鋰離子電池充電過流保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其包括充電電流采樣模塊、充電電流放大模塊、過流檢測(cè)模塊和閾值電壓生成模塊；該充電電流采樣模塊用于米集電池的電流并對(duì)應(yīng)生成一米樣電壓；該充電電流放大模塊用于將該采樣電壓放大為一待檢測(cè)電壓信號(hào)；該過流檢測(cè)模塊用于將該待檢測(cè)電壓信號(hào)與閾值電壓生成模塊所提供的閾值電壓信號(hào)進(jìn)行比較，在該待檢測(cè)電壓信號(hào)大于該閾值電壓信號(hào)時(shí)，將一電池保護(hù)芯片的控制引腳拉低接地，以使得一充電開關(guān)電路停止給電池充電。上述實(shí)用新型可對(duì)鋰離子電池進(jìn)行精準(zhǔn)有效的過流保護(hù)，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【專利說明】鋰離子電池充電過流保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池充電過流保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，現(xiàn)有的多個(gè)串聯(lián)鋰離子電池的充放電保護(hù)電路一般采用電池保護(hù)芯片UO，該電池保護(hù)芯片UO用于檢測(cè)鋰離子電池BI至B12的過充過放電壓以及過充過放電流，具體地，其通過檢測(cè)采樣電阻R81和電阻R80的電流，結(jié)合公式U = R*I來判斷是否過流，由于充電過程中，每一鋰離子電池的負(fù)極電勢(shì)高于充電電源的負(fù)電勢(shì)，會(huì)使得公式中的U值恒為0，從而使得電池保護(hù)芯片UO無法在充電過程中識(shí)別出過流，也就是說，即使過流了，電池保護(hù)芯片UO的控制引腳C-FET還是依然輸出高電平信號(hào)至充電開關(guān)電路90，以繼續(xù)給電池充電。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的旨在于提供一種可解決上述技術(shù)問題的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其包括充電電流采樣模塊、充電電流放大模塊、過流檢測(cè)模塊和閾值電壓生成模塊；
[0006]該充電電流米樣模塊用于米集電池的電流并對(duì)應(yīng)生成一米樣電壓；該充電電流放大模塊用于將該采樣電壓放大為一待檢測(cè)電壓信號(hào)；該過流檢測(cè)模塊用于將該待檢測(cè)電壓信號(hào)與閾值電壓生成模塊所提供的閾值電壓信號(hào)進(jìn)行比較，在該待檢測(cè)電壓信號(hào)大于該閾值電壓信號(hào)時(shí)，將一電池保護(hù)芯片的控制引腳拉低接地，以使得一充電開關(guān)電路停止給電池充電。
[0007]優(yōu)選地，該充電電流米樣模塊包括相并聯(lián)的第一電阻和第二電阻，第一電阻的一端接地，第一電阻的另一端連接該電池保護(hù)芯片的電流檢測(cè)引腳。
[0008]優(yōu)選地，該充電電流放大模塊為雙端輸入單端輸出的差分放大電路，該差分放大電路的其中一輸入端連接該第一電阻的另一端，另一輸入端連接該閾值電壓生成模塊，輸出端連接該過流檢測(cè)模塊。
[0009]優(yōu)選地，該充電電流放大模塊包括第三電阻至第六電阻、第一電容和第一運(yùn)算放大器；該第一運(yùn)算放大器的反相端通過第三電阻連接該第一電阻的另一端，還通過第六電阻連接該第一運(yùn)算放大器的輸出端，該第一運(yùn)算放大器的同相端通過第四電阻接地，還通過第五電阻連接該閾值電壓生成模塊，該第一運(yùn)算放大器的輸出端通過第一電容接地，還連接該過流檢測(cè)模塊。
[0010]優(yōu)選地，該過流檢測(cè)模塊包括第二運(yùn)算放大器、第七電阻至第十電阻和電子開關(guān)；該第二運(yùn)算放大器的反相端通過第七電阻連接該閾值電壓生成模塊，該第二運(yùn)算放大器的同相端通過第八電阻連接該第一運(yùn)算放大器的輸出端，該第二運(yùn)算放大器的輸出端連接該電子開關(guān)的控制端，還通過第九電阻接地；該電子開關(guān)的輸入端接地，輸出端通過第十電阻連接該電池保護(hù)芯片的控制引腳；其中，該電子開關(guān)的控制端為低電平時(shí)，電子開關(guān)截止，該電子開關(guān)的控制端為高電平時(shí)，電子開關(guān)導(dǎo)通。
