電池組放電保護電路及裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池組放電保護電路及裝置，該電池組放電保護電路包括放電控制模塊、按鍵開關模塊、電壓比較模塊、取樣負載、第一偏置負載、第二偏置負載和過流保護開關。本實用新型的電池組放電保護電路及裝置，通過電壓比較模塊的第一輸入端對其放電輸出端進行電壓檢測，將檢測到的電壓與0V比較，輸出相應的電平控制整個電路保持導通或關斷，在電池組過流輸出或短路輸出時，電壓比較模塊的第一輸入端的電壓小于0V，則電壓比較模塊輸出相應的電平信號控制過流保護開關導通，進而將放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端電平拉低，使放電控制模塊斷開，電池組切斷放電，避免電池組因過流放電和短路而損壞，提高了電池組的使用壽命。
【專利說明】電池組放電保護電路及裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池放電保護【技術領域】，特別涉及一種電池組放電保護電路及裝置。
【背景技術】
[0002]目前，絕大部分的電子設備和電器的供電都采用可重復充電使用的二次電池，俗稱充電電池或蓄電池。該類電池很多，有鉛酸電池，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰離子電池和鋰聚合物電池等，它們的特性各不相同，但共同的特性是能夠反復充放電使用數(shù)百次到一千次。
[0003]該類電池在放電過程中存在過流放電和短路的情況發(fā)生，該類電池長時間過流輸出放電時，會使電池內(nèi)部發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變，輕者對電池的壽命有影響，重者可能引起安全事故。尤其是在短路時，極易引起安全事故。
[0004]因此，本實用新型提供一種電池組放電保護電路及裝置，以在電池的過流放電和短路情況時對電池組和整個放電電路進行保護。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的主要目的為提供一種提高電池使用壽命和安全的電池組放電保護電路及裝置。
[0006]本實用新型提出一種電池組放電保護電路，包括放電控制模塊、按鍵開關模塊、電壓比較模塊、取樣負載、第一偏置負載、第二偏置負載和過流保護開關，所述放電控制模塊設有輸入端、輸出端和觸發(fā)鎖定端，所述按鍵開關模塊設有高電平輸入端、低電平輸入端和輸出端，所述電壓比較模塊包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述過流保護開關包括第一導通端、第二導通端和觸發(fā)端，其中:
[0007]所述放電控制模塊的輸入端連接所述電池組的正極，所述放電控制模塊的輸出端為放電輸出端，所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端分別連接所述按鍵開關模塊的輸出端和所述過流保護開關的第一導通端；
[0008]所述按鍵開關模塊的高電平輸入端連接所述電池組的正極，所述按鍵開關模塊的低電平輸入端接地；
[0009]所述放電控制模塊的輸出端依次經(jīng)所述第一偏置負載和第二偏置負載連接至所述電池組的負極，所述電池組的負極經(jīng)所述取樣負載接地；
[0010]所述電壓比較模塊的第一輸入端經(jīng)所述第一偏置負載連接所述放電控制模塊的輸出端，所述電壓比較模塊的第二輸入端接地，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述過流保護開關的觸發(fā)端；所述過流保護開關的第二導通端接地；
[0011]所述放電輸出端的電流超過預設電流值時，所述電壓比較模塊的第一輸入端的電壓小于0V，所述電壓比較模塊輸出相應的電平信號控制所述過流保護開關導通，所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端接地，所述放電控制模塊斷開，所述電池組切斷放電。
[0012]優(yōu)選地，還包括連接于所述電壓比較模塊的第一輸入端和第一偏置負載之間的濾波模塊；
[0013]所述濾波模塊包括濾波電阻和濾波電容，所述電壓比較模塊的第一輸入端依次經(jīng)所述濾波電阻和第一偏置負載連接至所述放電控制模塊的輸出端，所述電壓比較模塊的第一輸入端還經(jīng)所述濾波電容接地。
[0014]優(yōu)選地，所述按鍵開關模塊包括開啟按鍵開關和關閉按鍵開關；所述開啟按鍵開關的第一端連接所述電池組的正極，所述開啟按鍵開關的第二端連接所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端；所述關閉按鍵開關的第一端接地，所述關閉按鍵開關的第二端連接所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端。
