專利名稱：可對低電壓電池組充電的電路的制作方法
技術領域：
可對低電壓電池組充電的電路技術領域：
本實用新型涉及電池組管理芯片技術領域，尤其涉及可對低電壓電池組充 電的電路。背景技術：
目前高容量、高安全性的鋰離子電池組已開始應用于電工工具、電動車中, 應用于這些領域的鋰電池組大多由多節(jié)鋰電池串聯(lián)組成。對多節(jié)鋰電池組的管 理一般都是采用專用的鋰電池組管理芯片，這種芯片可以對鋰電池組進行過充 保護、過放保護、過流保護、短路保護、溫度保護，以及均衡管理。電池組管理芯片一般可以采用S8254、 M1414等芯片進行實現(xiàn)。一種典型的多對串鋰電池管理的電池組管理芯片，一4殳包括電池電壓4企測 單元、電流檢測及充放電控制單元、溫度檢測及負載^r測單元等單元， 一些芯 片還可能具有與外部單片機進行通信的通信單元。其中，所述的溫度檢測單元通過芯片來提供電源進行工作，因為溫度檢測 都是用一個電阻跟NTC或PTC組成一個分壓網(wǎng)絡，NTC或PTC緊貼電池組體釆集 PTC或NTC上的電壓即可檢測電池組體的溫度；此外其他的單元比如通信單元也 需要通過芯片來提供電源，因此芯片上一般都具有一個電壓輸出端口，提供這 些單元所需的電源，該電壓輸出端口的電壓值可以是3. 3伏或5伏， 一般不超 過5. 5伏。在充電過程中，電池組管理芯片的充放電控制單元閉合，這時，電池組與 充放電控制單元形成一個回路，接上充電器即可對電池組進行充電，并且，此 時充放電過程受到電池組管理芯片的保護，可對鋰電池組的過充、過力文、過流、 短路等情況監(jiān)控。但是，當電池電壓檢測單元檢測到電池組電壓低于一定值時， 芯片將會自動停止工作，這時候充放電控制單元將會失去作用，從而充電和放 電回^各斷開，充電回路形成開路。由于電路是打開的，這時即使接上充電器，也不能對電池組進行充電，需 要更換新的電池組，這樣會造成不必要的浪費。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的是提供一種可對低電壓電池組充電的電路，該電路 可以對低壓電池組進行充電，提高電池的利用率。為達到上述發(fā)明目的，本實用新型提出以下的技術方案 一種可對低壓電池組進行充電的電路，包括用于對鋰電池組進4亍過充保護、 過放保護的電池組管理芯片，所述電池組管理芯片包括連接所述電池組與充電 器之同一極性端的充放電控制單元，以及電壓輸出端口，，該電路還包括自動開關，分別連接所述電池組與所述充電器之同一極性端，還與所述電 壓輸出端口相連，所述自動開關當所述電壓輸出端口輸出低電平時導通，當所 述電壓輸出端口輸出高電平時截止。其中，所述自動開關包括第一金屬氧化層半導體場效晶體管M0SFET，其柵 極、源極分別與電池組一端、所述電壓輸出端口相連，其漏極與第二MOSFET的 柵極相連；以及第二 M0SFET，其源極與所述電池組一端相連，漏極與所述充電 器同一極性端相連。其中，所述自動開關包括三極管，其基極、集電極分別與電池組一端、所 述電壓輸出端口相連，其發(fā)射極與第二MOSFET的柵極相連；以及第二MOSFET, 其源極與所述電池組一端相連，漏極與所述充電器同一極性端相連。其中，所述自動開關包括M0SFET,其柵極與所述電壓輸出端口相連，源極 與所述電池組一端相連，漏極與所述充電器同一極性端相連。其中，所述自動開關與充電器之間還設有一個二極管。其中，所述自動開關與所述二極管之間還設有一個調(diào)解電阻。其中，所述M0SFET的柵極和漏極之間設有偏置電阻。 優(yōu)選地，所述電池組管理芯片采用S8254芯片或M1414芯片實現(xiàn)。 從以上技術方案可以看出，本實用新型增加了一個自動開關，當電池組電 壓過低時，可通過該自動開關進行充電；當電池組的電壓逐步升高到電池組管 理芯片的工作電壓時，該自動開關斷開，電池組管理芯片上的充^:電單元將電池組與充電器接通，可繼續(xù)進行充電，且可得到電池組管理芯片對鋰電池組的 過充、過放、過流、短路等情況進行保護。因此，本實用新型的充電電路可對 低電壓的電池組進行充電，提高電池的利用率，且其充電過程較為安全。附圖i兌明