[0011]優(yōu)選地，該閾值電壓生成模塊包括第十一電阻至第十三電阻、三端可調(diào)穩(wěn)壓器、第二電容和第三電容；一直流電源通過第十一電阻連接一閾值電壓輸出端，該三端可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極連接于第十一電阻和該閾值電壓輸出端之間，該三端可調(diào)穩(wěn)壓器的參考極通過第十二電阻連接于該第十一電阻和該閾值電壓輸出端之間，還通過第十三電阻接地；該第二電容和第三電容相并聯(lián)連接，該閾值電壓輸出端還通過該第二電容接地；該閾值電壓輸出端即為該閾值電壓生成模塊的輸出端。
[0012]優(yōu)選地，該電子開關(guān)為場(chǎng)效應(yīng)管，該電子開關(guān)的控制端、輸入端和輸出端分別對(duì)應(yīng)為該場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0014]上述實(shí)用新型可根據(jù)電池特性預(yù)設(shè)閾值電壓信號(hào)，并將采樣電壓放大后與閾值電壓信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)比較，在充電過流時(shí)，將電子保護(hù)芯片的控制引腳拉低，從而停止給電池充電，本電路可對(duì)鋰離子電池進(jìn)行精準(zhǔn)有效的過流保護(hù)，且電路結(jié)構(gòu)簡單，在現(xiàn)有的電池充電保護(hù)電路增加即可，不用改動(dòng)現(xiàn)有的電池充電保護(hù)電路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電池保護(hù)電路的部分電路圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型鋰離子電池充電過流保護(hù)電路的較佳實(shí)施方式的電氣原理圖。
[0017]圖3為圖2的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路的充電電流采樣模塊和充電電路放大模塊的電路圖。
[0018]圖4為圖2的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路的過流檢測(cè)模塊的電路圖。
[0019]圖5為圖2的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路的閾值電壓生成模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0021]請(qǐng)參見圖2，本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其較佳實(shí)施方式包括充電電流采樣模塊50、充電電流放大模塊10、過流檢測(cè)模塊20和閾值電壓生成模塊30。
[0022]該充電電流采樣模塊50用于采集電池的電流并對(duì)應(yīng)生成一采樣電壓，如采集圖1中的電池組；該充電電流放大模塊10用于將該采樣電壓放大為一待檢測(cè)電壓信號(hào)；該過流檢測(cè)模塊20用于將該待檢測(cè)電壓信號(hào)與閾值電壓生成模塊30所提供的閾值電壓信號(hào)進(jìn)行比較，在該待檢測(cè)電壓信號(hào)大于該閾值電壓信號(hào)時(shí)，將一電池保護(hù)芯片UO的控制引腳c_FET拉低接地，以使得一充電開關(guān)電路90停止給電池充電。
[0023]該電池保護(hù)芯片UO和該充電開關(guān)電路90均可由現(xiàn)有技術(shù)可獲知，在此不再贅述。
[0024]參見圖3,本實(shí)施例中，該充電電流米樣模塊50包括相并聯(lián)的第一電阻Rl和第二電阻R2，該采樣電壓即為第一電阻Rl和第二電阻R2的并聯(lián)電壓，第一電阻Rl的一端接地，第一電阻Rl的另一端連接該電池保護(hù)芯片UO的電流檢測(cè)引腳ISENS。
[0025]參見圖3，該充電電流放大模塊10為雙端輸入單端輸出的差分放大電路，該差分放大電路的其中一輸入端連接該第一電阻Rl的另一端，另一輸入端連接該閾值電壓生成模塊30，輸出端連接該過流檢測(cè)模塊20。
[0026]具體地，該充電電流放大模塊10包括第三電阻R3至第六電阻R6、第一電容Cl和第一運(yùn)算放大器Ul。該第一運(yùn)算放大器Ul的反相端通過第三電阻R3連接該第一電阻Rl的另一端，還通過第六電阻R6連接該第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端CH_I，該第一運(yùn)算放大器Ul的同相端通過第四電阻R4接地，還通過第五電阻R5連接該閾值電壓生成模塊30，該第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端CH_I通過第一電容Cl接地，還連接該過流檢測(cè)模塊20。