[0015]優(yōu)選地，所述電池組至少包括由其正極開始依次連接的第一節(jié)電池和最后一節(jié)電池；所述放電控制模塊包括放電開關、通斷鎖定開關、多個保護開關和多個檢測模塊，所述檢測模塊與電池組的電池一一對應，所述檢測模塊與保護開關一一對應；所述通斷鎖定開關包括第一導通端、第二導通端和觸發(fā)端，所述檢測模塊設有檢測端、輸入端和輸出端，所述放電開關及保護開關包括輸入端、輸出端和觸發(fā)端，其中:
[0016]所述保護開關的輸入端與其對應的電池的正極連接，所述保護開關的輸出端與其對應的檢測模塊的檢測端連接；所述電池組的輸出端經(jīng)所述放電開關放電輸出；
[0017]所述通斷鎖定開關的第一導通端分別連接所述放電開關及各個保護開關的觸發(fā)端，控制所述放電開關及各個保護開關的導通和截止；所述通斷鎖定開關的第二導通端接地，所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端為所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端，所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端經(jīng)一電阻接地；
[0018]各個檢測模塊依次電連接，從與所述第一節(jié)電池對應的檢測模塊開始，前一個檢測模塊的輸出端連接下一個檢測模塊的輸入端，所述最后一節(jié)電池對應的檢測模塊的輸出端與所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端連接；各個檢測模塊用于檢測其檢測端的電壓大小，并在任一個檢測端的電壓小于電壓閾值時，斷開其檢測模塊的輸出端。
[0019]優(yōu)選地，所述檢測模塊包括電壓測量子模塊、光電耦合器和限流電阻，所述電壓測量子模塊設有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中:
[0020]所有光電耦合器的初級輸入端并聯(lián)，并與所述第一節(jié)電池對應的檢測模塊的檢測端連接，各個光電耦合器的初級輸出端通過限流電阻連接其對應的電壓測量子模塊的第二輸入端，所有光電耦合器的次級串聯(lián)連接；與所述第一節(jié)電池對應的檢測模塊的光電耦合器的次級輸入端連接其初級輸入端，所述最后一節(jié)電池對應的檢測模塊的光電耦合器的次級輸出端連接所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端；
[0021]所述電壓測量子模塊的第一輸入端與其檢測模塊的檢測端連接；各個電壓測量子模塊依次電連接，前一個電壓測量子模塊的輸出端連接下一個電壓測量子模塊的第一輸入端；所述最后一節(jié)電池對應的檢測模塊的測量子模塊的輸出端接地。
[0022]優(yōu)選地，所述電壓測量子模塊包括第一電阻、第二電阻和三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片，其中:
[0023]所述第一電阻的一端與所述第一輸入端連接，另一端分別連接所述第二電阻的一端和所述三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片的檢測極；所述第二電阻的另一端連接所述電壓測量子模塊的輸出端；所述三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片的陽極經(jīng)所述限流電阻連接所述光電耦合器的初級輸出端，所述三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片的陰極與所述第二電阻的另一端連接。
[0024]優(yōu)選地，所述通斷鎖定開關為NMOS管，所述通斷鎖定開關的第一導通端為源極，所述通斷鎖定開關的第二導通端為漏極，所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端為柵極；
[0025]所述保護開關為PMOS管，所述保護開關的輸入端為源極，所述保護開關的輸出端為漏極，所述保護開關的觸發(fā)端為柵極；
[0026]所述放電開關為PMOS管，所述放電開關的輸入端為源極，所述放電開關的輸出端為漏極，所述放電開關的觸發(fā)端為柵極。
[0027]優(yōu)選地，所述電壓比較模塊包括電壓比較器，所述電壓比較模塊的第一輸入端連接所述電壓比較器的正極輸入端，所述電壓比較模塊的第二輸入端連接所述電壓比較器的負極輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述電壓比較器的輸出端；
