專利名稱：電池保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電池保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電池保護(hù)裝置。背景技術(shù)：
電池在充放電過程中有可能會(huì)出現(xiàn)過充、過放、過流或短路等情形，因此 在實(shí)際使用過程中， 一般需要其配置一定的保護(hù)電路。目前一種應(yīng)急電子節(jié)能 燈中揭露了一種過充保護(hù)電路結(jié)構(gòu)，該應(yīng)急電子節(jié)能燈由變壓器、低壓整流器、 穩(wěn)壓器、三態(tài)指示器、電池組、控制器、低頻逆變器、高壓整流器、高頻逆變器、節(jié)能燈管組成。其中穩(wěn)壓器對(duì)電池組進(jìn)行過充保護(hù)充電，未充滿前，三 態(tài)指示器中的綠燈亮，充滿(充電中止)時(shí)，綠燈滅，紅燈亮，有故障時(shí)，黃 燈亮。上述過充保護(hù)電路的不足之處在于，其僅僅保護(hù)電池組的過充情況，對(duì)于 其他有可能損壞電池的情況比如電池過放、過流、短路等不能進(jìn)行保護(hù)，存在 安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種電池保護(hù)裝置，可對(duì)電池出現(xiàn)過充、過 放、過流或短路情形時(shí)進(jìn)行有效保護(hù)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提出以下的技術(shù)方案一種電池保護(hù)裝置，包括至少一個(gè)電池保護(hù)單元，所述電池保護(hù)單元包括第一檢測(cè)單元，與電池正極和充;^文電正極端相連，用于4企測(cè)電池的過充電 壓、過》文電壓；第二沖企測(cè)單元，與開關(guān)單元和充放電負(fù)極端相連，用于4企測(cè)電池的過流電 壓、短路電壓；比較控制單元，用于設(shè)置過充電壓閾值、過放電壓閾值、過流電壓閾值、 短路電壓閾值，設(shè)置過充保護(hù)延遲時(shí)間值、過放保護(hù)延遲時(shí)間值、過流保護(hù)延遲時(shí)間值、短路保護(hù)延遲時(shí)間值，還用于分別判斷所述過充電壓、過方丈電壓、 過流電壓、短路電壓大于或等于其電壓閾值，且持續(xù)時(shí)間大于或等于其保護(hù)延遲時(shí)間值時(shí)，通知控制開關(guān)單元斷開充^t電回路；開關(guān)單元，位于電池負(fù)極與充放電負(fù)極端之間，用于根據(jù)比較控制單元信 號(hào)控制充放電回路的導(dǎo)通和斷開。優(yōu)選地，該電池保護(hù)裝置包括至少兩個(gè)級(jí)連的電池保護(hù)單元，在各電池保護(hù) 單元中，前一電池保護(hù)單元的充放電負(fù)極端與后一電池保護(hù)單元的充》文電正極端相連。優(yōu)選地，該電池保護(hù)裝置還包括熱敏過流保護(hù)單元，與所述電池保護(hù)單元 相連，用于對(duì)電池進(jìn)4亍過流保護(hù)。優(yōu)選地，該電池保護(hù)裝置還包括熱敏過流保護(hù)單元，與所述第一電池保護(hù) 單元或最末電池保護(hù)單元相連，用于對(duì)電池進(jìn)行過流保護(hù)。優(yōu)選地，，所述熱敏過流保護(hù)單元具體為正溫度系數(shù)熱敏電阻器。其中，所述開關(guān)單元包括至少兩個(gè)金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管 (MOSFET )。其中，所述電池保護(hù)單元具體包括芯片S8261或R5405。 從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型通過設(shè)置第一4企測(cè)單元、第二檢測(cè) 單元對(duì)電池過充、過放、過流和短路狀態(tài)進(jìn)行電壓信號(hào)采集，比較控制單元根 據(jù)預(yù)先設(shè)置好的閾值和延遲保護(hù)時(shí)間值進(jìn)行判斷，進(jìn)而控制開關(guān)單元的導(dǎo)通和 斷開，從而達(dá)到了保護(hù)電池和電池組的目的。另外，本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)筒 單，易于實(shí)現(xiàn)和推廣，具有很高的商業(yè)價(jià)值。
