一種包含精工s-8254芯片的充放電保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)裝置，用于車載充電器，包括精工S-8254芯片（1）、充電控制MOS管（Qc）和放電控制MOS管（Qd），所述的精工S-8254芯片（1）配有VM控制電路（11），并分別與電池組（7）、充電控制MOS管（Qc）和放電控制MOS管（Qd）相連接，精工S-8254芯片（1）與放電控制MOS管（Qd）之間串聯(lián)有反相電路（4），由充電器（3）、充電控制MOS管（Qc）和電池組（7）串聯(lián)構(gòu)成充電回路，由負(fù)載（2）、放電控制MOS管（Qd）和電池組（7）串聯(lián)構(gòu)成放電回路，充電回路與放電回路之間相互獨立，且放電負(fù)端保護(hù)，以此降低硬件成本，可適應(yīng)市場中充放電電流差異的多元化需求。
【專利說明】—種包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種包含精工s-8254芯片的充、放電保護(hù)電路，用于3-5串鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組的保護(hù)電路，主要應(yīng)用于電動工具領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子可充電電池以其特有的性能優(yōu)勢已經(jīng)在多個領(lǐng)域中得到了普遍應(yīng)用，可以預(yù)計其必將成為21世紀(jì)的主要動力電源之一。隨著鋰離子可充電電池工業(yè)的發(fā)展，必要的充、放電保護(hù)電路作為其不可分割的一部分必將起到越來越重要的作用。
[0003]S-8254系列芯片內(nèi)置高精度電壓檢測電路和延遲電路，可以針對各節(jié)電池進(jìn)行高精度電壓檢測，實現(xiàn)單節(jié)過充電保護(hù)和單節(jié)過放電保護(hù)，并具備三段過電流檢測功能，通過外接電容可設(shè)置過充電檢測延遲時間、過放電檢測延遲時間和過電流檢測延遲時間1，而過電流檢測延遲時間2和過電流檢測延遲時間3在芯片內(nèi)部被固定。S-8254系列芯片的充、放電保護(hù)電壓和過電流檢測電壓以50mV為進(jìn)階單位，根據(jù)不同場合的使用需求，可以選擇相應(yīng)適合的型號。
[0004]精工S-8254標(biāo)準(zhǔn)電路可以使用在3_5串鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)電路中，采用的是充、放電共用同一回路的設(shè)計模式，且充、放電均為正端保護(hù)，使用的是P型MOS管。由于P型MOS管成本較高與N型，且充電回路共用同一回路，如果放電電流大于充電電流，硬件成本就會提升。
[0005]精工S-8254芯片在過放電、過電流保護(hù)和短路保護(hù)時是通過VM引腳檢測回路信號來控制放電控制MOS管的，在過放電的時候，放電控制MOS管斷開，由于精工S-8254芯片內(nèi)部的RVMS(900KQ )電阻VMP端子被下拉至VSS ;在過電流的時候，通過精工S-8254芯片內(nèi)部的RVMD (IM)電阻VMP端子被上拉至VDD，過電流狀態(tài)在開路負(fù)載(30 ΜΩ以上)時，過電流狀態(tài)被解除；短路狀態(tài)的保護(hù)及恢復(fù)同過流狀態(tài)。如果要實現(xiàn)負(fù)端保護(hù)功能正常，以上所述技術(shù)要求必須滿足，這也是將精工S-8254芯片改為負(fù)端保護(hù)的難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種包含精工S-8254芯片的充、放電保護(hù)電路，使充、放電回路分開設(shè)計，將放電回路改為負(fù)端保護(hù)，以降低硬件成本，適應(yīng)市場中充放電電流差異的多元化需求。
[0007]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)電路，包括精工S-8254芯片、充電控制MOS管Qc和放電控制MOS管Qd，其中，所述的精工S-8254芯片配有VM控制電路，并分別與電池組、充電控制MOS管Qc和放電控制MOS管Qd相連接，精工S-8254芯片與放電控制MOS管Qd之間串聯(lián)有反相電路，由充電器、充電控制MOS管Qc和電池組串聯(lián)構(gòu)成充電回路，由負(fù)載、放電控制MOS管Qd和電池組串聯(lián)構(gòu)成放電回路，充電回路與放電回路之間相互獨立，且放電負(fù)端保護(hù)。
[0008]本實用新型利用反相電路將放電場效應(yīng)管Qd改為負(fù)端保護(hù)，依序由充電器正端、充電控制MOS管Qc和電池組正端串聯(lián)構(gòu)成的充電回路，依序由負(fù)載、放電控制MOS管Qd和電池組負(fù)端串聯(lián)的構(gòu)成放電回路，使電路具有獨立分開的充放電回路，實現(xiàn)放電負(fù)端保護(hù)，即充電信號控制充電回路中的功率型場效應(yīng)管Qc，實現(xiàn)充電回路的導(dǎo)通及關(guān)斷；放電信號控制放電回路中的功率型場效應(yīng)管Qd，實現(xiàn)放電回路的導(dǎo)通和斷開。