[0028]所述過流保護開關為PNP型三極管，所述的過流保護開關的第一導通端為發(fā)射極，所述過流保護開關的第二導通端為集電極，所述過流保護開關的觸發(fā)端為基極。
[0029]優(yōu)選地，所述電壓比較模塊包括電壓比較器，所述電壓比較模塊的第一輸入端連接所述電壓比較器的負極輸入端，所述電壓比較模塊的第二輸入端連接所述電壓比較器的正極輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述電壓比較器的輸出端；
[0030]所述過流保護開關為NPN型三極管，所述的過流保護開關的第一導通端為集電極，所述過流保護開關的第二導通端為發(fā)射極，所述過流保護開關的觸發(fā)端為基極。
[0031]本實用新型還提出一種電池組放電保護裝置，包括如上所述的電池組放電保護電路。
[0032]本實用新型的電池組放電保護電路及裝置，通過電壓比較模塊的第一輸入端對其放電輸出端進行電壓檢測，將檢測到的電壓值與其第二輸入端的電壓值比較，輸出相應的電平控制整個電路保持導通或關斷，在電池組過流輸出或短路輸出時(此時放電輸出端的超過電流預設值)，電壓比較模塊的第一輸入端的電壓小于0V,則電壓比較模塊輸出相應的電平信號控制過流保護開關導通，進而將放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端電平拉低，使放電控制模塊斷開，電池組切斷放電，避免電池組因過流放電和短路而損壞，提高了電池組的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1是本實用新型電池組放電保護電路第一實施例的示意圖；
[0034]圖2是本實用新型電池組放電保護電路第二實施例的示意圖；
[0035]圖3是本實用新型電池組放電保護電路第三實施例的電路圖；
[0036]圖4是本實用新型電池組放電保護電路第三實施例中檢測模塊的示意圖；
[0037]圖5是本實用新型電池組放電保護電路第三實施例中電壓測量子模塊的電路圖。
[0038]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0039]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0040]如圖1所示，圖1為本實用新型電池組放電保護電路一實施例的組成示意圖。
[0041]如圖1至圖5所示，圖1是本實用新型電池組放電保護電路第一實施例的示意圖，圖2是本實用新型電池組放電保護電路第二實施例的示意圖，圖3是本實用新型電池組放電保護電路第三實施例的電路圖，圖4是本實用新型電池組放電保護電路第三實施例中檢測模塊的示意圖，圖5是本實用新型電池組放電保護電路第三實施例中電壓測量子模塊的電路圖。
[0042]參照圖1，本實施例提出的電池組10放電保護電路，與電池組10連接，該電池組10放電保護電路包括放電控制模塊20、按鍵開關模塊30、電壓比較模塊40、取樣負載Rs、第一偏置負載Rv、第二偏置負載Rf和過流保護開關50。放電控制模塊20設有輸入端al、輸出端a2和觸發(fā)鎖定端a3,按鍵開關模塊30設有高電平輸入端bl、低電平輸入端b2和輸出端b4,電壓比較模塊40包括第一輸入端Cl、第二輸入端c2和輸出端c3,過流保護開關50包括第一導通端、第二導通端和觸發(fā)端，其中:
[0043]放電控制模塊20的輸入端al連接電池組10的正極，放電控制模塊20的輸出端a2為放電輸出端Vo,放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端a3接按鍵開關模塊30的輸出端b3和過流保護開關50的第一導通端；
[0044]按鍵開關模塊30的高電平輸入端bl連接電池組10的正極，按鍵開關模塊30的低電平輸入端b2接地；
[0045]放電控制模塊20的輸出端a2依次經(jīng)第一偏置負載Rv和第二偏置負載Rf連接至電池組10的負極，電池組10的負極經(jīng)取樣負載Rs接地；
[0046]電壓比較模塊40的第一輸入端Cl經(jīng)第一偏置負載Rv連接放電控制模塊20的輸出端a2，電壓比較模塊40的第二輸入端c2接地，電壓比較模塊40的輸出端c3連接過流保護開關50的觸發(fā)端；過流保護開關50的第二導通端接地。
[0047]放電輸出端Vo的電流超過預設電流值(預設電流值根據(jù)取樣負載Rs、第一偏置電阻和第二偏置電阻各自的阻值關系確定)時，電壓比較模塊40的第一輸入端Cl的電壓小于OV (即其第二輸入端c2的電壓)，電壓比較模塊40輸出相應的電平信號控制過流保護開關50導通，放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端接地，放電控制模塊20斷開，電池組10切斷放電。