圖1為本實(shí)用新型電池保護(hù)單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型電池保護(hù)單元一種實(shí)施例的電路圖； 圖3為本實(shí)用新型電池保護(hù)裝置一種實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。 本實(shí)用新型提供一種電池保護(hù)裝置，包括至少一個(gè)電池保護(hù)單元，如圖1所示，所述電池保護(hù)單元包括第一檢測(cè)單元1，與電池正極和充放電正極端相 連，用于4企測(cè)電池的過充電壓、過》丈電壓。第二檢測(cè)單元2，與開關(guān)單元和充》文 電負(fù)極端相連，用于檢測(cè)電池的過流電壓、短路電壓。比較控制單元3，用于設(shè) 置過充電壓閾值、過放電壓閾值、過流電壓閾值、短路電壓閾值，設(shè)置過充保 護(hù)延遲時(shí)間值、過》欠保護(hù)延遲時(shí)間值、過流保護(hù)延遲時(shí)間值、短路保護(hù)延遲時(shí) 間值，還用于分別判斷所述過充電壓、過》文電壓、過流電壓、短路電壓大于或 等于其電壓閾值，且持續(xù)時(shí)間大于或等于其保護(hù)延遲時(shí)間值時(shí)，通知控制開關(guān) 單元斷開充放電回路。開關(guān)單元4，位于電池負(fù)極與充放電負(fù)極端之間，用于根 據(jù)比較控制單元信號(hào)控制充放電回路的導(dǎo)通和斷開。 電池保護(hù)單元的工作原理如下過充保護(hù)當(dāng)?shù)谝粰z測(cè)單元1檢測(cè)到電池電壓值大于或等于過充電壓閾值， 并且持續(xù)時(shí)間大于或等于過充保護(hù)延遲時(shí)間值時(shí)，比辟交控制單元3會(huì)向開關(guān)單 元4輸出控制信號(hào)，開關(guān)單元4將斷開，該組電流回路斷開。當(dāng)電池電壓小于 過充電壓閾值時(shí)，比較控制單元3控制開關(guān)單元4導(dǎo)通，從而電流回路接通。 其中，過充保護(hù)延遲時(shí)間值一般設(shè)置為1秒左右。過放保護(hù)當(dāng)?shù)谝粰z測(cè)單元檢測(cè)1到電池電壓值大于或等于過放電壓閾值， 并且持續(xù)時(shí)間大于或等于過i文保護(hù)延遲時(shí)間值時(shí)，比較控制單元3會(huì)向開關(guān)單 元4輸出控制信號(hào)，開關(guān)單元4將斷開，該組電流回路斷開。當(dāng)電池電壓小于 過放電壓閾值時(shí)，比較控制單元3控制開關(guān)單元4導(dǎo)通，從而電流回路接通。 其中，過放保護(hù)延遲時(shí)間值一般設(shè)置為1秒左右。過流保護(hù)第二檢測(cè)單元2可以通過檢測(cè)開關(guān)單元4的等效內(nèi)阻上的壓降， 來判斷回路電流情況。當(dāng)?shù)诙z測(cè)單元2檢測(cè)到電池電壓值大于或等于過流電壓閾值，并且持續(xù)時(shí)間大于或等于過流保護(hù)延遲時(shí)間值時(shí)，比較控制單元3會(huì) 向開關(guān)單元4輸出控制信號(hào)，開關(guān)單元4將斷開，該組電流回路斷開。當(dāng)電池 電壓小于過流電壓閾值時(shí)，比較控制單元3控制開關(guān)單元4導(dǎo)通，從而電流回 路接通。其中，過流保護(hù)延遲時(shí)間值一般設(shè)置為1毫秒左右。短路保護(hù)第二4企測(cè)單元2可以通過檢測(cè)開關(guān)單元4的等效內(nèi)阻上的壓降， 來判斷回路電流情況。當(dāng)?shù)诙z測(cè)單元2檢測(cè)到電池電壓值大于或等于短路電 壓閾值，并且持續(xù)時(shí)間大于或等于短路保護(hù)延遲時(shí)間值時(shí)，比較控制單元3會(huì) 向開關(guān)單元4輸出控制信號(hào)，開關(guān)單元4將斷開，該組電流回路斷開。當(dāng)電池 電壓小于過充電壓閾值時(shí)，比較控制單元控制開關(guān)單元導(dǎo)通，從而電流回# 通。其中，短路保護(hù)延遲時(shí)間值一般設(shè)置為1微秒左右。在一種較優(yōu)的實(shí)施例中，如圖2所示，所述電池保護(hù)單元可以由？芯片及 其外圍電路來實(shí)現(xiàn)。其中，所述開關(guān)單元4可以由至少兩個(gè)金屬氧化層半導(dǎo)體 場(chǎng)效晶體管(MOSFET)來實(shí)現(xiàn)。