一種鋰電池低電壓保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，包括蓄電池BT、電容C1、電容C2、電容C3、金氧半場(chǎng)效晶體管V1、金氧半場(chǎng)效晶體管V2、二極管D1、二極管D2和控制IC；電容C1接蓄電池BT，控制IC引腳VDD接在C1與蓄電池BT之間；電容C2一端接蓄電池BT，另一端接控制IC引腳V-；電容C3一端接蓄電池BT，另一端接控制IC引腳Ct；金氧半場(chǎng)效晶體管V1同時(shí)接蓄電池BT、控制IC引腳Do和金氧半場(chǎng)效晶體管V2；金氧半場(chǎng)效晶體管V2接控制IC引腳Co；二極管D1與金氧半場(chǎng)效晶體管V1并聯(lián)；二極管D2與金氧半場(chǎng)效晶體管V2并聯(lián)；控制IC引腳VSS接蓄電池BT。本實(shí)用新型可以防止因過(guò)放電而對(duì)鋰電池造成損害。
【專利說(shuō)明】 一種鋰電池低電壓保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種鋰電池低電壓保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰離子電池的化學(xué)特性，在正常使用過(guò)程中，其內(nèi)部進(jìn)行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)，但在某些條件下，如對(duì)其過(guò)放電將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害電池，影響其性能與使用壽命。因此，需要對(duì)鋰電池設(shè)計(jì)低電壓保護(hù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)上述技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供了一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，可以防止鋰電池過(guò)放電，在其低電壓時(shí)進(jìn)行保護(hù)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，包括蓄電池BT、電容Cl、電容C2、電容C3、金氧半場(chǎng)效晶體管V1、金氧半場(chǎng)效晶體管V2、二極管D1、二極管D2以及型號(hào)為R5421的控制1C，其中:
[0006]電容Cl連接蓄電池BT，控制IC引腳VDD連接在Cl與蓄電池BT之間；
[0007]電容C2 —端接蓄電池BT，另一端接控制IC引腳V-；
[0008]電容C3 —端接蓄電池BT，另一端接控制IC引腳Ct ；
[0009]金氧半場(chǎng)效晶體管Vl同時(shí)接蓄電池BT、控制IC引腳Do以及金氧半場(chǎng)效晶體管V2 ；
[0010]金氧半場(chǎng)效晶體管V2接控制IC引腳Co ;
[0011]二極管Dl與金氧半場(chǎng)效晶體管Vl并聯(lián)；
[0012]二極管D2與金氧半場(chǎng)效晶體管V2并聯(lián)；
[0013]控制IC引腳VSS接蓄電池BT。
[0014]作為優(yōu)選，所述金氧半場(chǎng)效晶體管V1、V2的型號(hào)均為SI9926。
[0015]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括一端接蓄電池BT、另一端接電容Cl的電阻R1。
[0016]再進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括一端接控制IC引腳V-、另一端接蓄電池BT的電阻R2。
[0017]更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括與蓄電池BT連接的保險(xiǎn)絲FUSE。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0019]本實(shí)用新型提供了一種鋰電池的低電壓保護(hù)電路，可以在鋰電池過(guò)放電過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)，確保鋰電池不因電壓低而導(dǎo)致電池受到損害，進(jìn)而延長(zhǎng)其使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型主要用于對(duì)鋰電池過(guò)放電進(jìn)行保護(hù)，其包括蓄電池BT、電容Cl、電容C2、電容C3、金氧半場(chǎng)效晶體管V1、金氧半場(chǎng)效晶體管V2、二極管D1、二極管D2以及型號(hào)為R5421的控制1C，其中:
[0023]電容Cl連接蓄電池BT，控制IC引腳VDD連接在Cl與蓄電池BT之間；
[0024]電容C2 —端接蓄電池BT，另一端接控制IC引腳V-；
[0025]電容C3 —端接蓄電池BT，另一端接控制IC引腳Ct ；
[0026]金氧半場(chǎng)效晶體管Vl同時(shí)接蓄電池BT、控制IC引腳Do以及金氧半場(chǎng)效晶體管V2 ；
[0027]金氧半場(chǎng)效晶體管V2接控制IC引腳Co ;
[0028]二極管Dl與金氧半場(chǎng)效晶體管Vl并聯(lián)；
[0029]二極管D2與金氧半場(chǎng)效晶體管V2并聯(lián)；
[0030]控制IC引腳VSS接蓄電池BT。
[0031]上述元器件中，金氧半場(chǎng)效晶體管V1、V2的型號(hào)均為SI9926，并且本實(shí)用新型還分別設(shè)置了電阻Rl和電阻R2，其中，電阻Rl —端接蓄電池BT、另一端接電容Cl ;電阻R2 —端接控制IC引腳V-、另一端接蓄電池BT。
[0032]另外，為進(jìn)一步對(duì)蓄電池BT進(jìn)行保護(hù)，蓄電池BT還連接有保險(xiǎn)絲FUSE。
[0033]本實(shí)用新型低電壓保護(hù)的工作原理為:
[0034]在正常狀態(tài)下電路中IC控制器的“Co”與“Do”引腳都輸出高電壓，兩個(gè)金氧半場(chǎng)效晶體管都處于導(dǎo)通狀態(tài)，蓄電池BT可以自由地進(jìn)行充電和放電，由于金氧半場(chǎng)效晶體管的導(dǎo)通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導(dǎo)通電阻對(duì)電路的性能影響很小。
[0035]在蓄電池BT對(duì)外部負(fù)載放電過(guò)程中，其電壓會(huì)隨著放電過(guò)程逐漸降低，當(dāng)電池電壓降至一定低壓時(shí)，其容量已被完全放光，此時(shí)如果讓電池繼續(xù)對(duì)負(fù)載放電，將造成電池的永久性損壞。
[0036]在電池放電過(guò)程中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.3V(該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時(shí)，其“Do”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使金氧半?chǎng)效晶體管Vl由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使蓄電池BT無(wú)法再對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電，起到了過(guò)放電保護(hù)作用。而此時(shí)由于二極管Dl的存在，充電器可以通過(guò)該二極管Dl對(duì)蓄電池BT進(jìn)行充電。