[0048]本實施例的電池組10放電保護電路的具體工作原理如下:
[0049]1、通過將按鍵開關模塊30的輸出端b3與其高電平輸入端bl導通,貝U其輸出端b3為高電平；進而放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端a3為高電平，放電控制模塊20工作，放電控制模塊20的輸入端al和輸出端a2導通，電池組10經(jīng)放電控制模塊20從放電輸出端Vo進行放電，放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端a3鎖定在高電平，保持放電控制模塊20工作導通。
[0050]2、在電池組10放電時，放電控制模塊20的輸出端a2經(jīng)第一偏置負載Rv和第二偏置負載Rf到電池組10的負極形成電流回路，在第二偏置負載Rf兩端形成正偏置電壓；取樣負載Rs連接在電池組10的負極與地之間，在取樣負載Rs兩端形成負電壓。電壓比較模塊40的第一輸入端cl的電壓值為該正偏置電壓與取樣負載Rs兩端的負電壓疊加后的電壓值，電壓比較模塊40第一輸入端Cl的電壓與第二輸入端c2的電壓(也即Ov)進行比較，其輸出端c3輸出相應的電平給過流保護開關50的觸發(fā)端，控制過流保護開關50導通/斷開。
[0051]具體的，電池組10放電保護電路正常工作時，流過取樣負載Rs的電流較小，取樣負載Rs兩端的負電壓較小，第一偏置負載Rv兩端形成的正偏置電壓與該負電壓疊加后為正電壓，即電壓比較模塊40的第一輸入端cl為正電壓,大于其第二輸入端c2的電壓，則電壓比較模塊40輸出第一電平(高電平或低電平)控制過流保護開關50保持斷開，電池組10放電保護電路保持工作；電池組10放電保護電路的放電輸出端Vo過流輸出或其短路時，流過取樣負載Rs上的電流很大，取樣負載Rs兩端的負電壓很大，第一偏置負載Rv兩端的正偏置電壓與該負電壓疊加后為負電壓，即電壓比較模塊40的第一輸入端cl為負電壓，小于第二輸入端c2的電壓。則電壓比較模塊40輸出第二電平(低電平或高電平)控制過流保護開關50打開，過流保護開關50的第一導通端與其第二導通端導通，即其第一導通端接地，從而放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端接地，電位被拉低，放電控制模塊20關斷，放電控制模塊20的輸入端al與其輸出端a2斷開，電池組10停止放電，以實現(xiàn)對電池組10的過流或短路保護。
[0052]在電池組10放電輸出時,通過將按鍵開關模塊30的輸出端與其低電平輸入端連接，實現(xiàn)主動關斷放電控制模塊20，從而使電池組10停止放電。
[0053]本實施例提出的電池組10放電保護電路，通過電壓比較模塊40的第一輸入端對其放電輸出端Vo進行電壓檢測，將檢測到的電壓值與其第二輸入端的電壓值比較，輸出相應的電平控制整個電路保持導通或關斷，在電池組10過流輸出或短路輸出時(此時放電輸出端Vo的超過電流預設值)，電壓比較模塊40的第一輸入端的電壓小于0V，則電壓比較模塊40輸出相應的電平信號控制過流保護開關50導通，進而將放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端電平拉低，使放電控制模塊20斷開，電池組10切斷放電，避免電池組10因過流放電和短路而損壞，提聞了電池組10的使用壽命。
[0054]進一步地，參照圖1和圖2，本實施例基于第一實施例的方案。本實施例的電池組10放電保護電路中，電池組10至少包括由其正極開始依次連接的第一節(jié)電池101和最后一節(jié)電池102。放電控制模塊20包括放電開關21、通斷鎖定開關22、多個保護開關23和多個檢測模塊24，檢測模塊24與電池組10的電池——對應，檢測模塊24與保護開關23——對應；通斷鎖定開關22包括第一導通端、第二導通端和觸發(fā)端，檢測模塊24設有檢測端5、輸入端6和輸出端7，放電開關21及保護開關23包括輸入端、輸出端和觸發(fā)端，其中:
[0055]保護開關23的輸入端與其對應的電池的正極連接，保護開關23的輸出端與其對應的檢測模塊24的檢測端5連接；電池組10的輸出端經(jīng)放電開關21放電輸出；
[0056]通斷鎖定開關22的第一導通端分別連接放電開關21及各個保護開關23的觸發(fā)端，控制放電開關21及各個保護開關23的導通和截止；通斷鎖定開關22的第二導通端接地，通斷鎖定開關22的觸發(fā)端為放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端a3，通斷鎖定開關22的觸發(fā)端經(jīng)一電阻Rl接地；