[0027]參見圖4，該過流檢測(cè)模塊20包括第二運(yùn)算放大器U2、第七電阻R7至第十電阻RlO和電子開關(guān)Q1。該第二運(yùn)算放大器U2的反相端通過第七電阻R7連接該閾值電壓生成模塊30，該第二運(yùn)算放大器U2的同相端通過第八電阻R8連接該第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端CH_I。該第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接該電子開關(guān)Ql的控制端，還通過第九電阻R9接地。該電子開關(guān)Ql的輸入端接地，輸出端通過第十電阻RlO連接該電池保護(hù)芯片Ul的控制引腳C_FET。其中，該電子開關(guān)Ql的控制端為低電平時(shí)，電子開關(guān)Ql截止，該電子開關(guān)Ql的控制端為高電平時(shí)，電子開關(guān)Ql導(dǎo)通。
[0028]參見圖5，該閾值電壓生成模塊30包括第i^一電阻Rll至第十三電阻R13、三端可調(diào)穩(wěn)壓器U3、第二電容C2和第三電容C3。一直流電源VCC通過第i^一電阻Rll連接一閾值電壓輸出端VREF，該三端可調(diào)穩(wěn)壓器U3的陰極CATH連接于第i^一電阻Rll和該閾值電壓輸出端VREF之間，該三端可調(diào)穩(wěn)壓器U3的參考極REF通過第十二電阻R12連接于該第i^一電阻Rl I和該閾值電壓輸出端VREF之間，還通過第十三電阻Rl3接地。該第二電容C2和第三電容C3相并聯(lián)連接，該閾值電壓輸出端VREF還通過該第二電容C2接地。該閾值電壓輸出端VREF即為該閾值電壓生成模塊30的輸出端。
[0029]上述元件涉及到的接地，也可為連接到電池組的負(fù)極B-。
[0030]下面對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式的工作原理進(jìn)行描述:
[0031]該充電電流放大模塊10實(shí)時(shí)將該充電電流米樣模塊50所米樣的米樣電壓放大為待檢測(cè)電壓信號(hào)，該第二運(yùn)算放大器U2將待檢測(cè)電壓信號(hào)與閾值電壓生成模塊30所輸出的閾值電壓信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)該待檢測(cè)電壓信號(hào)小于該閾值電壓信號(hào)時(shí)，該第二運(yùn)算放大器U2輸出一低電平信號(hào)至該電子開關(guān)Ql的控制端，使得該電子開關(guān)Ql截止，故，在沒有過充電流的情況下，電池保護(hù)芯片UO的控制引腳C_FET保持輸出高電平信號(hào)至該充電開關(guān)電路90，以使得電池繼續(xù)充電。
[0032]當(dāng)該待檢測(cè)電壓信號(hào)大于該閾值電壓信號(hào)時(shí)，該第二運(yùn)算放大器U2輸出一高電平信號(hào)至該電子開關(guān)Ql的控制端，使得該電子開關(guān)Ql導(dǎo)通，進(jìn)而使得電池保護(hù)芯片UO的控制引腳C_FET通過電子開關(guān)Ql拉低接地，此時(shí)，雖然電池保護(hù)芯片UO的控制引腳C_FET本身仍然輸出高低平，但由于被拉低，該充電開關(guān)電路90相當(dāng)于接收低電平信號(hào)，從而使得電池停止充電，如此，即可起到充電過流保護(hù)功能。
[0033]上述閾值電壓信號(hào)可根據(jù)電池特性調(diào)整閾值電壓生成模塊30的元件參數(shù)而獲得，可針對(duì)電池特性設(shè)置更為精準(zhǔn)的閾值電壓，有利于優(yōu)化檢測(cè)精度。
[0034]本實(shí)施例中，該電子開關(guān)Ql為場(chǎng)效應(yīng)管，該電子開關(guān)Ql的控制端、輸入端和輸出端分別對(duì)應(yīng)為該場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極。其他實(shí)施例中，該電子開關(guān)Ql還可為三極管，該電子開關(guān)Ql的控制端、輸入端和輸出端對(duì)應(yīng)為三極管的基極、發(fā)射極和集電極。