其具體工作過程如下過充保護(hù)當(dāng)芯片U1的Vdd腳檢測(cè)到有電池電壓達(dá)到過充電電壓闊值， 并且時(shí)間在過充保護(hù)延遲時(shí)間值以上，Dout會(huì)使輸出低電平，MOSFET變?yōu)?OFF，該組電流回路斷開。當(dāng)電池電壓降到過充電解除電壓一下，MOSFET變 為0N，電流回路接通。過放電保護(hù)在放電過程中，當(dāng)芯片的Vdd腳檢測(cè)到某單體電池電壓小于 過放電電壓閾值，且在過》文電保護(hù)延遲時(shí)間值以上時(shí)，Dout會(huì)使輸出低電平， MOSFET變?yōu)镺FF，該組電流回路斷開。當(dāng)所有組的電池電壓都在過放電電壓 閾值以上時(shí)，MOSFET變?yōu)镺N，放電回路開通。過流保護(hù)芯片的V-腳通過檢測(cè)MOSFET的等效內(nèi)阻RSENSE上的壓降，來判斷回 路電流情況，當(dāng)RSENSE上的壓降大于過流電壓閾值時(shí)，并且時(shí)間在過電流保 護(hù)延遲時(shí)間值以上，Dout會(huì)使輸出低電平，MOSFET變?yōu)镺FF,該組電流回 路斷開。短路保護(hù)芯片的V-腳通過檢測(cè)MOSFET的等效內(nèi)阻RSENSE上的壓降， 來判斷回路電流情況，當(dāng)RSENSE上的壓降大于短路電壓閾值時(shí)，并且時(shí)間在 過短路保護(hù)延遲時(shí)間值以上，Dout會(huì)使輸出低電平，MOSFET變?yōu)镺FF,該組電流回路斷開。一個(gè)電池保護(hù)單元可用于一節(jié)電池的保護(hù)，對(duì)于由多節(jié)電池組成的電池組， 則需要多個(gè)電池保護(hù)單元進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)本實(shí)用新型的電池保護(hù)裝置用于對(duì)多節(jié) 電池組進(jìn)行保護(hù)時(shí)，如圖3所示，其包括至少兩個(gè)級(jí)連的電池保護(hù)單元，在各電 池保護(hù)單元中，前一電池保護(hù)單元的充放電負(fù)極端與后一電池保護(hù)單元的充放電正極端相連第一電池保護(hù)單元、第二電池保護(hù)單元.......第N-1電池保護(hù)單元和第N電池保護(hù)單元，所述第一電池保護(hù)單元的充》文電負(fù)^L端與第二電池 保護(hù)單元的充》文電正極端相連，……以此類推，所述第N-1電池保護(hù)單元的充 放電負(fù)極端與第N電池保護(hù)單元的充放電正極端相連；第一電池保護(hù)單元的充 放電正極端作為整個(gè)電池組的充放電正極端，第N電池保護(hù)單元的充放電負(fù)極 端作為整個(gè)電池組的充》丈電負(fù)極端。對(duì)于多個(gè)電池保護(hù)單元的情形，由于各個(gè)電池保護(hù)單元為串聯(lián)連接，只要 其中一個(gè)電池保護(hù)單元中的開關(guān)單元斷開，則整個(gè)回路都將被斷開。在具體的實(shí)施例中，電池保護(hù)單元可以由芯片S8261或R5405及其外圍電路來實(shí)現(xiàn)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型的電池保護(hù)裝置還包括熱敏過 流保護(hù)單元。對(duì)于單個(gè)電池的情形，熱敏過流保護(hù)單元與所述電池保護(hù)單元相連，用于對(duì)電池進(jìn)行過流保護(hù)。對(duì)于多節(jié)電池組的情形，熱敏過流保護(hù)單元連接在第一電池保護(hù)單元的充放電正極端，或最后一塊即第N電池保護(hù)單元的充 放電負(fù)極端，由于第 一 電池保護(hù)單元的充放電正才及端作為整個(gè)電池組的充放電 正極端，第N電池保護(hù)單元的充放電負(fù)極端作為整個(gè)電池組的充放電負(fù)極端， 因此熱敏過流保護(hù)單元設(shè)置于此可有效地控制整個(gè)電路的導(dǎo)通和斷開。當(dāng)然， 這只是一種優(yōu)選的實(shí)施方式，由于多個(gè)電池保護(hù)單元是串聯(lián)連接的，熱敏過流 保護(hù)單元也可以連接于中間的電池保護(hù)單元。作為一種較優(yōu)實(shí)施例，上述熱敏過流保護(hù)單元可以采用正溫度系數(shù)熱敏電 阻器PTC。