專(zhuān)利名稱：一種雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋰電池的電量計(jì)量及其保護(hù)線路，具體涉及一種采用單節(jié)電池電量計(jì)量IC的雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
如圖1所示，為現(xiàn)有雙節(jié)電池電量計(jì)量及保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)原理框圖，一般由以下電路組成第一部分，電量計(jì)量和一級(jí)保護(hù)電路。由電量計(jì)量IC，檢流電阻Rl，M0SFET :Q1、Q2 及通訊接口構(gòu)成。其中，電量計(jì)量IC采用的是可計(jì)量4節(jié)電池的電量計(jì)量IC，電量計(jì)量IC 的計(jì)量原理一般有庫(kù)侖積分和阻抗跟蹤，電量計(jì)量IC在實(shí)現(xiàn)電量計(jì)量功能的同時(shí)，還可以利用其內(nèi)部軟體設(shè)定，通過(guò)控制MOSFET (Ql和Q2)的關(guān)和開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電池的過(guò)充，過(guò)放，過(guò)流， 過(guò)溫等保護(hù)；或通過(guò)控制或門(mén)電路打開(kāi)MOSFET (Q3)燒斷保險(xiǎn)絲F1，實(shí)現(xiàn)電池的過(guò)充，過(guò)放， 過(guò)流，過(guò)溫等保護(hù)。電量計(jì)量IC通常自帶平衡功能(如果內(nèi)部沒(méi)平衡功能，則會(huì)提供擴(kuò)展平衡功能)。第二部分，純硬件II級(jí)過(guò)充電保護(hù)電路。由一個(gè)保護(hù)IC，M0SFET :Q3，和一個(gè)可控的Fuse (保險(xiǎn)絲Fl)組成。其中，保護(hù)IC，采集Celll和Cell2的電壓。當(dāng)電芯電壓差超過(guò)預(yù)設(shè)的過(guò)壓保護(hù)保護(hù)值后(一般為4. 35V，由過(guò)壓保護(hù)模塊的參數(shù)決定)，M0SFET(Q3)開(kāi)啟，并熔斷保險(xiǎn)絲(Fl)，切斷電路主回路，實(shí)現(xiàn)電路的二級(jí)過(guò)壓保護(hù)。由于，此電路的電量計(jì)量IC原本是用在4節(jié)電路上面的，現(xiàn)在降級(jí)用在2節(jié)的電池上，會(huì)造成整個(gè)電路的資源浪費(fèi)，成本高。另外，因?yàn)殡姵氐闹饕Ｗo(hù)功能是通過(guò)軟體實(shí)現(xiàn)的，易受外界環(huán)境干擾，可靠性不及純硬件的保護(hù)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型目的在于提供一種成本更低、抗干擾能力能力更強(qiáng)的雙節(jié)電池電量計(jì)量及保護(hù)電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下一種雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路，包括純硬件保護(hù)電路、以及電量計(jì)量電路； 所述電量計(jì)量電路包括檢流電阻(R3)、濾波網(wǎng)絡(luò)、以及單節(jié)電池電量計(jì)量IC(U2)；所述單節(jié)電池電量計(jì)量IC(U》通過(guò)所述濾波網(wǎng)絡(luò)與所述檢流電阻0 )連接；所述檢流電阻(R3) 采集電池主回路上的電流信號(hào)傳遞給所述單節(jié)電池電量計(jì)量IC(U2)。所述雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路中，還包括電壓跟隨器和分壓電路，所述電壓跟隨器與所述單節(jié)電池電量計(jì)量IC(U》電連接，所述分壓電路連接在所述電壓跟隨器與電池主回路上。所述雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路中，所述純硬件保護(hù)電路包括第一級(jí)純硬件保護(hù)電路；所述第一級(jí)純硬件保護(hù)電路包括第一 MOSFET (Ql)、第二 MOSFET (Q2)、以及控制 IC(Ul)；所述第一 MOSFET(Ql)和第二 MOSFET(Q2)的源級(jí)與漏極串聯(lián)在電池主回路上；所述第一 MOSFET (Ql)和第二 MOSFET (Q2)的柵極連接在所述控制IC(Ul)上。