[0057]各個檢測模塊24依次電連接，從與第一節(jié)電池101對應的檢測模塊24開始，前一個檢測模塊24的輸出端7連接下一個檢測模塊24的輸入端6 ;最后一節(jié)電池102對應的檢測模塊24的輸出端7與通斷鎖定開關22的觸發(fā)端連接；各個檢測模塊24用于檢測其檢測端5的電壓大小，并在任一個檢測端5的電壓小于電壓閾值時,斷開其檢測模塊24的輸出端。
[0058]本實施例中放電控制模塊20的工作原理如下:
[0059]通斷鎖定開關22的觸發(fā)端為高電平時，通斷鎖定開關22導通，其第一導通端與第二導通端連通到地，則放電開關21和各個保護開關23的觸發(fā)端為低電平，放電開關21和各個保護開關23都導通，電池組10的正極經(jīng)所述放電開關21放電輸出，各個檢測模塊24工作檢測其對應的電池兩端的電壓。在各個電池兩端的電壓都大于電壓閾值(電壓閾值為一設定值，具體根據(jù)檢測模塊24中的元器件的參數(shù)確定)時，最后一個檢測模塊24的輸出端7的電流經(jīng)通斷鎖定開關22的觸發(fā)端的電阻到地，使得通電鎖定開關的觸發(fā)端一直為高電平(也即放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端鎖定在高電平)，通電鎖定開關保持導通，電池組10保持放電輸出。在其中任意一個檢測模塊24檢測到其對應的電池兩端的電壓小于電壓閾值時，則該檢測模塊24的輸出端7斷開無電流輸出，進而使整個檢測模塊24串聯(lián)形成的回路斷開，最后一個檢測模塊24的輸出端7也無電流輸出，通斷鎖定開關22的觸發(fā)端為低電平，通斷鎖定開關22斷開，進而使得放電開關21和各個保護開關23的觸發(fā)端與地斷開，放電開關21和各個保護開關23都截止，電池組10停止放電輸出，各個檢測模塊24也停止工作，即整個電路關斷停止工作。
[0060]參照圖1-圖5,本實施例基于第一和第二實施例的方案。本實施例中，檢測模塊24包括電壓測量子模塊241、光電耦合器和限流電阻Rx，電壓測量子模塊241設有第一輸入端8、第二輸入端9和輸出端10,其中:
[0061]所有光電稱合器的初級輸入端I并聯(lián)，并與第一節(jié)電池101對應的檢測模塊24的檢測端5連接，各個光電耦合器的初級輸出端2通過限流電阻Rx連接其對應的電壓測量子模塊241的第二輸入端9，所有光電耦合器的次級串聯(lián)連接；與第一節(jié)電池101對應的檢測模塊24的光電耦合器的次級輸入端3連接其初級輸入端I，最后一節(jié)電池102對應的檢測模塊24的光電耦合器的次級輸出端4連接通斷鎖定開關22的觸發(fā)端；
[0062]電壓測量子模塊241的第一輸入端8與其檢測模塊24的檢測端5連接；各個電壓測量子模塊241依次電連接，前一個電壓測量子模塊241的輸出端10連接下一個電壓測量子模塊241的第一輸入端8 ;最后一節(jié)電池102對應的檢測模塊24的測量子模塊的輸出端10接地。
[0063]電壓測量子模塊241包括第一電阻R7、第二電阻R8和三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片U2，第一電阻R7的一端與第一輸入端8連接，另一端分別連接第二電阻R8的一端和三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片U2的檢測極；第二電阻R8的另一端連接電壓測量子模塊241的輸出端10 ;三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片U2的陽極經(jīng)限流電阻Rx連接光電耦合器Ul的初級輸出端2，三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片U2的陰極與第二電阻的另一端連接。本實施例光電耦合器Ul選用的是發(fā)光二極管與光敏三極管組成的光電耦合器U1，該耦合器發(fā)光二極管為初級，光敏三極管為次級。
[0064]檢測模塊24的工作原理為:電壓測量子模塊241的第一輸入端8的電壓大于或等于電壓閾值時，三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片U2的檢測極的電壓達到其導通電壓，三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片U2導通，從而使得光電耦合器Ul的初級導通，光電耦合器Ul初級導通使得光電耦合器Ul的次級導通；當所有的電壓測量子模塊241的第一輸入端8的電壓都大于或等于電壓閾值時，所有的光電耦合器Ul都導通工作，光電耦合器Ul次級串聯(lián)的回路導通，即所有檢測模塊24的輸出端有電壓，通斷鎖定開關22的觸發(fā)端為高電平，通斷鎖定開關22導通，使得放電開關21和各個保護開關23保持導通的狀態(tài)，電路正常工作。當有一個電壓測量子模塊241的第一輸入端8的電壓小于電壓閾值時，即有一個光電稱合器Ul不導通,光電后和其次級串聯(lián)的回路就斷開，檢測模塊24的輸出端7無電壓，通斷鎖定開關22的觸發(fā)端為低電平，通斷鎖定開關22斷開，則放電開關21和所有保護開關23都斷開，電池組10停止放電,整個電路關斷。