[0009]本實用新型電路保護(hù)功能全部通過硬件設(shè)計的方式完成，具有極高的穩(wěn)定性，將充、放電回路分開設(shè)計，將放電回路改為負(fù)端保護(hù)，在使用精工S-8254的情況下，且充、放電電流有明顯差異的時候，以此降低硬件成本，可適應(yīng)市場中充放電電流差異的多元化需求。
[0010]在上述方案的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步保護(hù)充電安全，所述的充電控制MOS管Qc配有高、低溫保護(hù)模塊。
[0011]所述的高、低溫保護(hù)模塊，包括熱敏電阻和比較器，利用熱敏電阻對于溫度的敏感特性產(chǎn)生不一樣的電阻值，利用比較器對產(chǎn)生的電阻分壓值進(jìn)行比較，再利用比較器輸出，去控制充電場效應(yīng)管Qc的關(guān)斷，從而實現(xiàn)充電回路的保護(hù)。
[0012]在上述方案的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步保護(hù)放電安全，所述的放電控制MOS管Qd配有短路保護(hù)模塊，通過所述的短路保護(hù)模塊采集負(fù)載負(fù)端的信號并將信號輸出，控制放電控制MOS管Qd的關(guān)斷。
[0013]本實用新型優(yōu)越性在于:能提供一種包含精工S-8254芯片的充、放電保護(hù)電路，使充、放電回路分開設(shè)計，將放電回路改為負(fù)端保護(hù)，節(jié)約放電控制MOS管的成本；并在此基礎(chǔ)上，加入充電高、低溫保護(hù)模塊和短路保護(hù)模塊，在充電安全和放電安全上起到了進(jìn)一步的保護(hù)；電路保護(hù)功能全部通過硬件設(shè)計的方式完成，具有極高的穩(wěn)定性；為設(shè)計電池組PACK電路提供了可變性，提高了應(yīng)對市場多樣化需求的能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型電路框圖；
[0015]圖2為本實用新型充電高、低溫保護(hù)電路框圖；
[0016]圖3為本實用新型放電負(fù)端保護(hù)電路框圖；
[0017]圖4為本實用新型放電短路保護(hù)框圖；
[0018]圖5為本實用新型一應(yīng)用例車載充電器電路圖；
[0019]附圖中標(biāo)號說明
[0020]I——精工S-8254芯片；
[0021 ]11-VM控制電路；
[0022]2-負(fù)載；3-充電器；
[0023]4——反相電路；
[0024]5—高、低溫保護(hù)模塊；6—短路保護(hù)模塊；
[0025]7——電池組；
[0026]Qc——充電控制MOS管；Qd——放電控制MOS管。
【具體實施方式】
[0027]請參閱圖1為本實用新型電路模塊圖、圖2為本實用新型充電高、低溫保護(hù)電路模塊圖、圖3為本實用新型放電負(fù)端保護(hù)電路模塊圖、圖4為本實用新型放電短路保護(hù)模塊圖:
[0028]一種包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)裝置，用于車載充電器，包括精工S-8254芯片1、充電控制MOS管Qc和放電控制MOS管Qd，所述的精工S-8254芯片I配有VM控制電路11，并分別與電池組7、充電控制MOS管Qc和放電控制MOS管Qd相連接，精工S-8254芯片I與放電控制MOS管Qd之間串聯(lián)有反相電路4，由充電器3、充電控制MOS管Qc和電池組7串聯(lián)構(gòu)成充電回路，由負(fù)載2、放電控制MOS管Qd和電池組7串聯(lián)構(gòu)成放電回路，充電回路與放電回路之間相互獨立，且放電負(fù)端保護(hù)。
[0029]如圖1所示，所述的精工S-8254芯片I配有VM控制電路11，并分別與電池組7、充電控制MOS管Qc和放電控制MOS管Qd相連接，精工S-8254芯片I與放電控制MOS管Qd之間串聯(lián)有反相電路4。
[0030]如圖2所示，所述的充電控制MOS管Qc配有高、低溫保護(hù)模塊5。由充電器3、充電控制MOS管Qc和電池組7串聯(lián)構(gòu)成充電回路。充電信號控制充電回路中的充電MOS管Qc，實現(xiàn)充電回路的導(dǎo)通和斷開；高、低溫保護(hù)模塊5利用熱敏電阻對于溫度的敏感特性產(chǎn)生不一樣的電阻值，產(chǎn)生電阻分壓信號，利用比較器對產(chǎn)生的電阻分壓值進(jìn)行比較并輸出信號，控制充電控制MOS管Qc的斷開，從而實現(xiàn)對充電回路的高、低溫保護(hù)。
