一种短路保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种短路保护电路，该短路保护电路包括电池模块、短路检测模块、锁存模块以及开关控制模块，电池模块包括受控开关M和检流电阻Rs，短路检测模块通过检流电阻Rs检测电池模块的负载和电池模块形成的回路是否短路并在短路时输出短路信号，锁存模块与短路检测模块连接，用于锁存短路信号并输出，开关控制模块与锁存模块连接，用于在接收到短路信号时输出开关断开信号，受控开关M与开关控制模块连接，用于在接收到开关断开信号时断开回路。通过上述方式，本发明能够加快短路保护速度，并能够避免因短路信号不能锁存而导致的误动作。
【专利说明】-种短路保护电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池管理【技术领域】，特别是涉及一种短路保护电路。
【背景技术】
[0002] 随着新能源技术的不断发展，各种电池产品的生产制造技术也日趋成熟。例如，锂 离子电池、锂聚合物电池等。电池产品一般运用于各种电子设备，为了保证电池和电子设备 在短路时免受损伤，电池产品中通常设有短路保护电路。
[0003] 请参阅图1，图1是现有技术的短路保护电路的结构示意图。检流电阻R?、电池 B、电池 B的负载以及受控开关Μ '串联，差分放大模块将检流电阻Rs'两端电压放大，t匕 较器A '将放大后电压Voutl与参考电压Vref比较输出不同结果Vout2至微处理器的中 断引脚INT，中断引脚INT低电平触发中断，中断响应后控制受控开关Μ '断开。正常工作 时，检流电阻Rs 7上电流小于额定电流，差分放大模块的输出值Voutl小于参考电压Vref， 因此Voutl-直为高电平，不能触发微处理器中断，因此受控开关Μ' -直导通。当电池 或负载短路时，检流电阻Rs ^上瞬间流过极大的电流超过额定值，差分放大模块的输出值 Voutl大于参考电压Vref，因此比较器A '的输出结果Vout2变为低电平，中断触发，受控 开关Μ '断开，放电回路被切断，进而达到短路保护的目的。
[0004] 但是，现有技术的短路保护电路至少具有以下两点不足之处：
[0005] 1.现有技术采用的是软件中断控制的方式，存在一定的等待响应延时，影响短路 保护的速度，在关断较大的短路电流场合可能因为关闭不及时而损坏器件。
[0006] 2.当电池 Β或负载短路后，受控开关Μ '关断，检流电阻Rs '上无电流流过，因 此差分放大模块的输出值Voutl小于参考电压Vref，中断引脚INT由低电平重新变为高电 平，受控开关Μ '再次导通，即中断引脚INT接收到信号后无法将信号锁存，容易导致误动 作。
[0007] 因此，需要提供一种短路保护电路，以解决上述问题。
【发明内容】
[0008] 本发明主要解决的技术问题是提供一种短路保护电路，能够加快短路保护速度， 并能够避免因短路信号不能锁存而导致的误动作。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种短路保护电路，短 路保护电路包括电池模块、短路检测模块、锁存模块以及开关控制模块，电池模块包括受控 开关Μ和检流电阻Rs，短路检测模块通过检流电阻Rs检测电池模块的负载和电池模块形成 的回路是否短路，并在短路时输出短路信号，锁存模块与短路检测模块连接，用于锁存短路 信号并输出，开关控制模块与锁存模块连接，用于在接收到短路信号时输出开关断开信号， 受控开关Μ与开关控制模块连接，用于在接收到开关断开信号时断开回路。
[0010] 其中，电池模块进一步包括电池，检流电阻Rs的第一端与电池的负极连接，电池 的负极接地，检流电阻Rs的第二端连接受控开关Μ的第一端，受控开关Μ的第二端连接电 池模块的第一输出端PACK-，受控开关Μ的控制端连接开关控制模块，电池模块的第二输出 端PACK+连接电池的正极，电池模块的第一输出端PACK-和第二输出端PACK+用于连接负 载，短路检测模块的两输入端分别连接检流电阻Rs的两端，短路检测模块用于根据流过检 流电阻Rs的电流值输出不同的信号，在流过检流电阻Rs的电流值超过额定电流值时，短路 检测模块输出短路信号，受控开关Μ在接收到开关断开信号时其第一端与第二端断开，以 使得回路断开。
[0011] 其中，短路检测模块包括差分放大单元和短路监控单元，差分放大单元包括运算 放大器Α、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4,短路监控单元包括电阻R5、电阻R6以及三 极管Q1，运算放大器Α的反相输入端连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接检流电阻 Rs的第一端，运算放大器A的正相输入端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接检流 电阻Rs的第二端，电阻R3的第一端连接运算放大器A的正相输入端，电阻R3的第二端接 地，电阻R4的第一端连接运算放大器A的输出端，电阻R4的第二端连接运算放大器A的反 相输入端，运算放大器A的工作电压端接工作电压，运算放大器A的接地端接地，电阻R5的 第一端连接运算放大器A的输出端，电阻R5的第二端连接电阻R6的第一端，电阻R6的第 二端接地，三极管Q1的基极连接电阻R6的第一端，三极管Q1的发射极连接电阻R6的第二 端，三极管Q1的集电极为短路检测模块的输出端，短路保护电路还包括电阻R7,电阻R7的 第一端连接工作电压，电阻R7的第二端连接短路检测模块的输出端，电阻R1、电阻R2、电阻 R3、电阻R4、电阻R5以及电阻R6的阻值大小设置成使得检流电阻Rs上的电流超过额定电 流值时电阻R6两端电压恰好超过三极管Q1的导通电压，以使得短路检测模块在回路短路 时输出低电平信号，在回路正常工作时输出高电平信号。