[0065]具體的，本實施例中，通斷鎖定開關22為NMOS管Q5，通斷鎖定開關22的第一導通端為源極，通斷鎖定開關22的第二導通端為漏極，通斷鎖定開關22的觸發(fā)端為柵極；通斷鎖定開關22的第一導通端經(jīng)電阻R5連接到各個保護開關23，觸發(fā)端經(jīng)一電阻R6連接最后一個檢測模塊24的輸出端。保護開關23為PMOS管(分別為圖中的Q2、Q3、Q4)，保護開關23的輸入端為源極，保護開關23的輸出端為漏極，保護開關23的觸發(fā)端為柵極；放電開關21為PMOS管Q1，放電開關21的輸入端為源極，放電開關21的輸出端為漏極，放電開關21的觸發(fā)端為柵極；放電開關21和各個保護開關23的柵極經(jīng)一電阻和二極管連接到通斷鎖定開關22的第一導通端。當然，本實施例只是選用上述類型的開關管為例，上述各個開關管可以用同樣開關性能的其他類型開關管代替。
[0066]進一步地，本實施例中，電壓比較模塊40包括電壓比較器。電壓比較模塊40的第一輸入端cI連接電壓比較器的正極輸入端，電壓比較模塊40的第二輸入端c2連接電壓比較器的負極輸入端，電壓比較模塊40的輸出端c3連接電壓比較器的輸出端；過流保護開關50為PNP型三極管Q6，的過流保護開關50的第一導通端為發(fā)射極，過流保護開關50的第二導通端為集電極，過流保護開關50的觸發(fā)端為基極。電池組10過流輸出或短路輸出時，電壓比較器的正極輸入端的電壓為負，小于負極輸入端的電壓，電壓比較器輸出低電平給PNP型三極管Q6的基極，PNP型三極管導通Q6，將通斷鎖定開關22的觸發(fā)端接地，通斷鎖定開關22斷開，整個電路關斷，保護電池組10的安全。本實施例中以過流保護開關50為PNP型三極管Q6為例，過流保護開關50還可以為PMOS管或其他類型的具有同樣功能開關管或器件。
[0067]電壓比較模塊40也可以按下述連接方式連接:
[0068]電壓比較模塊40的第一輸入端Cl連接電壓比較器的負極輸入端，電壓比較模塊40的第二輸入端c2連接電壓比較器的正極輸入端，電壓比較模塊40的輸出端c3連接電壓比較器的輸出端；過流保護開關50為NPN型三極管，的過流保護開關50的第一導通端為集電極，過流保護開關50的第二導通端為發(fā)射極，過流保護開關50的觸發(fā)端為基極。此種方式在電池組10過流輸出或短路輸出時，負極輸入端為負電壓小于正極輸入端的電壓，電壓比較器輸出高電平時NPN型三極管導通，從而將通斷鎖定開關22的觸發(fā)端接地，進而關斷整個電路，保護電池組10的安全。本實施例中以過流保護開關50為NPN型三極管為例，過流保護開關50還可以為NMOS管、其他類型具有同樣功能的開關管或器件。
[0069]本實施例中，過流保護開關50第一導通端通過二極管Dl連接通斷鎖定開關22的觸發(fā)端(即放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端)。
[0070]進一步地，在上述任一實施例中，具體參照圖3，按鍵開關模塊30包括開啟按鍵開關Kl和關閉按鍵開關K2 ;開啟按鍵開關Kl的第一端連接電池組10的正極，開啟按鍵開關Kl的第二端連接放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端a3 ;關閉按鍵開關K2的第一端接地，關閉按鍵開關K2的第二端連接放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端a3。圖3中開啟按鍵開關Kl的第一端經(jīng)電阻R4連接電池組10的正極。開啟按鍵開關Kl按下開啟時，放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端為高電平，放電控制模塊20工作，電池組10經(jīng)放電控制模塊20放電輸出；此時開啟按鍵開關Kl斷開，放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端鎖定在高電平，電池組10保持放電輸出。通過關閉按鍵開關K2將放電控制模塊20的觸發(fā)鎖定端變?yōu)榈碗娖剑鲃雨P閉放電控制模塊20，即關閉整個電路，電池組10停止放電。本實施例中，開啟按鍵開關Kl和關閉按鍵開關K2可優(yōu)選輕觸不鎖定開關，使得操作更方便。