圖1為本實用新型的基本框架圖；圖2為本實用新型中一種實施例的電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型的技術方案進行詳細描述。 本實用新型提到的電池組管理芯片主要可以對鋰電池組進行過充保護、過 放保護，還可能用于實現(xiàn)過流保護、短路保護、溫度保護，以及均衡管理等功 能。電池組管理芯片一般可以采用S8254、 M1414等芯片進行實現(xiàn)。本實用新型 發(fā)明目的的實現(xiàn)依賴于電池組管理芯片的這一特性電池組管理芯片正常工作 時，便會輸出一個輸出電壓，因為溫度檢測系統(tǒng)及單片機需要這個電壓持續(xù)工 作，所以一旦這個輸出電壓為0,即可認為電池電壓過^f氐，電池組管理芯片沒有 工作。如果把這個輸出電壓的變化看成一種高低電平的轉(zhuǎn)換，可以這樣設定 高電平時對應電池組電壓仍在設定值之上，低電平對應電池組電壓過低(電壓 輸出端口無輸出電壓)。參考圖1,本實用新型提供一種可對低壓電池組進行充電的電路，包括用于 對鋰電池組進行過充保護、過放保護的電池組管理芯片，所述電池組管理芯片 包括連接所述電池組與充電器之同一極性端的充放電控制單元，以及電壓輸出 端口，該電路還包4舌自動開關，分別連接所述電池組與所述充電器之同一極性端，還與所述電 壓輸出端口相連，所述自動開關當所述電壓輸出端口輸出低電平時導通，當所 述電壓輸出端口輸出高電平時截止。本實用新型的充電電路的工作過程為當電池組電壓過低時，自動開關將導通，與電池組形成閉合回路，接入充電器即可對電池組進行充電，此時充電電流流向為充電正極端到電池組，到自動開關，最后到充電負極端；當電池 組的電壓逐步升高到電池組管理芯片的工作電壓時，電池組管理芯片開始工作， 其電壓輸出端口將輸出高電平，此時自動開關斷開，電池組管理芯片上的充放 電單元將電池組與充電器接通，可繼續(xù)進行充電，且可得到電池組管理芯片對 鋰電池組的過充、過》文、過流、短^各等情況進^f亍保護，此時充電電流流向為 充電正^f及端到電池組，到充》文電單元，最后到充電負4及端。在本實用新型中，提供了三種自動開關的實現(xiàn)方式。MOSFET是自動開關的 重要部件。M0SFET ( Meta卜Oxide-Sem onductor Field-Effect Transistor) 是金屬氧化層半導體場效晶體管的縮寫。MOSFET依照其"通道"的極性不同， 可分為n-type與p-type的M0SFET，通常又稱為NM0SFET與PM0SFET，其他簡 稱尚包括NM0S FET、 PM0S FET、 nM0SFET、 pM0SFET等。Mosfet的特點是，當柵極和源極間的電壓Vgs (G代表柵極，S代表源極) 小于一個稱為臨界電壓(threshold voltage, Vth )的值時，這個M0SFET是處 在"截止，，(cut-off)的狀態(tài)，電流無法流過這個MOSFET,也就是這個MOSFET 不導通；當Vgs大于Vth時導通。實施例一其電路圖請參考圖2，所述自動開關包括第一金屬氧化層半導體場效晶體管 M0SFET(Q1)，其柵極、源極分別與電池組一端、所述電壓輸出端口相連，其漏 極與第二 M0SFET的柵極相連；以及第二 M0SFET ( Q2 )，其源極與所述電池組一 端相連，漏極與所述充電器同一極性端相連。充放電單元包括充電控制開關S1、 放電控制開關S2。其工作過程是，當電池組電壓低于電池組管理芯片的工作電壓時，芯片停 止工作輸出低電平，Ql柵極(G)與源極(S)之間的電壓Vgs小于Vth,進而 Ql截止，Q2棚4及為〗氐電平，Q2導通，電池組與Q2形成回路，這時可以對電池 組進行充電，充電電流的流向為充電正^f及端、電池組、Q2到充電負;f及端。當電壓輸出端口輸出高電平時，Ql導通，進而Q2對冊極為高電平，使Q2截止，不會有充電電流流過。這時，電池組管理芯片上的充;^文電單元將電池組與 充電器接通，可繼續(xù)進4亍充電，此時充電電流流向為充電正才及端到電池組， 到充》文電單元，最后到充電負才及端。 實施例二以三極管來代^^實施例一中第一MOSFT，也可以實現(xiàn)自動開關的功能，此時， 所述自動開關包括三極管，其基極、集電極分別與電池組一端、所述電壓輸出 端口相連，其發(fā)射極與第二MOSFET的柵極相連；以及第二MOSFET，其源極與所 述電池組一端相連，漏極與所述充電器同一極性端相連。本實施例中，三極管實現(xiàn)第一MOSFET的功能，整個充電電路的工作過程以 及充電電流流向與實施例一中充電電路大致相同。實施例三將實施例一中Q2的柵極直接接到電壓輸出斷開，也可以實現(xiàn)自動開關的功 能，此時，所述自動開關包括MOSFET,其柵極與所述電壓輸出端口相連，源極 與所述電池組一端相連，漏4及與所述充電器同一才及性端相連。