一种带可调式欠压保护电路的锂电池充电电路的制作方法

本实用新型涉及锂电池充电安全技术领域，具体为一种带可调式欠压保护电路的锂电池充电电路。

背景技术：

锂电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长的优点。因此，在日常生活中，锂电池随处可见，其广泛应用于电动汽车、电动车、手机、电动工具等。

但是，目前锂离子电池的保护电路设计，业界通常采用专用的保护芯片来实现，这种专用的保护芯片应用电路，一般只有充电过压保护，部分带0V 充电禁止功能的保护芯片,可以支持锂电池电压低于设计值禁止给电池充电，但是这个设计值通常是一个固定值，不能对锂电池提供不同的保护电压设置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带可调式欠压保护电路的锂电池充电电路，具备结构简单、充电快速、欠压保护、安全性高的优点，解决了现有锂电池充电电路没有欠压保护、安全性低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带可调式欠压保护电路的锂电池充电电路，包括充电端子、可调式欠压保护电路、充电管理电路、锂电池，其特征在于：所述充电端子正极通过可调式欠压保护电路与充电管理电路连接；所述充电管理电路与锂电池连接；所述充电管理电路包括带保护的计量芯片U1、芯片U2；所述可调式欠压保护电路包括电阻R22、电阻R25、电阻R24、P沟道场效应管Q4、N沟道场效应管Q5,所述锂电池正极与电阻R24一端连接；R24另外一端与N沟道场效应管Q5的G极、电阻R25 的一端连接；电阻R25的另外一端与锂电池的负极连接；N沟道场效应管Q5 的S极也与锂电池的负极连接，N沟道场效应管Q5的D极与电阻R22以及P 沟道场效应管Q4的G极连接；R22的另外一端与锂电池输出正极连接；Q4的 D极与带保护的计量芯片U1的第8脚连接；P沟道场效应管Q4的S极与锂电池的输出正极连接。

优选的，所述充电管理电路设置有保险丝F1。

优选的，所述计量芯片U1、芯片U2的电源引脚设置有去耦电容。

优选的，所述充电端子设置有用于滤波的电容C4、C6以及瞬变电压抑制二极管TSV1。

优选的，所述充电端子、可调式欠压保护电路、充电管理电路、锂电池的负极与地线连接，所述地线包括数字地和模拟地。

优选的，所述数字地和模拟地通过RS电阻连接。

优选的，所述场效应管Q4、Q5可以采用三极管替代。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型具有结构简单、使用方便、维护方便、成本低廉的优点。

2、本实用新型设置有多个用于滤波的去耦电容以及瞬变电压抑制二极管TSV1，能有效抑制电源带进来的纹波，提高电源以及地电平的稳定性。而电路往往对电源很敏感，稳定的电源电平能保证电路的稳定工作。

3、本实用新型在设置有可调式欠压保护电路，当锂电池电压低于预设值时，可以禁止向锂电池充电。同时，预设值可以通过电阻的比例进行调节，从而增加使用的灵活性，扩大使用范围，具有安全性高、使用范围广的优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电路图；

图3为本实用新型可调式欠压保护电路电路图；

图中：1-充电端子；2-可调式欠压保护电路；3-充电管理电路；4-锂电池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种实施例：一种带可调式欠压保护电路的锂电池充电电路，包括充电端子1、可调式欠压保护电路2、充电管理电路3、锂电池4，其特征在于：所述充电端子1正极通过可调式欠压保护电路2与充电管理电路3连接；所述充电管理电路3与锂电池4连接；所述充电管理电路3包括带保护的计量芯片U1、芯片U2；所述可调式欠压保护电路2包括电阻R22、电阻R25、电阻R24、P沟道场效应管Q4、N沟道场效应管Q5,所述锂电池4正极与电阻R24一端连接；R24另外一端与N沟道场效应管Q5的G极、电阻R25的一端连接；电阻R25的另外一端与锂电池4的负极连接；N沟道场效应管Q5的S极也与锂电池4的负极连接，N沟道场效应管 Q5的D极与电阻R22以及P沟道场效应管Q4的G极连接；R22的另外一端与锂电池输出正极连接；Q4的D极与带保护的计量芯片U1的第8脚连接；P沟道场效应管Q4的S极与锂电池4的输出正极连接。

所述充电管理电路3设置有保险丝F1。当电路出现异常，电流逐渐升高时，保险丝F1就会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候，自身熔断切断电流，保护了电路安全运行。

所述计量芯片U1、芯片U2的电源引脚设置有去耦电容。去耦电容可以提供较稳定的电源，同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声，间接可以减少其他元件受此元件噪声的影响。

所述充电端子1设置有用于滤波的电容C4、C6以及瞬变电压抑制二极管TSV1。当瞬变电压抑制二极管TSV1两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏，能有效防过压。

所述充电端子1、可调式欠压保护电路2、充电管理电路3、锂电池4的负极与地线连接，所述地线包括数字地和模拟地。由于数字电路带有大量数字信息，导致数字地会有大量谐波噪声。为了防止谐波噪声通过地电平耦合到模拟电路，因此需要将数字地和模拟地分开。

所述数字地和模拟地通过RS电阻或0欧电阻或磁珠连接。单点接地，具有噪声低，直流点位相等的优点。

所述场效应管Q4、Q5可以采用三极管替代。

工作原理：本实用新型工作中，包括充电端子1、可调式欠压保护电路2、充电管理电路3、锂电池4。充电端子1作为接口，用于接入充电器。充电管理电路3用于对锂电池4进行充电。可调式欠压保护电路2用于欠压保护，当电压低于预设值时，能自动进行断电，防止危险出现。

所述可调式欠压保护电路2包括电阻R22、电阻R25、电阻R24、P沟道场效应管Q4、N沟道场效应管Q5。电路中电阻R24与电阻R25对锂电池4电压起分压作用，设置这两颗电阻的对应阻值可以调整N沟道场效应管Q5的G 极的输入电压，由于N沟道场效应管Q的开启电压VGS(th)＝1.0V，当G极与 S极的电压低于1.0V时，N沟道场效应管Q5的D、S极关闭。

电路中电阻R22是上拉电阻，P沟道场效应管Q4的开启电压 VGS(th)＝-1.7V，当G极与S极的电压高于-1.7V时，P沟道场效应管Q4关闭。

在锂电池4电压正常时，锂电池4电压经过电阻R24和电阻R25分压后，输入给N沟道场效应管Q5，由于电压高于N沟道场效应管Q5的开启电压 VGS(th)，N沟道场效应管Q5的DS极导通，P沟道场效应管Q4的G极电压被下拉到GND，P沟道场效应管Q4的S极是锂电池4的输出正极，此时P沟道场效应管Q4的VGS＜-1.7V，P沟道场效应管Q4的D、S极导通，锂电池4的输出电压通过P沟道场效应管Q4传到包括带保护的计量芯片U1的第8脚，包括带保护的计量芯片U1正常工作，此时锂电池可以进行正常充电。

在锂电池4电压过低时，传输到N沟道场效应管Q5的电压过低，N沟道场效应管Q5无法开启，此时如果充电器插入充电端子1，P沟道场效应管Q4 的G极电压通过R22被上拉到充电器电压，P沟道场效应管Q4的D、S极关闭，包括带保护的计量芯片U1的第8脚无电压输入，U1进入shutdown状态，U1 关闭Q1管，锂电池无法进行充电。

通过调节电阻R24和电阻R25两颗分压电阻的阻值，可以调整N沟道场效应管Q5的输入电压，从而实现控制锂电池4能否进行充电的功能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。