[0071 ] 進一步地,在上述任一實施例中，具體參照圖3,電池組10過流保護電路還包括連接于電壓比較模塊40的第一輸入端Cl和第一偏置負載Rv之間的濾波模塊60 (，防止電壓比較模塊40被干擾。在第三實施例中的優(yōu)選濾波模塊60包括濾波電阻R2和濾波電容Cl，電壓比較模塊40的第一輸入端Cl依次經(jīng)濾波電阻R2和第一偏置負載Rv連接至放電控制模塊20的輸出端a2,電壓比較模塊40的第一輸入端cl還經(jīng)濾波電容Cl接地。
[0072]本實用新型還提出一種電池組10放電保護裝置，包括電池組10放電保護電路，該電池組10放電保護電路可包括上述任一實施例中的技術方案，其詳細電路結(jié)構(gòu)可參照前述圖1至圖5，在此不做贅述。
[0073]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池組放電保護電路，其特征在于，包括放電控制模塊、按鍵開關模塊、電壓比較模塊、取樣負載、第一偏置負載、第二偏置負載和過流保護開關，所述放電控制模塊設有輸入端、輸出端和觸發(fā)鎖定端，所述按鍵開關模塊設有高電平輸入端、低電平輸入端和輸出端，所述電壓比較模塊包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述過流保護開關包括第一導通端、第二導通端和觸發(fā)端，其中: 所述放電控制模塊的輸入端 連接所述電池組的正極，所述放電控制模塊的輸出端為放電輸出端，所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端分別連接所述按鍵開關模塊的輸出端和所述過流保護開關的第一導通端； 所述按鍵開關模塊的高電平輸入端連接所述電池組的正極，所述按鍵開關模塊的低電平輸入端接地； 所述放電控制模塊的輸出端依次經(jīng)所述第一偏置負載和第二偏置負載連接至所述電池組的負極，所述電池組的負極經(jīng)所述取樣負載接地； 所述電壓比較模塊的第一輸入端經(jīng)所述第一偏置負載連接所述放電控制模塊的輸出端，所述電壓比較模塊的第二輸入端接地，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述過流保護開關的觸發(fā)端；所述過流保護開關的第二導通端接地； 所述放電輸出端的電流超過預設電流值時，所述電壓比較模塊的第一輸入端的電壓小于0V，所述電壓比較模塊輸出相應的電平信號控制所述過流保護開關導通，所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端接地，所述放電控制模塊斷開，所述電池組切斷放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組放電保護電路，其特征在于，還包括連接于所述電壓比較模塊的第一輸入端和第一偏置負載之間的濾波模塊； 所述濾波模塊包括濾波電阻和濾波電容，所述電壓比較模塊的第一輸入端依次經(jīng)所述濾波電阻和第一偏置負載連接至所述放電控制模塊的輸出端，所述電壓比較模塊的第一輸入端還經(jīng)所述濾波電容接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組放電保護電路，其特征在于，所述按鍵開關模塊包括開啟按鍵開關和關閉按鍵開關；所述開啟按鍵開關的第一端連接所述電池組的正極，所述開啟按鍵開關的第二端連接所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端；所述關閉按鍵開關的第一端接地，所述關閉按鍵開關的第二端連接所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組放電保護電路，其特征在于，所述電池組至少包括由其正極開始依次連接的第一節(jié)電池和最后一節(jié)電池；所述放電控制模塊包括放電開關、通斷鎖定開關、多個保護開關和多個檢測模塊，所述檢測模塊與電池組的電池一一對應，所述檢測模塊與保護開關一一對應；所述通斷鎖定開關包括第一導通端、第二導通端和觸發(fā)端，所述檢測模塊設有檢測端、輸入端和輸出端，所述放電開關及保護開關包括輸入端、輸出端和觸發(fā)端，其中: 所述保護開關的輸入端與其對應的電池的正極連接，所述保護開關的輸出端與其對應的檢測模塊的檢測端連接；所述電池組的輸出端經(jīng)所述放電開關放電輸出； 