[0012] 其中，锁存模块包括反相器B1、反相器B2、二极管D1、电阻R8以及与门U1，反相器 B1的输入端连接短路检测模块的输出端，反相器B1的输出端连接电阻R8的第一端，电阻 R8的第二端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接与门U1的第一输入端，反相器B2 的输入端连接电阻R8的第二端，反相器B2的输出端连接与门U1的第二输入端，与门U1的 第二输入端连接短路检测模块的输出端，锁存模块接收到短路检测模块的输出的低电平信 号后，与门U1的输出端保持低电平，受控开关Μ保持断开。
[0013] 其中，短路保护电路进一步包括休眠唤醒模块，休眠唤醒模块用于在回路短路时 唤醒短路检测模块且在回路正常工作时使短路检测模块休眠。
[0014] 其中，休眠唤醒模块包括与非门U2、三极管Q2、反相器Β3、反相器M、电阻R9、电 阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C1以及二极管D2,电容C1的第一端连接检流电阻Rs的第 二端，电容C1的第二端连接电阻R9的第一端，电阻R9的第二端连接电阻R10的第一端，电 阻R10的第二端接地，三极管Q2的基极连接电阻R10的第一端，三极管Q2的发射极连接电 阻R10的第二端，三极管Q2的集电极连接电阻R11的第二端，电阻R11的第一端连接工作 电压，与非门U2的第二输入端连接电阻R11的第二端，反相器B3的输入端连接电阻R11的 第二端，电阻R12的第二端连接反相器B3的输出端，电阻R12的第一端连接二极管D2的正 极，二极管D2的负极连接与非门U2的第一输入端，反相器Μ的输入端连接电阻R12的第 一端，反相器Μ的输出端连接与非门U2的第二输入端，与非门U2的输出端为休眠唤醒模 块的输出端，与非门U2的输出端连接短路检测模块的使能端，休眠唤醒模块在回路短路时 输入高电平信号至使能端唤醒短路检测模块且在回路正常工作时输入低电平信号至使能 端使短路检测模块休眠。
[0015] 其中，受控开关Μ为N沟道场效应管，N沟道场效应管的源极连接检流电阻Rs的 第二端，漏极连接电池模块的第一输出端PACK-，栅极连接开关控制模块的输出端。
[0016] 其中，短路保护电路进一步包括钳位电路模块，钳位电路模块用于限制检流电阻 Rs的第一端对地的电位。
[0017] 其中，钳位电路模块包括二极管D3、二极管D4、电容C2以及电阻R13,二极管D3的 负极连接检流电阻Rs的第一端，电阻R13的第二端连接二极管D3的正极，电阻R13的第一 端接地，二极管D4的正极连接检流电阻Rs的第一端，二极管D4的负极连接电容C2的第二 端，电容C2的第一端接地，二极管D4的负极连接二极管D3的正极，二极管D4的正极连接 二极管D3的负极。
[0018] 其中，二极管D3和二极管D4为肖特基二极管、单向瞬态二极管或者稳压二极管。
[0019] 本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过设置采用硬件控制方 式的短路检测模块检测短路，通过设置锁存模块锁存短路信号，通过上述方式，能够加快短 路保护速度，并能够避免因短路信号不能锁存而导致的误动作。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是现有技术的短路保护电路的结构示意图；
[0021] 图2是本发明短路保护电路第一实施例的结构示意图；
[0022] 图3是本发明短路保护电路第二实施例的结构示意图；
[0023] 图4是本发明短路保护电路第三实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0025] 请参阅图2,图2是本发明短路保护电路第一实施例的结构示意图。在本实施例 中，短路保护电路包括：电池模块11、短路检测模块12、锁存模块13以及开关控制模块14。
[0026] 电池模块11的第一输出端PACK-和第二输出端PACK+用于连接负载（图未 示)。电池模块11包括：电池111、检流电阻Rs以及受控开关M。电池111负极接地， 电池111正极接连接电池模块11的第二输出端PACK+。检流电阻Rs的第一端S1连接 电池111的负极，检流电阻Rs的第二端S2连接受控开关Μ的第一端，受控开关Μ的第 二端连接电池模块11的第一输出端PACK-。在本实施例中，受控开关Μ优选为NM0S管 (N-Mental-〇xide-Semiconductor，Ν沟道场效应管)，受:控开关Μ的第一端为NM0S管的源 极，第二端为NM0S管的漏极，控制端为NM0S管的栅极，在其他实施例中，受控开关Μ也可以 是其他兀件。