[0031]如圖3所示，所述的放電控制MOS管QcU負(fù)載2和電池組7串聯(lián)構(gòu)成放電回路，精工S-8254芯片I與放電控制MOS管Qd之間串聯(lián)有反相電路4。通過反相電路實現(xiàn)放電場效應(yīng)管Qd負(fù)端保護(hù)，外加VM控制電路實現(xiàn)所述VM檢測信號。所述的反相電路4將放電場效應(yīng)管Qd改為負(fù)端保護(hù)，使電路具有獨立分開的充、放電回路，放電信號控制放電回路中的放電控制MOS管Qd，實現(xiàn)放電回路的通和斷；精工S-8254芯片I在過放電、過電流保護(hù)和短路保護(hù)時是通過VM控制回路11檢測回路信號來控制放電控制MOS管Qd的通、斷，從而實現(xiàn)對放電回路的過放電、過電流保護(hù)和短路保護(hù)。
[0032]如圖4所示，放電控制MOS管Qd外加短路保護(hù)模塊6，通過所述的短路保護(hù)模塊6采集負(fù)載負(fù)端的信號，并將信號輸出，控制放電控制MOS管Qd的通、斷。本實施例所述的短路保護(hù)模塊6利用短路時的電路特性，采集放電回路的信號，再通過信號輸出，控制放電控制MOS管Qd的斷開，避免了精工S-8254芯片I自身未實現(xiàn)短路保護(hù)或是保護(hù)異常時，放電短路后造成的高電壓及大電流破壞性情況發(fā)生。
[0033]圖5為本實用新型一應(yīng)用例車載充電器電路圖，提供一種更安全、經(jīng)濟、便捷、高效的鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)模塊，使車載充電器產(chǎn)品在操作過程中更安全、更可靠。使用保護(hù)模塊控制輸出，包含步驟:(1)使用反相將放電場效應(yīng)管Qd轉(zhuǎn)為負(fù)端保護(hù)，采用完全獨立分開的充放電回路設(shè)計，充電信號控制充電回路中的功率型場效應(yīng)管Qc，實現(xiàn)充電回路的導(dǎo)通及關(guān)斷；放電信號控制放電回路中的功率型場效應(yīng)管Qd，實現(xiàn)放電回路的導(dǎo)通和斷開；(2)利用熱敏電阻的熱敏特性，當(dāng)溫度超出規(guī)定的溫度范圍，根據(jù)熱敏電阻的實時電阻值產(chǎn)生的電壓，利用比較器的功能，輸出信號區(qū)控制充電場效應(yīng)管Qc的通斷，實現(xiàn)充電高低溫保護(hù)；(3)保護(hù)模塊還增加了外加短路保護(hù)功能，即放電負(fù)載短路時，S-8254自身未實現(xiàn)短路保護(hù)或是保護(hù)異常時，外加短路模塊可將放電場效應(yīng)管Qd關(guān)斷，從而實現(xiàn)放電短路保護(hù)，提高了產(chǎn)品的安全性，可靠性。
[0034]上述方法控制的鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)模塊全部由硬件的方式實現(xiàn)，具有很高的穩(wěn)定性！為設(shè)計電池組PACK電路提供了可變性，提高了應(yīng)對市場多樣化需求的能力。
【權(quán)利要求】
1.一種包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)裝置，用于車載充電器，包括精工S-8254芯片(I)、充電控制MOS管(Qc )和放電控制MOS管(Qd)，其特征在于，所述的精工S-8254芯片Cl)配有VM控制電路(11)，并分別與電池組(7)、充電控制MOS管(Qc)和放電控制MOS管(Qd)相連接，精工S-8254芯片(I)與放電控制MOS管(Qd)之間串聯(lián)有反相電路(4)，由充電器(3)、充電控制MOS管(Qc)和電池組(7)串聯(lián)構(gòu)成充電回路，由負(fù)載(2)、放電控制MOS管(Qd)和電池組(7 )串聯(lián)構(gòu)成放電回路,充電回路與放電回路之間相互獨立,且放電負(fù)端保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)裝置，其特征在于:所述的充電控制MOS管(Qc)配有高、低溫保護(hù)模塊(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)裝置，其特征在于:所述的高、低溫保護(hù)模塊(5)，包括熱敏電阻和比較器，利用比較器對產(chǎn)生的電阻分壓值進(jìn)行比較并輸出信號，控制充電控制MOS管(Qc)的關(guān)斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包含精工S-8254芯片的充放電保護(hù)裝置，其特征在于:所述的放電控制MOS管(Qd)配有短路保護(hù)模塊(6)，通過所述的短路保護(hù)模塊(6)采集負(fù)載負(fù)端的信號，控制放電控制MOS管(Qd)的關(guān)斷。
【文檔編號】H02H7/18GK203660516SQ201420012797
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】柯玉龍, 毛衛(wèi)清 申請人:上海長園維安電子線路保護(hù)有限公司