电池放电保护电路及具备放电保护功能的可充电电池组的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于一次电池和充电电池技术领域，涉及一种电池或电池组的放电保护电 路及具有放电保护功能的可充电电池组、特别是与9V干电池具有互换性的9V可充电电池 组。
【背景技术】
[0002] 随着便携式用电器具的日益普及，电池作为其能量提供者得到广泛的应用。为了 满足用电器具的工作电压，很多时候需要将多只单体电池串并联成电池组来使用。当电池 放电进行到末期时，如果不能及时截止，电池组的电压可能会接近零，而由于个体电池不可 能绝对一致，此时部分单体电池电压会成为负值，从而可能导致电池漏液等故障。如果是可 充电电池，还有可能导致容量不可恢复地损失甚至发生内部短路而不能再次充电。
[0003] 为了防止上述故障的发生，利用各种电子元器件组成的防止电池过放电的放电 保护电路得到普遍应用。如CN201010219234. 7公开了一种电池放电保护装置，包括电池 供电单元、单向通路、控制检测电路和补偿电路，其中所述控制检测电路检测到所述电池供 电单元的电压值低于规定阈值时，发送电平信号给所述单向通路，使所述单向通路关断。 CN201010147371. 4公开了一种能自锁的电池放电保护电路，由基准电路、欠压检测电路、充 电检测电路、保护自锁电路、保护输出电路五个部分组成。欠压检测电路检测到电池低压输 出电池欠压信号，触发保护自锁电路形成自锁控制保护输出电路关断输出，当对电池进行 充电时，充电检测电路检测输出充电信号触发保护自锁电路解锁控制保护输出电路开启输 出。CN201410723151.X提出一种低功耗的锂离子电池保护装置，由采样设定电路、控制电路 和开关组成；采样设定电路由采样电阻、关闭电阻、开启电阻和标准电源组成，输出采样电 压、开启电压、关闭电压至控制电路；控制电路由两个比较器和一个触发器组成，控制电路 部分根据采样电压、关闭电压和开启电压控制开关K导通或者关闭，控制电池的输出。
[0004] 这些现有保护电路采用多个分立的线性运算放大器集成电路和与非门等逻辑集 成电路组成电压检测比较和控制信号回路，导致成本高、体积大等缺陷，难以内置在小型电 池组合中构成有自身具有放电保护功能的电池组。
[0005] 例如9V电池是一种常用的标准型号干电池，广泛应用于仪表、乐器等领域。由于 一次性的干电池存在资源浪费的问题，而且单次使用成本高于可充电电池，因此推广使用 可充电的9V电池具有良好的经济和社会效益。目前可充电的9V电池，大多是使用6-7只标 称电压I. 2V的镍氢或镍镉电池串联，再装入与9V电池具有尺寸互换性的外壳中构成。由 于9V电池体积较小，传统的过放电保护电路无法内置到9V电池中，因此市面上现有的9V 可充电电池自身不具有放电保护功能。在实际使用时，常有由于用电器具没有欠压保护功 能导致的过放电发生，造成容量不可恢复地损失、甚至出现不能充电或漏液等故障。
[0006] 另一方面，由于使用单节锂离子电池的蜂窝式移动电话等产品的普及，将电压检 测比较电路和逻辑控制电路甚至MOS开关电路等集成为一块芯片的单节锂离子电池充放 电保护电路已经成为一种大规模生产的、廉价的标准化元器件，其放电保护电压通常在 2. 00V-3. OOV之间。对于放电保护电压处于此范围的电池组合，可以直接套用这种芯片构成 的类似单节锂离子电池的保护电路来防止过放电。但是，对于放电截止电压大于3. OOV的 电池组合，就无法找到参数合适的芯片来直接套用。
[0007] 有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的放电保护电路，以便克服现有保护电路存 在的上述缺陷。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是：为放电截止电压大于3. OOV的电池组合提供一种 廉价、可靠、体积小巧的过放电保护电路；这种电路可以内置于可充电电池组、在不影响容 量和体积尺寸的前提下，得到自身具有过放电保护、短路保护和过电流保护功能的可充电 电池组。特别地，这种过放电保护电路可以与6-7只串联的镍氢/镍镉电池一起构成与9V 干电池具有尺寸互换性的、自身具备放电保护功能的9V可充电电池。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0010] -种电池或电池组的放电保护电路，其特征在于，所述放电保护电路包括：开关单 元、充放电保护单元、至少一只稳压二极管；
[0011] 所述开关单元用以控制充放电回路断开或导通；
[0012] 所述充放电保护单元具有第一电压输入端、第二电压输入端、放电控制端、充电控 制端以及电流触发端，其作用是将第一电压输入端、第二电压输入端间的电压及开关元件 流过的电流变为控制开关元件断开或导通的信号；
[0013] 所述电池或电池组的负极端B-经过开关单元与所述放电保护电路的放电输出负 极端P-相连，电池或电池组的正极端B+与所述放电保护电路的放电输出正极端P+相连；
[0014] 所述放电控制端与开关单元相连，充电控制端空置或者与开关单元连接；
[0015] 所述电流触发端通过第二电阻R2与所述放电保护电路的放电输出负极端P-相 连，第一电压输入端和第二电压输入端之间还连接有消除瞬时脉冲干扰的电容Cl ;
[0016] 所述电池或电池组的正极端B+或/和负极端B-经过反向串接的至少一个稳压二 极管及第一电阻Rl连接到充放电保护单元的第一电压输入端、第二电压输入端。作为一种 优选方案，B+连接（串联的）稳压二极管负极，（串联的）稳压二极管正极经过Rl连接到 第一电压输入端，B-连接到第二电压输入端。
[0017] 作为本发明的一种优选方案，所述充放电保护单元为单节锂离子电池充放电保护 芯片U1。
[0018] 作为本发明的一种优选方案，所述开关单元为两个N-沟道MOS开关，分别为第一 MOS开关Ql、第二MOS开关Q2 ;
[0019] 所述放电控制端和充电控制端分别与第一 MOS开关Ql、第二MOS开关Q2的栅极相 连。
[0020] 作为本发明的一种优选方案，所述开关单元为一个N-沟道MOS开关，即第一 MOS 开关Ql ;所述放电控制端与第一 MOS开关Ql的栅极相连，充电控制端空置。
[0021] 作为本发明的一种优选方案，所述放电保护电路还包括作为充电电流通路的二极 管Dl ;二极管Dl的正极与所述可充电电池的负极端B-相连、负极与所述放电保护电路的 充放电输出/输入负极端P-相连。
[0022] -种可充电电池组，包括上述的放电保护电路、电池组合，所述放电保护电路与电 池组合连接。
[0023] 作为本发明的一种优选方案，所述电池组合由6只或7只镍氢/镍镉电池串联而 成，且电池组外形尺寸与9V干电池具有互换性。
[0024] 作为本发明的一种优选方案，所述电池组合包括7只小型圆柱形镍氢/镍镉电池， 7只圆柱形电池呈束状按2122排列紧密排放、串联连接，所述放电保护电路置于单只电池 形成的凹槽（8)，且电池组外形尺寸与9V干电池具有互换性。
[0025] 本发明的原理是利用稳压二极管在微小反向电流流过时的反向结压降来提高放 电保护电压，突破所述保护芯片Ul原来保护电压（通常为2. 00V-3. 00V)的限制，以适合放