所述雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路中，所述純硬件保護(hù)電路包括第二級(jí)純硬件保護(hù)電路；所述第二級(jí)純硬件保護(hù)電路包括電芯平衡模塊、過(guò)壓保護(hù)模塊、第三 MOSFET(Q3)、以及可控保險(xiǎn)絲(Fl)；所述可控保險(xiǎn)絲(Fl)串聯(lián)在電池主回路上；所述可控保險(xiǎn)絲(Fl)的控制端連接在所述第三MOSFET (Q3)的漏極上，所述第三MOSFET (Q3)的源極連接在電池電路的負(fù)極端；所述電芯平衡模塊和過(guò)壓保護(hù)模塊共同采集兩電池的電壓，以控制第三MOSFET (Q3)的柵極通斷。本發(fā)明利用純硬件2節(jié)保護(hù)IC為整個(gè)電池組提供保護(hù)，實(shí)現(xiàn)鋰電池的過(guò)壓，欠壓， 過(guò)流的保護(hù)功能；利用單節(jié)的純電量計(jì)量IC實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池組的計(jì)量功能，利用帶有平衡的二次保護(hù)IC和可控的保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)2節(jié)電池的平衡功能和二次過(guò)壓保護(hù)功能。本實(shí)用新型利用單節(jié)計(jì)量IC做解決2節(jié)的電池的電量計(jì)量，電量計(jì)量功能與保護(hù)功能分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)2節(jié)電池組既有電量計(jì)功能又有純硬件保護(hù)。本實(shí)用新型利用單節(jié)電池電量計(jì)量IC實(shí)現(xiàn)了兩節(jié)電池的電量計(jì)量，成本更低； 本實(shí)用新型將保護(hù)電路與計(jì)量電路分開(kāi)，控干擾能力強(qiáng)，而且因?yàn)椴捎眉冇布Ｗo(hù)，產(chǎn)品的安全性和可靠性更高。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，在附圖中圖1是為現(xiàn)有雙節(jié)電池電量計(jì)量及保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，在此本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。實(shí)施例1 如圖2所示，本實(shí)例公開(kāi)了本實(shí)用新型的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖，本電路有三部分組成第一部分，第一級(jí)純硬件保護(hù)電路，由兩個(gè)MOSFET (Ql、Q2)和一個(gè)控制IC(Ul)外加一些阻容元件電阻R1、電阻R2、電容Cl、電容C2構(gòu)成，控制IC負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)兩節(jié)電池電壓與回路電流，并控制兩個(gè)MOSFET的柵極，MOSFET在電路中起開(kāi)關(guān)作用，分別控制著充電回路與放電回路的導(dǎo)通與關(guān)斷，該電路具有過(guò)充電保護(hù)(一級(jí))、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)與短路保護(hù)功能。第二部分，電量計(jì)量電路，由電量計(jì)量IC(U》，分壓電路，電壓跟隨器，檢流電阻及通訊接口構(gòu)成。其中分壓電路和電壓跟隨器視情況可省略(由電量計(jì)量IC的計(jì)量原理決定，如果計(jì)量原理為庫(kù)侖積分，則此部分不能省略，如果計(jì)量原理為阻抗跟蹤，則此部分可以省略。電量計(jì)量IC經(jīng)過(guò)漏波網(wǎng)絡(luò)與檢流電阻相連，檢流電阻采集主回路上的電流信號(hào)傳遞給電量計(jì)量ic，實(shí)現(xiàn)電量計(jì)量功能。通訊接口可以是I2C或HDQ(由計(jì)量IC決定)。第三部分，第二級(jí)純硬件保護(hù)電路，由一個(gè)電芯平衡模塊，過(guò)壓保護(hù)模塊(可以同電芯平衡模塊封裝在一起，由IC決定)，M0SFET(Q3)和一個(gè)可控的Fuse (保險(xiǎn)絲Fl)組成。 電芯平衡模塊和過(guò)壓保護(hù)模塊共同采集電芯A、B的電壓。