[实用新型]锂电池电芯保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于电动产品的锂电池电芯的保护电路。

背景技术

电动产品为了方便操作，对安全性与便携性有着诸多的要求，尤其是在电池方面。锂电池具有体积小、容量大、无记忆性、放电倍率高等特点，广泛应用于电动产品中。

电动产品具有工作电流及开机瞬间电流比较大的特点，需要线路能够调整放电过流保护及短路保护的电流大小及其延时，同时保护之后又可以迅速恢复放电状态。为了适应电动产品的以上特性，电动产品电池的充电安全性也非常重要，需要对其提供过充电压保护，同时充电时禁止放电，特殊情况下还要求有禁止充电保护，本实用新型线路就是因此而设计的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适合于电动产品使用、具有完善保护功能的锂电池电芯的保护电路。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种锂电池电芯保护电路，包括充电保护单元及放电保护单元，所述充电保护单元包括过充保护电路、充电禁止放电电路和充电开关管，所述放电保护单元包括放电过流保护电路、短路保护电路和放电开关管；其特征在于：所述充电开关管连接于充电端子正极与电芯电路正极之间；放电开关管连接于电芯电路负极与负极放电端子之间；所述过充保护电路输入端与充电端子正极连接，输出端与充电开关管控制端连接；电芯电路负极与充电端子负极连接；放电过流保护电路、短路保护电路输入端均与放电端子负极连接，输出端与放电开关管控制端连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：其巧妙地利用了一个两节电池保护IC及与该IC相关联的二极管、三极管及阻容元件、一个N沟道的MOS管实现电池电芯的全面保护，适应了电动产品对电池性能的高要求；且所述电路中各元件多次复用实现多种功能，结构简洁、可靠性高、成本低。

附图说明

图1为本实用新型所述电芯保护电路实施例原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

本实用新型所揭示的锂电池电芯保护电路，包括充电保护单元及放电保护单元，还包括禁止充电/禁止放电电路。其中，充电保护单元包括过充保护电路、充电禁止放电电路和充电开关管，充电开关管连接于充电端子正极与电芯电路正极之间；放电保护单元包括放电过流保护电路、短路保护电路和放电开关管，放电开关管连接于电芯电路负极与负极放电端子之间。

具体实施例电路如图1所示，该电路具有过充电压保护、过放电压保护、放电过流保护和短路保护功能，并且具有充电时禁止放电，放电保护后一旦情况解除可快速恢复放电功能。其具体工作原理如下：

1、过充电压保护功能

过充保护电路包括集成芯片U1、开关三极管Q7、驱动电阻R5及电容C8。充电时，电路中端子C+接充电电源正极，端子C-接充电电源负极，集成芯片U1 CO端输出高电平，经电阻R5、电容C8控制三极管Q7导通， 进而充电开关管Q1导通，电源经充电开关管Q1、充电二极管D1对锂离子电芯进行正常充电。当锂离子电池电压充电达到过充保护阀值时，集成芯片U1 CO端输出低电平，经电阻R5、电容C8控制三极管Q7截止，进而使充电开关管Q1截止切断充电回路，从而实现过充电压保护功能。

2．充电时则禁止放电功能

充电禁止放电电路包括驱动电阻R20、二极管D5及三极管Q9，充电电压经驱动电阻R20、二极管D5使三极管Q9导通，进而使放电开关管Q11截止切断放电回路，实现充电禁止放电功能。

3.放电过流保护功能

放电过流保护电路包括集成芯片U1、场效应管Q10及电容C4、C5。放电时，由于外界负载原因，可能产生较大的放电电流，会对电芯线路造成损坏，需要对其保护。当放电允许开关S1接通时，三极管Q3、Q4导通，大电流经过放电开关管Q11，会在Q11上产生压降，该电压同时由P-经电阻R16、场效应管Q10、电阻R13对电容C4、C5充电，当电容C4、C5两端电压达到芯片U1的过流检测端VM的过流检测电压以上时，芯片U1经过内部电路功能，由放电控制端DO输出低电平。由于放电开关管Q11的栅极通过电阻R12、三极管Q3与U1的DO端相联，则Q11截止，关闭放电回路，实现了放电过流保护功能。

其中，放电过流保护阈值的大小可以通过调整电阻R11与R13的比值来实现，放电过流保护延时时间的长短可以通过调整电容C4、C5的容值来实现。

4．短路保护功能