其工作過程是，當(dāng)電路的電流達(dá)到一定值時(shí)，通過PTC的電流也增 大，從而PTC的功率上升，產(chǎn)生大量的熱量，而才艮據(jù)熱敏電阻的特性，由于溫 度上升，其內(nèi)阻上升的很快，可達(dá)到瞬間切斷電流回路的目的。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是， 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以 做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型 專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種電池保護(hù)裝置，其特征在于，包括至少一個(gè)電池保護(hù)單元，所述電池保護(hù)單元包括第一檢測(cè)單元，與電池正極和充放電正極端相連，用于檢測(cè)電池的過充電壓、過放電壓；第二檢測(cè)單元，與開關(guān)單元和充放電負(fù)極端相連，用于檢測(cè)電池的過流電壓、短路電壓；比較控制單元，用于設(shè)置過充電壓閾值、過放電壓閾值、過流電壓閾值、短路電壓閾值，設(shè)置過充保護(hù)延遲時(shí)間值、過放保護(hù)延遲時(shí)間值、過流保護(hù)延遲時(shí)間值、短路保護(hù)延遲時(shí)間值，還用于分別判斷所述過充電壓、過放電壓、過流電壓、短路電壓大于或等于其電壓閾值，且持續(xù)時(shí)間大于或等于其保護(hù)延遲時(shí)間值時(shí)，通知控制開關(guān)單元斷開充放電回路；開關(guān)單元，位于電池負(fù)極與充放電負(fù)極端之間，用于根據(jù)比較控制單元信號(hào)控制充放電回路的導(dǎo)通和斷開。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，包括至少兩個(gè)級(jí)連 的電池保護(hù)單元，在各電池保護(hù)單元中，前一電池保護(hù)單元的充》文電負(fù)極端與后 一電池保護(hù)單元的充;^文電正^l端相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，還包括熱敏過流保 護(hù)單元，與所述電池保護(hù)單元相連，用于對(duì)電池進(jìn)行過流保護(hù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，還包括熱敏過流保 護(hù)單元，與所述第一電池保護(hù)單元或最末電池保護(hù)單元相連，用于對(duì)電池進(jìn)行 過流保護(hù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，所述熱敏過流 保護(hù)單元具體為正溫度系數(shù)熱敏電阻器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括 至少兩個(gè)金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MOSFET。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，所述電池保護(hù)單元具體包括芯片S8261或R5405。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電池保護(hù)裝置，包括至少一個(gè)電池保護(hù)單元，所述電池保護(hù)單元包括第一檢測(cè)單元，與電池正極和充放電正極端相連，用于檢測(cè)電池的過充電壓、過放電壓；第二檢測(cè)單元，與開關(guān)單元和充放電負(fù)極端相連，用于檢測(cè)電池的過流電壓、短路電壓；比較控制單元，用于判斷電池過充、過放、過流或短路時(shí)，通知控制開關(guān)單元斷開充放電回路；開關(guān)單元，位于電池負(fù)極與充放電負(fù)極端之間，用于根據(jù)比較控制單元信號(hào)控制充放電回路的導(dǎo)通和斷開。本實(shí)用新型可對(duì)電池出現(xiàn)過充、過放、過流或短路等情形時(shí)進(jìn)行有效保護(hù)，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)和推廣。
文檔編號(hào)H02J7/04GK201113411SQ20072017192
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者李春青, 鄭榮鵬 申請(qǐng)人:深圳市比克電池有限公司