对图 4所示的第二实施例进行改进，使释放电路 6采用光释放的方式。具体地，各部件的具体连接关系如下：

[0067] 释放电路 6包括第四分压电路、 P沟道 MOS管 Q601组、第五分压电路以及光耗散电路。 P沟道 MOS管 Q601组包括 P沟道 MOS管 Q601以及第二二极管 D601 ; 第二二极管 D601的正极与 P沟道 MOS管 Q601的漏极连接，其负极与 P沟道 MOS管 Q 601的源极连接；第四分压电路包括第十二分压电阻 R601、第十三分压电阻 R602 以及第十四分压电阻 R603; 第十二分压电阻 R601的第一端与锁存控制电路 5的输出端连接，第十二分压电阻 R601的第二端、第十三分压电阻 R602的第一端与 P沟道 MOS管 Q601的栅极连接，第十四分压电阻 R603的第一端、第十三分压电阻 R6 02的第二端与 P沟道 MOS管 Q601的源极连接，第十四分压电阻 R603的第二端与第二恒压供电电源连接，第二恒压供电电源为 3.3V。第五分压电路包括第十五分压电阻 R604、第十六分压电阻 R605以及第十七分压电阻 R606; 第十五分压电阻 R604的第一端与 P沟道 MOS管 Q601的漏极连接，第十六分压电阻 R605的第一端与第十五分压电阻 R604的第二端、第十七分压电阻 R606的第一端连接；光耗散电路包括第二 NPN型三极管 Q603以及灯组件 L601 , 第二 NPN型三极管 Q603的基极与第十七分压电阻 _R606的第二端连接，第二 NPN型三极管 Q603的发射极与第十六分压电阻 R605的第二端连接参考地，灯组件 L601的第二端与第二 NPN型三极管 Q603的集电极连接，灯组件 L601的第一端与充电正极连接。

[0068] 该双重保护电路第三实施例的具体工作原理如下：当正温度系数热敏电阻 PCT 检测到温度过高吋，阻值也会随温度增大，从而分压变大，所以第七分压电阻 R 411的分压变小，从而使 PNP型三极管 Q501的基极电位拉低，使锁存控制电路 5 如上述实施方式工作，进入锁存状态幵始工作，使 NPN型三极管 Q502的集电极保持低电位，从而使释放电路 6工作。经过第四二极管的导通压降以及第十二分压电阻 R601、第十三分压电阻 R602以及第十四分压电阻 R603的分压，使 P沟道 M OS管 Q601的栅源极电压差达到其导通阈值电压而导通，又经过第十五分压电阻 R604、第十六分压电阻 R605以及第十七分压电阻 R606分压，使第二 NPN型三极管 Q603的基极与发射极之间的电压差达到其导通阈值电压，第二 NPN型三极管 Q 603导通，从而使灯组件 L601幵启，并消耗掉充电器 1充电正极端 DC+输出的能量，从而使充电器 1不再给电池 3充电，因而保护了电池 3不过充。

[0069] 本发明的电池充电保护互锁电路通过检测电池的充电状态，在电池 3过充吋将过充的电能进行释放来保护电池不过充。本发明的双重保护电路现有 BMS的基础上，提供电池充电保护互锁电路，能够在现有 BMS充电保护失效的情况下，将充电器的过充能量进行释放，阻断了充电器 1继续对电池 3充电，防止电池电压持续升高带来的过充问题。

[0070] 可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种电池充电保护锁存电路，其特征在于，包括：

用于检测电池的充电状态并输出检测信号的检测电路（4) ；与充电正极端连接，用于释放电池过充电能的释放电路（6) ；与所述检测电路（4) 、所述释放电路（6) 连接，用于根据所述检测信号控制导通或断幵所述释放电路（6) 的锁存控制电路（5) 。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的充电保护锁存电路，其特征在于，所述检测电路（4) 包括电压检测电路或温度检测电路。

[权利要求 3] 根据权利要求 2所述的充电保护锁存电路，其特征在于，所述电压检测电路包括可控精密稳压源（TL431) 、第一分压电路、第一二极管 (D401) 、第二分压电路、第一电容（C401) 以及第二电容（C402 ) ；其中：