當(dāng)電芯A，B的電壓差超過(guò)電路的預(yù)設(shè)范圍后，電芯平衡功能開(kāi)啟(通常是在充電過(guò)程中開(kāi)啟)，當(dāng)電芯A，B其中一個(gè)的電壓值超過(guò)預(yù)設(shè)的過(guò)壓保護(hù)保護(hù)值后(一般為4. 35V，由過(guò)壓保護(hù)模塊的參數(shù)決定)，過(guò)壓保護(hù)模塊通過(guò)MOSFET(Q3)輸出一個(gè)保險(xiǎn)絲(Fl)熔斷信號(hào)，切斷電路主回路，實(shí)現(xiàn)電路的二級(jí)過(guò)壓保護(hù)。本實(shí)用新型利用單節(jié)電芯用的電量計(jì)量IC與純硬件2節(jié)鋰電保護(hù)IC結(jié)合，從而降低了成本，提高了抗干擾能力。以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只適用于幫助理解本實(shí)用新型實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，在具體實(shí)施方式
以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路，其特征在于 包括純硬件保護(hù)電路、以及電量計(jì)量電路；所述電量計(jì)量電路包括檢流電阻(R3)、濾波網(wǎng)絡(luò)、以及單節(jié)電池電量計(jì)量IC(U2)； 所述單節(jié)電池電量計(jì)量IC(U》通過(guò)所述濾波網(wǎng)絡(luò)與所述檢流電阻0 )連接； 所述檢流電阻(舊)采集電池主回路上的電流信號(hào)傳遞給所述單節(jié)電池電量計(jì)量 IC (U2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路，其特征在于還包括電壓跟隨器和分壓電路，所述電壓跟隨器與所述單節(jié)電池電量計(jì)量IC(U2)電連接，所述分壓電路連接在所述電壓跟隨器與電池主回路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路，其特征在于 所述純硬件保護(hù)電路包括第一級(jí)純硬件保護(hù)電路；所述第一級(jí)純硬件保護(hù)電路包括第一 MOSFET (Ql)、第二 MOSFET (Q2)、以及控制 IC(Ul)；所述第一 MOSFET (Ql)和第二 M0SFET(Q2)的源級(jí)與漏極串聯(lián)在電池主回路上； 所述第一 MOSFET(Ql)和第二 M0SFET(Q2)的柵極連接在所述控制IC(Ul)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路，其特征在于 所述純硬件保護(hù)電路包括第二級(jí)純硬件保護(hù)電路；所述第二級(jí)純硬件保護(hù)電路包括電芯平衡模塊、過(guò)壓保護(hù)模塊、第三MOSFET (Q3)、以及可控保險(xiǎn)絲(Fl)；所述可控保險(xiǎn)絲(Fl)串聯(lián)在電池主回路上；所述可控保險(xiǎn)絲(Fl)的控制端連接在所述第三M0SFET(Q3)的漏極上，所述第三 MOSFET (Q3)的源極連接在電池電路的負(fù)極端；所述電芯平衡模塊和過(guò)壓保護(hù)模塊共同采集兩電池的電壓，以控制第三M0SFET(Q3) 的柵極通斷。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋰電池的電量計(jì)量及其保護(hù)線路，具體公開(kāi)了一種雙節(jié)電池電量的計(jì)量及保護(hù)電路。它包括純硬件保護(hù)電路、以及電量計(jì)量電路，所述電量計(jì)量電路包括檢流電阻、濾波網(wǎng)絡(luò)、以及單節(jié)電池電量計(jì)量IC，所述單節(jié)電池電量計(jì)量IC通過(guò)所述濾波網(wǎng)絡(luò)與所述檢流電阻連接，所述檢流電阻采集電池主回路上的電流信號(hào)傳遞給所述單節(jié)電池電量計(jì)量IC。本實(shí)用新型利用單節(jié)電芯用的電量計(jì)量IC與純硬件2節(jié)鋰電保護(hù)IC結(jié)合，從而降低了成本，提高了抗干擾能力。
文檔編號(hào)G01R22/06GK202142843SQ20112024500
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者關(guān)志遠(yuǎn), 劉家仁, 梁昌明, 歐陽(yáng)光 申請(qǐng)人:廣州明美電子有限公司