當電壓輸出端口輸出低電平時MOSFET導通，與電池組形成閉合回路，對電 池組進行充電，此時充電電流流向為充電正極端到電池組，到Q2，最后到充 電負極端；當電壓輸出端口輸出高電平時MOSFET截止，上述閉合回路被斷開， 此時，可通過電池組管理芯片的充》文電單元對電池組進4亍充電，充電電流流向 為充電正極端到電池組，到充放電單元，最后到充電負極端。作為本實用新型的進一步改進，在一個實施例中，所述自動開關與充電器 之間還設有一個二極管，二極管可以有效防止充電器的反接電流倒灌。作為本實用新型的進一步改進，在一個實施例中，所述自動開關與所述二 極管之間還設有一個調(diào)解電阻。調(diào)解電阻的阻值可以調(diào)解充電電流。作為本實用新型的進一步改進，在一個實施例中，所述MOSFET的柵極和漏 極之間設有偏置電阻。在本實用新型較優(yōu)的實施例中，電池組管理芯片具體采用S8254、 M1414等 芯片來實現(xiàn)。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和 詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是， 對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以 做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型 專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1、一種可對低壓電池組進行充電的電路，包括用于對鋰電池組進行過充保護、過放保護的電池組管理芯片，所述電池組管理芯片包括連接所述電池組與充電器之同一極性端的充放電控制單元，以及電壓輸出端口，其特征在于，該電路還包括自動開關，分別連接所述電池組與所述充電器之同一極性端，還與所述電壓輸出端口相連，所述自動開關當所述電壓輸出端口輸出低電平時導通，當所述電壓輸出端口輸出高電平時截止。
2、 根據(jù)權利要求1所述的可對低壓電池組進行充電的電路，其特征在于， 所述自動開關包括第一金屬氧化層半導體場效晶體管M0SFET,其柵極、源極分 別與電池組一端、所述電壓輸出端口相連，其漏極與第二MOSFET的柵極相連； 以及第二 M0SFET,其源才及與所述電池組一端相連，漏極與所述充電器同一極性 端相連。
3、 根據(jù)權利要求1所述的可對低壓電池組進行充電的電路，其特征在于， 所述自動開關包括三極管，其基極、集電極分別與電池組一端、所述電壓輸出 端口相連，其發(fā)射極與第二MOSFET的柵極相連；以及第二MOSFET，其源極與所 述電池組一端相連，漏極與所述充電器同一極性端相連。
4、 根據(jù)權利要求1所述的可對低壓電池組進行充電的電路，其特征在于， 所述自動開關包括M0SFET,其柵極與所述電壓輸出端口相連，源極與所述電池 組一端相連，漏極與所述充電器同一極性端相連。
5、 根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的可對低壓電池組進行充電的電路， 其特征在于，所述自動開關與充電器之間還設有一個二極管。
6、 根據(jù)權利要求5所述的可對低壓電池組進行充電的電路，其特征在于， 所述自動開關與所述二^l管之間還設有一個調(diào)解電阻。
7、 根據(jù)權利要求6所述的可對低壓電池組進行充電的電路，其特征在于， 所述M0SFET的柵極和漏極之間設有偏置電阻。
8、 根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的可對低壓電池組進行充電的電路， 其特征在于，所述電池組管理芯片采用S8254芯片或M1414芯片實現(xiàn)。
專利摘要本實用新型公開了一種可對低壓電池組進行充電的電路，包括用于對鋰電池組進行過充保護、過放保護的電池組管理芯片，所述電池組管理芯片包括連接所述電池組與充電器之同一極性端的充放電控制單元，以及電壓輸出端口，該電路還包括自動開關，分別連接所述電池組與所述充電器之同一極性端，還與所述電壓輸出端口相連，所述自動開關當所述電壓輸出端口輸出低電平時導通，當所述電壓輸出端口輸出高電平時截止。本實用新型在電池組電壓過低時，可通過該自動開關進行充電，提高電池的利用率。
文檔編號H02J7/00GK201113506SQ20072017163
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權日2007年9月10日
發(fā)明者馮如鐵, 李春青, 鄭榮鵬 申請人:深圳市比克電池有限公司