所述第一分压电路包括依次串联的第一分压电阻（R401) 、第二分压电阻（R402) 、第三分压电阻（R403) 以及第四分压电阻（R404 ) ，所述第一分压电阻（R401) 第一端与电池正极连接，所述第一分压电阻（R401) 第二端与所述第二分压电阻（R402) 第一端连接，所述第二分压电阻（R402) 的第二端与所述第三分压电阻（R403 ) 的第一端、所述第一电容（C401) 的第一端、所述第二电容（C40 2) 的第一端以及所述可控精密稳压源（TL431) 的参考端连接，所述第三分压电阻（R403) 的第二端与所述第四分压电阻（R404) 的第一端连接，所述第一电容（C401) 的第二端、所述第二电容（C40 2) 的第二端、所述第四分压电阻（R404) 的第二端以及所述可控精密稳压源（TL431) 的正极连接参考地；

所述第二分压电路包括第五分压电阻（R405) 、第六分压电阻（R40 6) ；所述第五分压电阻（R405) 的第一端与第一分压电阻（R401) 的第一端连接；所述第一二极管（D401) 的正极与所述第五分压电阻（R405) 的第二端连接，其负极与所述第六分压电阻（R406) 的第一端连接引出所述检测电路（4) 的输出端；所述第六分压电阻（ R406) 的第二端与所述可控精密稳压源（TL431) 的负极连接。

[权利要求 4] 根据权利要求 2所述的充电保护锁存电路，其特征在于，所述温度检测电路包括依次串联的第七分压电阻（R411) 、第八分压电阻（R41 2) 、热敏电阻（PCT) 以及与所述热敏电阻（PCT) 并联的第三电容（C411) ；

所述第七分压电阻（R411) 的第一端与第一恒压供电电源连接，所述第八分压电阻（R412) 的第一端与所述第七分压电阻（R411) 的第二端连接引出所述检测电路（4) 的输出端；所述第八分压电阻（ R412) 的第二端与所述热敏电阻（PCT) 的第一端、所述第三电容（ C411) 的第一端连接；所述热敏电阻（PCT) 的第二端与所述第三电容（C411) 的第二端连接参考地。

[权利要求 5] 根据权利 3或 4所述的充电保护锁存电路，其特征在于，所述锁存控制电路（5) 包括 PNP型三极管（Q501) 、 NPN型三极管（Q502) 、第一偏置电阻（R501) 、第二偏置电阻（R502) 、第三分压电路、第一限流电阻（R506) 以及第四电容（C501) ；

所述第一偏置电阻（R501) 的第一端与所述 PNP型三极管（Q501) 的发射极以及电池正极连接，所述 PNP型三极管（Q501) 的基极与所述第一偏置电阻（R501) 的第二端、所述第二偏置电阻（R502) 的第一端以及所述检测电路（4) 的输出端连接；所述第二偏置电阻（ R502) 的第二端与所述 NPN型三极管（Q502) 的集电极连接引出所述锁存控制电路（5) 的输出端；

所述第三分压电路包括依次串联的第九分压电阻（R503) 、第十分压电阻（R504) 以及第十一分压电阻（R505) ；所述第九分压电阻 (R503) 的第一端与所述 PNP型三极管（Q501) 的集电极连接，所述第十分压电阻（R504) 的第一端与所述第九分压电阻（R503) 的第二端连接，所述第十分压电阻（R504) 的第二端与所述第十一分压电阻（R505) 的第一端、所述第一限流电阻（R506) 的第一端以及所述第四电容（C501) 的第一端连接；所述第十一分压电阻（R50 5) 的第二端与所述第四电容（C501) 的第二端、所述 NPN型三极管 (Q502) 的发射极连接参考地；所述第一限流电阻（R506) 的第二端与所述 NPN型三极管（Q502) 的基极连接。

[权利要求 6] 根据权利 5所述的充电保护锁存电路，其特征在于，所述释放电路（6

) 包括第四分压电路、 P沟道 MOS管（Q601) 组、第五分压电路以及接地耗散电路；

所述 P沟道 MOS管（Q601) 组包括 P沟道 MOS管（Q601) 以及第二二极管（D601) ；所述第二二极管（D601) 的正极与所述 P沟道 MOS 管（Q601) 的漏极连接，其负极与所述 P沟道 MOS管（Q601) 的源极连接；

