本實(shí)用新型涉及電子安全領(lǐng)域，特別涉及一種電池反接防漏電流電路。

背景技術(shù)：

二次電池在分容工序中。若電池由于機(jī)器或人為原因被反向放置在充放電夾具上時(shí)，有可能會(huì)產(chǎn)生漏電流。這可能造成電池過(guò)放損壞或設(shè)備元件損壞，某些情況下甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

目前的防反接電路，一般是通過(guò)直接連接二極管或場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)電路進(jìn)行反接截止控制，但是二極管的導(dǎo)通壓降較大，功率損耗大，效率低；而場(chǎng)效應(yīng)管的防反接電路一般是通過(guò)信號(hào)控制端控制器柵極和源極的電壓從而控制器截止，場(chǎng)效應(yīng)管的截止功能受限于其開(kāi)啟電壓，其是否能夠完全切斷漏電流取決于其閾值電壓V_GSTH的高低。需保證場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和源極之間的電壓低于其開(kāi)啟電壓，這種方式對(duì)電器的依賴(lài)性強(qiáng)，當(dāng)設(shè)備處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，若電池電壓較高，達(dá)到場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)啟電壓時(shí)，容易產(chǎn)生漏電流，不具備通用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決上述問(wèn)題，而提供一種在設(shè)備關(guān)機(jī)時(shí)依然有效切斷漏電回路的電池反接防漏電流電路。

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種電池反接防漏電流電路，包括為充放電回路供電的電池，所述充放電回路和電池之間連接第一MOS管Q3，第一MOS管Q3的源極連接電池正極、漏極連接充放電回路、柵極通過(guò)小信號(hào)開(kāi)關(guān)連接電池正極，小信號(hào)開(kāi)關(guān)接入電池兩端并受電池極性控制導(dǎo)通。

通過(guò)接入受電池極性控制的小信號(hào)開(kāi)關(guān)，如反向連接小信號(hào)開(kāi)關(guān)，在電池正接和設(shè)備開(kāi)啟時(shí)不起作用，而在電池反接時(shí)，利用電池本身的電壓，對(duì)小信號(hào)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，從而將第一MOS管Q3的柵極和源極之間的電壓控制到較低的范圍，保證該較低范圍的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于絕大多數(shù)MOS器件的最低開(kāi)啟電壓，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、有效保證防止反接時(shí)的漏電流情況，在設(shè)備關(guān)機(jī)、硬件不受控制的情況下也同樣有效。

優(yōu)選的，所述小信號(hào)開(kāi)關(guān)為三極管Q1，所述三極管Q1的集電極連接第一MOS管Q3的柵極，發(fā)射極連接電池正極，基極連接電池負(fù)極。三極管Q1在電池正接時(shí)反向偏置關(guān)斷，所在支路不會(huì)對(duì)主回路產(chǎn)生影響，而當(dāng)電池反接時(shí)，則利用三極管Q1的屬性，簡(jiǎn)單高效地控制第一MOS管Q3截止，確保反接漏電流性能的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述三極管Q1為NPN型三極管?？筛鶕?jù)電路連接屬性，選擇NPN型三極管或PNP型三極管反向連接于電源兩側(cè)，本申請(qǐng)優(yōu)選NPN型三極管，對(duì)電路控制更加簡(jiǎn)易。

優(yōu)選的，所述電池正極和三極管Q1的發(fā)射極之間反向連接二極管D1。加設(shè)二極管D1，對(duì)三極管Q1起到保護(hù)作用，防止三極管Q1被反向擊穿，電路安全性更高。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述二極管D1為肖特基二極管。采用壓降較小的肖特基二極管，從而在反接時(shí)將第一MOS管Q3的柵極和源極之間的電壓控制到最低的范圍。

優(yōu)選的，所述三極管Q1的基極通過(guò)第一電阻R1連接電池負(fù)極。對(duì)連接到電池兩端的三極管Q1起到限流作用。

優(yōu)選的，所述第一MOS管Q3的柵極和源極并聯(lián)第二MOS管Q2的柵極和源極，第一MOS管Q3的源極通過(guò)第二MOS管Q2的源極和漏極連接電池正極。通過(guò)第二MOS管Q2，防止當(dāng)電池正接時(shí)電池漏電流的情況。

優(yōu)選的，所述第一MOS管Q3的柵極和源極之間還并聯(lián)第有三電阻R3，第一MOS管的柵極和第二MOS管的柵極與信號(hào)控制端之間串聯(lián)第二電阻R2，起到保護(hù)MOS管及外部控制電路的作用。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一MOS管Q3和第二MOS管Q2為N型寄生MOS管。在本申請(qǐng)的設(shè)計(jì)原理上，可采用N型寄生MOS管或P型寄生MOS管，選擇P型寄生MOS管時(shí)，將MOS管放在電池負(fù)極端，NPN三極管基極接電池正極，二極管負(fù)極接電池負(fù)極即可。本申請(qǐng)根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，優(yōu)選N型寄生MOS管，使得控制更加簡(jiǎn)單高效。

優(yōu)選的，所述小信號(hào)開(kāi)關(guān)為繼電器、光MOS繼電器或光電耦合器。從而達(dá)到利用電池自身電壓對(duì)電路的漏電流情況進(jìn)行控制的效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供一種電池反接防漏電流電路，利用電池自身的電壓對(duì)小信號(hào)開(kāi)關(guān)的通斷進(jìn)行控制，從而有效切斷反向放置電池的漏電回路，在設(shè)備關(guān)機(jī)，硬件不受控制的情況下也同樣有效。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效果好。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1電路圖正接狀態(tài)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例1電路圖反接狀態(tài)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例2電路圖正接狀態(tài)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例2電路圖反接狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