所述通斷鎖定開關的第一導通端分別連接所述放電開關及各個保護開關的觸發(fā)端，控制所述放電開關及各個保護開關的導通和截止；所述通斷鎖定開關的第二導通端接地，所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端為所述放電控制模塊的觸發(fā)鎖定端，所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端經(jīng)一電阻接地；各個檢測模塊依次電連接，從與所述第一節(jié)電池對應的檢測模塊開始，前一個檢測模塊的輸出端連接下一個檢測模塊的輸入端，所述最后一節(jié)電池對應的檢測模塊的輸出端與所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端連接；各個檢測模塊用于檢測其檢測端的電壓大小，并在任一個檢測端的電壓小于電壓閾值時，斷開其檢測模塊的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組放電保護電路，其特征在于，所述檢測模塊包括電壓測量子模塊、光電耦合器和限流電阻，所述電壓測量子模塊設有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中: 所有光電耦合器的初級輸入端并聯(lián)，并與所述第一節(jié)電池對應的檢測模塊的檢測端連接，各個光電耦合器的初級輸出端通過限流電阻連接其對應的電壓測量子模塊的第二輸入端，所有光電耦合器的次級串聯(lián)連接；與所述第一節(jié)電池對應的檢測模塊的光電耦合器的次級輸入端連接其初級輸入端，所述最后一節(jié)電池對應的檢測模塊的光電耦合器的次級輸出端連接所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端； 所述電壓測量子模塊的第一輸入端與其檢測模塊的檢測端連接；各個電壓測量子模塊依次電連接，前一個電壓測量子模塊的輸出端連接下一個電壓測量子模塊的第一輸入端；所述最后一節(jié)電池對應的檢測模塊的測量子模塊的輸出端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組放電保護電路，其特征在于，所述電壓測量子模塊包括第一電阻、第二電阻和三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片，其中: 所述第一電阻的一端與所述第一輸入端連接，另一端分別連接所述第二電阻的一端和所述三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片的檢測極；所述第二電阻的另一端連接所述電壓測量子模塊的輸出端；所述三端并聯(lián)穩(wěn) 壓芯片的陽極經(jīng)所述限流電阻連接所述光電耦合器的初級輸出端，所述三端并聯(lián)穩(wěn)壓芯片的陰極與所述第二電阻的另一端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組放電保護電路，其特征在于，所述通斷鎖定開關為NMOS管，所述通斷鎖定開關的第一導通端為源極，所述通斷鎖定開關的第二導通端為漏極，所述通斷鎖定開關的觸發(fā)端為柵極； 所述保護開關為PMOS管，所述保護開關的輸入端為源極，所述保護開關的輸出端為漏極，所述保護開關的觸發(fā)端為柵極； 所述放電開關為PMOS管，所述放電開關的輸入端為源極，所述放電開關的輸出端為漏極，所述放電開關的觸發(fā)端為柵極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的電池組放電保護電路，其特征在于，所述電壓比較模塊包括電壓比較器，所述電壓比較模塊的第一輸入端連接所述電壓比較器的正極輸入端，所述電壓比較模塊的第二輸入端連接所述電壓比較器的負極輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述電壓比較器的輸出端； 所述過流保護開關為PNP型三極管，所述的過流保護開關的第一導通端為發(fā)射極，所述過流保護開關的第二導通端為集電極，所述過流保護開關的觸發(fā)端為基極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的電池組放電保護電路，其特征在于，所述電壓比較模塊包括電壓比較器，所述電壓比較模塊的第一輸入端連接所述電壓比較器的負極輸入端，所述電壓比較模塊的第二輸入端連接所述電壓比較器的正極輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述電壓比較器的輸出端； 所述過流保護開關為NPN型三極管，所述的過流保護開關的第一導通端為集電極，所述過流保護開關的第二導通端為發(fā)射極，所述過流保護開關的觸發(fā)端為基極。
10.一種電池組放電保護裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9中任一項所述的電池組放電 保護電路。
【文檔編號】H02H7/18GK203859501SQ201420204189
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】王堅 申請人:深圳Tcl新技術有限公司