[0037]由于在過(guò)放電保護(hù)狀態(tài)下蓄電池BT電壓不能再降低，因此要求保護(hù)電路的消耗電流極小，此時(shí)控制IC會(huì)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個(gè)保護(hù)電路耗電會(huì)小于0.1 μ Ao在控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.3V至發(fā)出關(guān)斷金氧半場(chǎng)效晶體管Vl信號(hào)之間，也有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短由電容C3決定，通常設(shè)為100毫秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。
[0038]除了上述蓄電池過(guò)放電保護(hù)外，本實(shí)用新型亦可實(shí)現(xiàn)過(guò)充電保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)，工作原理分別如下:
[0039]過(guò)充電保護(hù)
[0040]鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充電過(guò)程，電壓會(huì)上升到4.2V (根據(jù)正極材料不同，有的電池要求恒壓值為4.1V)，轉(zhuǎn)為恒壓充電，直至電流越來(lái)越小。
[0041]蓄電池BT在被充電過(guò)程中，如果充電器電路失去控制，會(huì)使電池電壓超過(guò)4.2V后繼續(xù)恒流充電,此時(shí)電池電壓仍會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)電池電壓被充電至超過(guò)4.3V時(shí)，電池的化學(xué)副反應(yīng)將加劇，會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題。
[0042]在帶有保護(hù)電路的電池中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓達(dá)到4.28V (該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時(shí)，其“Co”引腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使金氧半?chǎng)效晶體管V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使充電器無(wú)法再對(duì)蓄電池BT進(jìn)行充電，起到過(guò)充電保護(hù)作用。而此時(shí)由于二極管D2的存在，蓄電池BT可以通過(guò)該二極管對(duì)外部負(fù)載進(jìn)行放電。
[0043]在控制IC檢測(cè)到電池電壓超過(guò)4.28V至發(fā)出關(guān)斷金氧半場(chǎng)效晶體管V2信號(hào)之間，還有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短由電容C3決定，通常設(shè)為I秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。
[0044]過(guò)電流保護(hù)
[0045]由于鋰離子電池的化學(xué)特性，電池生產(chǎn)廠家規(guī)定了其放電電流最大不能超過(guò)2C(C=電池容量/小時(shí))，當(dāng)電池超過(guò)2C電流放電時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致電池的永久性損壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題。
[0046]蓄電池BT在對(duì)負(fù)載正常放電過(guò)程中，放電電流在經(jīng)過(guò)串聯(lián)的2個(gè)金氧半場(chǎng)效晶體管時(shí)，由于金氧半場(chǎng)效晶體管的導(dǎo)通阻抗，會(huì)在其兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓值U=I*RDS*2RDS為單個(gè)金氧半場(chǎng)效晶體管導(dǎo)通阻抗，控制IC上的“V-”引腳對(duì)該電壓值進(jìn)行檢測(cè)，若負(fù)載因某種原因?qū)е庐惓?，使回路電流增大，?dāng)回路電流大到使U>0.1V (該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時(shí)，其“Do”引腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海菇鹧醢雸?chǎng)效晶體管Vl由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使回路中電流為零，起到過(guò)電流保護(hù)作用。
[0047]在控制IC檢測(cè)到過(guò)電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷金氧半場(chǎng)效晶體管Vl信號(hào)之間，也有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短由電容C3決定，通常為13毫秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，其特征在于:包括蓄電池81、電容01、電容02、電容03、金氧半場(chǎng)效晶體管V1、金氧半場(chǎng)效晶體管V〗、二極管01、二極管02以及型號(hào)為85421的控制10，其中: 電容連接蓄電池81，控制X引腳700連接在與蓄電池81之間； 電容02 —端接蓄電池81，另一端接控制X引腳乂- ； 電容03 —端接蓄電池81，另一端接控制X引腳以； 金氧半場(chǎng)效晶體管VI同時(shí)接蓄電池81、控制X引腳00以及金氧半場(chǎng)效晶體管乂2 ； 金氧半場(chǎng)效晶體管乂2接控制X引腳(? ； 二極管01與金氧半場(chǎng)效晶體管VI并聯(lián)； 二極管02與金氧半場(chǎng)效晶體管乂2并聯(lián)； 控制X引腳接蓄電池8丁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，其特征在于:所述金氧半場(chǎng)效晶體管71^2的型號(hào)均為319926。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，其特征在于:還包括一端接蓄電池81、另一端接電容01的電阻尺1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，其特征在于:還包括一端接控制X引腳另一端接蓄電池81的電阻尺2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋰電池低電壓保護(hù)電路，其特征在于:還包括與蓄電池81連接的保險(xiǎn)絲冊(cè)32。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK204258279SQ201420798607
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】朱碧芳 申請(qǐng)人:溫州凱唐電子科技有限公司