下列實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步解釋和補(bǔ)充，對(duì)本實(shí)用新型不構(gòu)成任何限制。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種電池反接防漏電流電路，包括充放電回路和為充放電回路供電的電池，電池和充放電回路之間連接第一MOS管Q3，第一MOS管Q3為N型寄生MOS管，第一MOS管Q3的源極連接電池正極，漏極連接充放電回路，柵極通過(guò)小信號(hào)開(kāi)關(guān)連接電池正極，小信號(hào)開(kāi)關(guān)反向連接于電池的正負(fù)極兩端，受電池的極性控制。當(dāng)電池正接時(shí)，反向連接的小信號(hào)開(kāi)關(guān)截止，第一MOS管Q3的柵極作為信號(hào)控制端，系統(tǒng)對(duì)第一MOS管Q3的柵極施加控制電平，對(duì)第一MOS管Q3進(jìn)行導(dǎo)通控制，電池正常對(duì)充放電回路進(jìn)行供電，反接防漏電流電路不會(huì)的對(duì)主回路產(chǎn)生影響，而在設(shè)備關(guān)閉時(shí)，第一MOS管Q3由于寄生二極管的存在被短路而不起作用；如圖2所示，當(dāng)電池反接時(shí)，小信號(hào)開(kāi)關(guān)正向?qū)?，并將第一MOS管Q3的柵極下拉至反接電池的負(fù)極，此時(shí)，第一MOS管Q3柵極和源極之間的電壓V_GS等于小信號(hào)開(kāi)關(guān)連接于電源負(fù)極和第一MOS管Q3柵極的兩端的電壓，而小信號(hào)開(kāi)關(guān)一般采用三極管、繼電器等，只需要保證小信號(hào)開(kāi)關(guān)的壓降小于第一MOS管Q3的開(kāi)啟電壓，通過(guò)小信號(hào)開(kāi)關(guān)控制主回路的大功率開(kāi)關(guān)第一MOS管Q3，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，保證了反接的防漏電流，成本低且能耗極低。

實(shí)施例2

如圖3所示，本實(shí)施例的小信號(hào)開(kāi)關(guān)采用NPN型三極管Q1，三極管Q1的集電極連接第一MOS管Q3的柵極，發(fā)射極連接二極管D1的陽(yáng)極，二極管D1的陰極連接電池正極，三極管Q1的基極通過(guò)第一電阻R1連接電源負(fù)極，其中，二極管D1為肖特基二極管；第一MOS管Q3的柵極和源極之間還并聯(lián)第二MOS管Q2的柵極和源極，第一MOS管Q3的源極通過(guò)第二MOS管Q2的源極和漏極連接電池正極。第一MOS管Q3的柵極和源極還并聯(lián)第三電阻R3，第一MOS管Q3的柵極和第二MOS管Q2的柵極還通過(guò)第二電阻R2連接信號(hào)控制端。第二MOS管Q2的漏極和源極的連接方向與第一MOS管Q3相反，用于防止電池正接時(shí)設(shè)備關(guān)機(jī)后的漏電流情況，在設(shè)備上電可控的狀態(tài)下，信號(hào)控制端通過(guò)發(fā)送CTRL信號(hào)可打開(kāi)或關(guān)閉第一MOS管Q3和第二MOS管Q2。

當(dāng)電池正接時(shí)，三極管Q1的BE極反向偏置截止，二極管D1也是反向截?cái)?，同時(shí)二極管D1起到當(dāng)三極管Q1的V_BEO＞V_battery時(shí)保護(hù)三極管Q1的作用，防止BE極擊穿，對(duì)于V_BEO＞V_battery的器件D1也可取消。三極管Q1不對(duì)正接主回路產(chǎn)生影響。此時(shí)若設(shè)備開(kāi)啟，則通過(guò)信號(hào)控制端根據(jù)電路需要對(duì)第一MOS管Q3和第二MOS管Q2進(jìn)行關(guān)斷控制，若設(shè)備處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，信號(hào)控制端電壓為0，此時(shí)第二MOS管Q2的源極和漏極均為正電壓，柵極電壓為0，從而第二MOS管Q2關(guān)斷達(dá)到電池正接時(shí)的漏電流情況。

當(dāng)電池反接時(shí)，三極管Q1的BE極正偏導(dǎo)通，從而將第一MOS管Q3的柵極和第二MOS管Q2的柵極電壓下拉至反接電池的負(fù)極，此時(shí)，第一MOS管Q3的柵極和源極之間的電壓V_GS＝V_CE+V_D1，而一般情況下，三極管的集電極和發(fā)射極之間的壓降V_CE＜0.2V，由于二極管D1為肖特基二極管，故其的壓降V_D1≈0.3V，所以，V_GS＜0.5V。這低于絕大多數(shù)MOS器件的最低開(kāi)啟電壓。該電路可保證第二MOS管Q2和第一MOS管Q3的關(guān)斷，防止漏電流產(chǎn)生。另外，由于三極管Q1的B極限流電阻很大，其通過(guò)電流I_B非常小，其對(duì)電池的影響基本可忽略不計(jì)。

以上為本實(shí)用新型的其中具體實(shí)現(xiàn)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(zhuān)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(lái)說(shuō)，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)，這些顯而易見(jiàn)的替換形式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。