[0035]上述實(shí)用新型可根據(jù)電池特性預(yù)設(shè)閾值電壓信號(hào)，并將采樣電壓放大后與閾值電壓信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)比較，在充電過流時(shí)，將電子保護(hù)芯片UO的控制引腳拉低，從而停止給電池充電，本電路可對(duì)鋰離子電池進(jìn)行精準(zhǔn)有效的過流保護(hù)，且電路結(jié)構(gòu)簡單，在現(xiàn)有的電池充電保護(hù)電路增加即可，不用改動(dòng)現(xiàn)有的電池充電保護(hù)電路。
[0036]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其特征在于:其包括充電電流采樣模塊、充電電流放大模塊、過流檢測(cè)模塊和閾值電壓生成模塊； 該充電電流采樣模塊用于采集電池的電流并對(duì)應(yīng)生成一采樣電壓；該充電電流放大模塊用于將該采樣電壓放大為一待檢測(cè)電壓信號(hào)；該過流檢測(cè)模塊用于將該待檢測(cè)電壓信號(hào)與閾值電壓生成模塊所提供的閾值電壓信號(hào)進(jìn)行比較，在該待檢測(cè)電壓信號(hào)大于該閾值電壓信號(hào)時(shí)，將一電池保護(hù)芯片的控制引腳拉低接地，以使得一充電開關(guān)電路停止給電池充電。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其特征在于:該充電電流采樣模塊包括相并聯(lián)的第一電阻和第二電阻，第一電阻的一端接地，第一電阻的另一端連接該電池保護(hù)芯片的電流檢測(cè)引腳。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其特征在于:該充電電流放大模塊為雙端輸入單端輸出的差分放大電路，該差分放大電路的其中一輸入端連接該第一電阻的另一端，另一輸入端連接該閾值電壓生成模塊，輸出端連接該過流檢測(cè)模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其特征在于:該充電電流放大模塊包括第三電阻至第六電阻、第一電容和第一運(yùn)算放大器；該第一運(yùn)算放大器的反相端通過第三電阻連接該第一電阻的另一端，還通過第六電阻連接該第一運(yùn)算放大器的輸出端，該第一運(yùn)算放大器的同相端通過第四電阻接地，還通過第五電阻連接該閾值電壓生成模塊，該第一運(yùn)算放大器的輸出端通過第一電容接地，還連接該過流檢測(cè)模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其特征在于:該過流檢測(cè)模塊包括第二運(yùn)算放大器、第七電阻至第十電阻和電子開關(guān)；該第二運(yùn)算放大器的反相端通過第七電阻連接該閾值電壓生成模塊，該第二運(yùn)算放大器的同相端通過第八電阻連接該第一運(yùn)算放大器的輸出端，該第二運(yùn)算放大器的輸出端連接該電子開關(guān)的控制端，還通過第九電阻接地；該電子開關(guān)的輸入端接地，輸出端通過第十電阻連接該電池保護(hù)芯片的控制引腳；其中，該電子開關(guān)的控制端為低電平時(shí)，電子開關(guān)截止，該電子開關(guān)的控制端為高電平時(shí)，電子開關(guān)導(dǎo)通。
6.如權(quán)利要求5所述的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其特征在于:該閾值電壓生成模塊包括第十一電阻至第十三電阻、三端可調(diào)穩(wěn)壓器、第二電容和第三電容；一直流電源通過第十一電阻連接一閾值電壓輸出端，該三端可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極連接于第十一電阻和該閾值電壓輸出端之間，該三端可調(diào)穩(wěn)壓器的參考極通過第十二電阻連接于該第十一電阻和該閾值電壓輸出端之間，還通過第十三電阻接地；該第二電容和第三電容相并聯(lián)連接，該閾值電壓輸出端還通過該第二電容接地；該閾值電壓輸出端即為該閾值電壓生成模塊的輸出端。
7.如權(quán)利要求5所述的鋰離子電池充電過流保護(hù)電路，其特征在于:該電子開關(guān)為場(chǎng)效應(yīng)管，該電子開關(guān)的控制端、輸入端和輸出端分別對(duì)應(yīng)為該場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK204030681SQ201420471203
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】黃國文, 楊圣峯, 何鵬, 蘇陽, 黃曉東, 彭建普 申請(qǐng)人:廣西卓能新能源科技有限公司