本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段，利用電能作為動(dòng)力來(lái)源的產(chǎn)品越來(lái)越多，例如，終端、電動(dòng)汽車等。技術(shù)的進(jìn)步使得產(chǎn)品具備的功能變的多樣化，使得耗電量也隨之增加。由于電池的額定容量是固定的，所以為電池充電的頻率也會(huì)隨之增大，因此，提高充電速度成為需要解決的一個(gè)問(wèn)題。

提高充電速度的方式有多種，例如，提高充電電流、提高充電電壓等。當(dāng)使用較大的充電電流或者充電電壓為電池進(jìn)行充電時(shí)，使用外部的充電器輸入電能時(shí)，電池的溫度會(huì)升高，當(dāng)電池的溫度超過(guò)電池承受的溫度時(shí)，需要停止進(jìn)行充電。

但是現(xiàn)有技術(shù)中，缺少一種過(guò)壓保護(hù)的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)及方法，提供一種對(duì)電池的過(guò)壓保護(hù)方案，在電池接收到的電壓超過(guò)電池能承受的電壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)導(dǎo)通電路，提高電池的安全性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，包括：

電源；

電池，所述電池的負(fù)極與所述電源的負(fù)極連接；

第一正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻，所述PTC熱敏電阻的第一端連接電源的正極，所述PTC熱敏電阻的第二端連接電池的正極，所述PTC熱敏電阻的第三端接地。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：第一保護(hù)芯片、第一金屬-氧化物-半導(dǎo)體MOS管；

所述第一保護(hù)芯片包括：第一數(shù)字正電源端Vdd管腳、第一進(jìn)位輸出端Cout管腳和第一電壓檢測(cè)V-管腳；

所述第一MOS管包括柵極、源極和漏極；

所述第一Vdd管腳與所述電池的正極，所述第一Cout管腳與所述第一MOS管的柵極連接，所述第一V-管腳與所述電源的負(fù)極連接；

所述第一MOS管的源極接地，所述第一MOS管的漏極與所述PTC熱敏電阻的第三端連接。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：第一電阻；

所述第一電阻的第一端與所述第一Cout管腳連接，第二端與所述第一MOS管的柵極連接。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：第二電阻和第一電容；

所述第二電阻的一端與所述電池的正極連接，另一端分別與所述第一Vdd管腳和第一電容的一端連接；

所述第一電容的另一端連接所述電池的負(fù)極。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：第三電阻；

所述第三電阻的一端與所述第一V-管腳連接，另一端與所述電源的負(fù)極連接。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：第二電容；

所述第二電容一端與所述第一電阻的第二端連接，還與所述第一MOS管的柵極連接；所述第二電容的另一端接地。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：第四電阻；

所述第四電阻一端與所述第一電阻的第二端連接，還與所述第一MOS管的柵極連接；所述第四電阻的另一端接地。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：二極管；

所述二極管的陽(yáng)極與所述第一MOS管的漏極連接，所述二極管的陰極與所述PTC熱敏電阻的第三端連接。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：第二保護(hù)芯片、第二MOS管、第三MOS管、第三電容、第五電阻和第六電阻；

所述第二保護(hù)芯片包括：第二Vdd管腳、第二Cout管腳、數(shù)據(jù)輸出Dout管腳和第二V-管腳；

所述第五電阻的一端和所述電池的正極連接，另一端分別連接所述第二Vdd管腳與第三電容的一端；

所述第三電容的另一端與所述第二MOS管的源極連接；

所述第三電容的另一端接地；

所述Dout管腳與所述第二MOS管的柵極連接；

所述第二MOS管的漏極與所述第三MOS管的漏極連接；

所述第二Cout管腳與所述第三MOS管的柵極連接；

所述第六電阻的一端連接所述第二V-管腳；

所述第三MOS管的源極與所述第六電阻的另一端均接地。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種過(guò)壓保護(hù)方法，應(yīng)用于如上過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)中，包括：

第一保護(hù)芯片檢測(cè)到電池處于充電狀態(tài)時(shí)，所述第一保護(hù)芯片檢測(cè)所述電池的電壓；

若所述第一保護(hù)芯片檢測(cè)到電池的電壓大于電池電壓閾值時(shí)，所述第一保護(hù)芯片向MOS管發(fā)送電壓信號(hào)；

所述MOS管根據(jù)所述電壓信號(hào)導(dǎo)通，使得PTC熱敏電阻根據(jù)所述電池的電壓以及所述MOS管導(dǎo)通后的接地電壓而使得內(nèi)阻升高，降低過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)電路中的電流。