所述第四分压电路包括第十二分压电阻（R601) 、第十三分压电阻

(R602) 以及第十四分压电阻（R603) ；所述第十二分压电阻（R60 1) 的第一端与所述锁存控制电路（5) 的输出端连接，所述第十二分压电阻（R601) 的第二端、所述第十三分压电阻（R602) 的第一端与所述 P沟道 MOS管（Q601) 的栅极连接，所述第十四分压电阻（R 603) 的第一端、所述第十三分压电阻（R602) 的第二端与所述 P沟道 MOS管（Q601) 的源极连接，所述第十四分压电阻（R603) 的第二端与第二恒压供电电源连接；

所述第五分压电路包括第十五分压电阻（R604) 、第十六分压电阻

(R605) 以及第十七分压电阻（R606) ；所述第十五分压电阻（R60 4) 的第一端与所述 P沟道 MOS管（Q601) 的漏极连接，所述第十六分压电阻（R605) 的第一端与所述第十五分压电阻（R604) 的第二端、第十七分压电阻（R606) 的第一端连接；

所述接地耗散电路包括 N沟道 MOS管（Q602) 组、第一耗散电阻（R 608) 以及第二耗散电阻（R607) ；

所述 N沟道 MOS管（Q602) 组包括 N沟道 MOS管（Q602) 以及第三二极管（D602) ；所述第三二极管（D602) 的正极与所述 N沟道 MO S管（Q602) 的源极连接，其负极与所述 N沟道 MOS管（Q602) 的漏极连接；

所述 N沟道 MOS管（Q602) 的栅极与所述第十七分压电阻（R606) 的第二端连接，所述 N沟道 MOS管（Q602) 的源极与所述第十六分压电阻（R605) 的第二端连接参考地，所述第二耗散电阻（R607) 的第二端与所述 N沟道 MOS管（Q602) 的漏极连接，所述第二耗散电阻（R607) 的第一端与所述第一耗散电阻（R608) 的第二端连接；所述第一耗散电阻（R608) 的第一端与所述充电正极端连接。

[权利要求 7] 根据权利 5所述的充电保护锁存电路，其特征在于，所述释放电路（6

) 包括第四分压电路、 P沟道 MOS管（Q601) 组、第五分压电路以及光耗散电路；

所述光耗散电路包括第二 NPN型三极管（Q603) 以及灯组件（L601 ) ，所述第二 NPN型三极管（Q603) 的基极与所述第十七分压电阻 (R606) 的第二端连接，所述第二 NPN型三极管（Q603) 的发射极与所述第十六分压电阻（R605) 的第二端连接参考地，所述灯组件 (L601) 的第二端与所述第二 NPN型三极管（Q603) 的集电极连接，所述灯组件（L601) 的第一端与所述充电正极端连接。

根据权利 1所述的充电保护锁存电路，其特征在于，还包括连接在所述锁存控制电路（5) 与所述释放电路（6) 之间的第四二极管，所述第四二极管的负极与所述锁存控制电路（5) 的输出端相连，其正极与所述释放电路（6) 相连。

一种电池充电双重保护电路，其特征在于，包括 MOS保护电路（2) 以及如权利要求 1〜8任一项所述的充电保护锁存电路；

所述 MOS保护电路（2) ，连接在充电正极端和电池正极之间，用于在电池过充吋断幵充电回路。

根据权利要求 9所述的双重保护电路，其特征在于，所述 MOS保护电路（2) 包括第二 N沟道 MOS管（Q202) 组、第五二极管（D201) 以及第五电容（C204) ；

所述第二 N沟道 MOS管（Q202) 组包括第二 N沟道 MOS管（Q202) 以及第六二极管（D203) ；所述第六二极管（D203) 的正极与所述 N沟道 MOS管（Q602) 的源极连接，其负极与所述 N沟道 MOS管（Q 602) 的漏极连接，其栅极连接有驱动电路；

所述第二 N沟道 MOS管（Q202) 的漏极与充电正极端以及第五电容 (C204) 的第一端连接，所述第二 N沟道 MOS管（Q202) 的源极与所述第五电容（C204) 的第二端、以及所述第五二极管（D201) 的正极连接，所述第五二极管（D201) 的负极与所述电池正极连接。