本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)及方法，利用有三個(gè)連接端的PTC熱敏電阻，其自身電壓過(guò)大時(shí)，溫度升高，隨著溫度升高，內(nèi)阻呈階躍性增大的特性，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到電池接收到的電壓超過(guò)電池能承受的電壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)中的電路導(dǎo)通并開(kāi)始工作，從而該電路中的PTC熱敏電阻的阻值升高，電路中的電流大幅度減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，提高了電池的安全性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)方法的實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實(shí)施例和所附權(quán)利要求書(shū)中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，可以包括：電源、電池、第一PTC(Positive Temperature Coefficient，正溫度系數(shù))熱敏電阻PTC1、第一保護(hù)芯片U1、第一MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬-氧化物-半導(dǎo)體)管Q1。

如圖1所示，電源包括電源的正極P+和電源的負(fù)極P-，電源用于在電池需要充電時(shí)為電池提供電能，在本發(fā)明實(shí)施例中，電源的正極P+和電源的負(fù)極P-可以用于表示連接外部充電器的觸點(diǎn)，也可以表示充電器。

如圖1所示，PTC熱敏電阻PTC1具有三個(gè)連接端，在本發(fā)明實(shí)施例中，PTC熱敏電阻PTC1用于在電池接收到的電壓超過(guò)電池能承受的電壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)中的電路導(dǎo)通，PTC熱敏電阻的阻值升高，電路中的電流大幅度減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)。

如圖1所示，第一保護(hù)芯片U1包括三個(gè)管腳，分別是第一Vdd(數(shù)字正電源端)管腳、第一Cout(進(jìn)位輸出端)管腳和第一V-(電壓檢測(cè))管腳，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一保護(hù)芯片U1用于檢測(cè)電池的狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如，電壓、電流等，以及傳輸電路的數(shù)據(jù)、例如電壓、電流等。第一MOS管Q1包括柵極、源極和漏極。其中，第一Vdd管腳用于檢測(cè)電池的電壓、第一Cout管腳用于傳輸電路中的電壓和第一V-管腳用于檢測(cè)電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)。

如圖1所示，電池的負(fù)極與電源的負(fù)極連接，PTC熱敏電阻PTC1的第一端連接電源的正極，PTC熱敏電阻PTC1的第二端連接電池的正極，PTC熱敏電阻PTC1的第三端接地。第一Vdd管腳與電池的正極，第一Cout管腳與MOS管的柵極連接，第一V-管腳與電源的負(fù)極連接；MOS管的源極接地，MOS管的漏極與PTC熱敏電阻的第三端連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，利用有三個(gè)連接端的PTC熱敏電阻PTC1，其自身具有隨著溫度升高，內(nèi)阻呈階躍性增大的特性，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到電池接收到的電壓超過(guò)電池能承受的電壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)中的電路導(dǎo)通并開(kāi)始工作，從而該電路中的PTC熱敏電阻的阻值升高，電路中的電流大幅度減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，提高電池的安全性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)的電路，缺少一種可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)的問(wèn)題。

上述過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的工作原理如下：

當(dāng)?shù)谝籚-管腳檢測(cè)到電池處于充電狀態(tài)時(shí)，第一Vdd管腳檢測(cè)電池的電壓，當(dāng)?shù)谝籚dd管腳檢測(cè)到電池的電壓大于電池可以承受的電壓時(shí)，第一Cout管腳將電路中的電壓傳遞至第一MOS管Q1的柵極，因?yàn)榈谝籑OS管Q1的源極接地，因此當(dāng)?shù)谝籑OS管Q1的柵極和源極之間的電壓差值大于0，第一MOS管Q1導(dǎo)通。由于第一MOS管Q1的源極接地，在第一MOS管Q1導(dǎo)通后，使得PTC熱敏電阻PTC1的第三端接地，PTC熱敏電阻PTC1的第一端連接電源的正極，使得PTC熱敏電阻PTC1的第一端的電壓高于PTC熱敏電阻PTC1的第三端的電壓，PTC熱敏電阻PTC1在高電壓的狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生熱量，使得PTC熱敏電阻PTC1的內(nèi)阻呈現(xiàn)階躍性的升高，從而阻斷了電源繼續(xù)輸入較高的電壓。并且PTC熱敏電阻PTC1的作用下，與電池連接的電路中電流逐漸減小，電池接收到的電流也在逐漸減小，從而保護(hù)了電池的安全。

當(dāng)電源繼續(xù)輸入的電壓恢復(fù)正常時(shí)，PTC熱敏電阻PTC1內(nèi)部溫度逐漸降低，阻值恢復(fù)正常，使得過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)回到初始工作狀態(tài)。

為了進(jìn)一步地加強(qiáng)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，還可以包括：第一電阻R1。

第一電阻R1的第一端與第一Cout管腳連接，第二端與MOS管Q1的柵極連接。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一電阻R1起到分壓的作用，當(dāng)電源提供的電壓過(guò)大時(shí)，使得第一Cout管腳輸出的電壓經(jīng)過(guò)第一電阻R1的分壓作用下，使得第一MOS管Q1的柵極電壓減小，保護(hù)第一MOS管，延長(zhǎng)第一MOS管的使用壽命。

為了進(jìn)一步地加強(qiáng)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，還可以包括：第二電阻R2和第一電容C1。第二電阻R2的一端與電池的正極連接，另一端分別與第一Vdd管腳和第一電容C1的一端連接；第一電容C1的另一端連接電池的負(fù)極。第二電阻R2起到分壓的作用，用于防止當(dāng)電源提供的電壓過(guò)大時(shí)，將過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)中的器件造成損壞。第一電容C1具有濾波的作用，使得過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)在啟動(dòng)保護(hù)時(shí)，能夠保持一個(gè)穩(wěn)定的電壓。

為了進(jìn)一步地加強(qiáng)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，還可以包括：第三電阻R3。第三電阻R3的一端與第一V-管腳連接，另一端與電源的負(fù)極連接。第三電阻R3與第一V-管腳連接，起到分壓的作用，防止過(guò)大的電壓將第一V-管腳造成損壞。

為了進(jìn)一步地加強(qiáng)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，還包括：第二電容C2。第二電容C2一端與第一電阻R1的第二端連接，還與第一MOS管Q1的柵極連接；第二電容C2的另一端接地。第二電容C2具有濾波的作用，使得過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)在啟動(dòng)保護(hù)時(shí)，第一MOS管Q1的柵極與源極之間能夠保持一個(gè)穩(wěn)定的電壓。

為了進(jìn)一步地加強(qiáng)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，還包括：第四電阻R4。第四電阻R4一端與第一電阻R1的第二端連接，還與第一MOS管Q1的柵極連接；第四電阻R4的另一端接地。

為了進(jìn)一步地加強(qiáng)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，還包括：二極管D1。二極管D1的陽(yáng)極與第一MOS管Q1的漏極連接，二極管D1的陰極與PTC熱敏電阻PTC1的第三端連接。在本發(fā)明實(shí)施例中，利用二極管D1的單向?qū)ㄐ裕乐惯^(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)因內(nèi)部誤操作，而使得PTC熱敏電阻PTC1內(nèi)阻升高。

實(shí)施例二

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，在圖1所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，還可以包括：第二保護(hù)芯片U2、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第三電容C3、第五電阻R5和第六電阻R6。

其中，第二保護(hù)芯片U2包括：第二Vdd管腳、第二Cout管腳、數(shù)據(jù)輸出Dout管腳和第二V-管腳；

第五電阻R5的一端和電池的正極連接，另一端分別連接第二Vdd管腳與第三電容C3的一端；

第三電容C3的另一端與第二MOS管Q2的源極連接；

第三電容C3的另一端接地；

Dout管腳與第二MOS管Q2的柵極連接；

第二MOS管Q2的漏極與第三MOS管Q3的漏極連接；

第二Cout管腳與第三MOS管Q3的柵極連接；

第六電阻R6的一端連接第二V-管腳；

第三MOS管Q3的源極與第六電阻R6的另一端接地。

本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，在圖1所示的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還具有過(guò)溫和過(guò)電流保護(hù)的作用。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種電池，如終端中的電池、電動(dòng)汽車中的電池等。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的終端可以包括但不限于個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer，PC)、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、無(wú)線手持設(shè)備、平板電腦(Tablet Computer)、手機(jī)、MP3播放器、MP4播放器等。

實(shí)施例三

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)方法的實(shí)施例的流程圖，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)壓保護(hù)方法可以應(yīng)用于圖1或圖2中所示的過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)中，具體可以包括如下步驟：

301、第一保護(hù)芯片檢測(cè)到電池處于充電狀態(tài)時(shí)，第一保護(hù)芯片檢測(cè)電池的電壓。

302、若第一保護(hù)芯片檢測(cè)到電池的電壓大于電池電壓閾值時(shí)，第一保護(hù)芯片向MOS管發(fā)送電壓信號(hào)。

303、MOS管根據(jù)電壓信號(hào)導(dǎo)通，使得PTC熱敏電阻根據(jù)電池的電壓以及MOS管導(dǎo)通后的接地電壓而使得內(nèi)阻升高，降低過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)電路中的電流。

本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)方法，利用當(dāng)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)中電池的電壓大于電壓閾值時(shí)，MOS管導(dǎo)通，進(jìn)而使得有三個(gè)連接端的PTC熱敏電阻其自身電壓過(guò)大的狀態(tài)下，溫度升高，隨著溫度升高，內(nèi)阻呈階躍性增大的特性，從而該電路中的PTC熱敏電阻的阻值升高，電路中的電流大幅度減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，提高了電池的安全性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。