[0027] 短路检测模块12用于检测电池模块11与电池模块11的负载所形成的回路（以下 简称"回路"）是否短路。短路检测模块12的两输入端分别连接检流电阻Rs的两端，短路 检测模块12用于根据流过检流电阻Rs的电流值输出不同的信号，在流过检流电阻Rs的电 流值超过额定电流值时，短路检测模块12输出短路信号。额定电流值为判断回路短路的标 准，流过检流电阻Rs的电流超过额定电流值即判定为回路短路。
[0028] 具体地，短路检测模块12包括差分放大单元121和短路监控单元122。差分放大 单元121用于放大检流电阻Rs两端的电压并输出至短路监控单元122,短路监控单元122 用于根据放大后的电压值监控回路是否短路。差分放大单元121包括运算放大器A、电阻 R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4,短路监控单元122包括电阻R5、电阻R6以及三极管Q1。 运算放大器A的反相输入端连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接检流电阻Rs的第 一端S1。运算放大器A的正相输入端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接检流电 阻Rs的第二端S2,电阻R3的第一端连接运算放大器A的正相输入端，电阻R3的第二端接 地，电阻R4的第一端连接运算放大器A的输出端，电阻R4的第二端连接运算放大器A的反 相输入端，运算放大器A的工作电压端接工作电压VCC，运算放大器A的接地端接地，电阻 R5的第一端连接运算放大器A的输出端，电阻R5的第二端连接电阻R6的第一端，电阻R6 的第二端接地，三极管Q1的基极连接电阻R6的第一端，三极管Q1的发射极连接电阻R6的 第二端，三极管Q1的集电极为短路检测模块12的输出端。短路保护电路还包括电阻R7， 电阻R7的第一端连接工作电压VCC，第二端连接短路检测模块12的输出端。电阻R1、电阻 R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及电阻R6的阻值大小设置成使得在检流电阻Rs上的电流 超过额定电流值时电阻R6两端电压恰好超过三极管Q1的导通电压，以使得短路检测模块 12在回路短路时输出低电平信号，短路检测模块12在回路正常工作时输出高电平信号，该 低电平信号即为短路信号。应理解，在其他实施例中，短路检测模块12也可以是其他结构， 相应地，短路?目号也可以是商电平?目号。
[0029] 锁存模块13与短路检测模块12输出端连接，用于锁存短路信号并输出。锁存模 块13包括反相器Β1、反相器Β2、二极管D1、电阻R8以及与门U1，反相器Β1的输入端连接 短路检测模块12的输出端，反相器Β1的输出端连接电阻R8的第一端，电阻R8的第二端连 接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接与门U1的第一输入端，反相器Β2的输入端连接 电阻R8的第二端，反相器Β2的输出端连接与门U1的第二输入端，与门U1的第二输入端连 接短路检测模块12的输出端，与门U1的第一输入端还连接第一外部信号RESET1。当锁存 模块13接收到短路检测模块12的输出的低电平信号时，与门U1的输出端保持低电平，受 控开关Μ保持断开。应理解，在其他实施例中，反相器Β1、反相器Β2、与门U1也可以用其他 逻辑组合电路代替。锁存模块13的工作原理为：当回路短路时，短路检测模块12输出VI 为低电平信号，反相器Β1的输出端为高电平，反相器Β2的输出为低电平，与门U1的输出为 低电平信号。当短路检测模块12输出恢复为高电平时，反相器Β2的输出为高电平，二极管 D1的输出端为低电平，因此若第一外部信号RESET1未接入高电平则与门U1输出仍然为低 电平信号。
[0030] 开关控制模块14的输入端连接锁存模块13的输出端，即连接与门U1的输出端。 受控开关Μ的控制端连接开关控制模块14的输出端。开关控制模块14用于在接收到锁存 模块13的输出的低电平信号时，控制受控开关Μ关断。具体地，开关控制模块14用于将锁 存模块13输出的低电平信号转换成能够控制受控开关Μ断开的开关断开信号，在本实施例 中，开关控制模块14为一电平转换元件，在其他实施例中，开关控制模块14也可以为其他 元件。
[0031] 下面结合实施例说明短路保护电路的工作原理。
[0032] 当回路正常工作时，检流电阻Rs上的电流小于额定电流，检流电阻Rs两端的电压 较小，运算放大器A的输出端对地的电压较小，R6两端的电压不足以使三极管Q1导通，因 此三极管Q1的截止，VI为高电平，在第一外部信号RESET1为高电平时，锁存模块13输出 为高电平，从而开关控制模块14输出高电平使受控开关Μ导通，回路正常工作。当回路短 路时，检流电阻Rs上电流超过额定电流，检流电阻Rs两端的电压较大，运算放大器Α的输 出端对地的电压较大，电阻R6两端电压超过三极管Q1的导通电压，VI与地GND导通，即短 路检测模块12输出为低电平信号，锁存模块13输出为低电平信号，开关控制模块14输出 开关断开信号控制受控开关Μ断开，从而保护回路安全。短路检测模块12、锁存模块13、开 关控制模块14、都采用硬件控制方式，能够加快短路保护速度。锁存模块13能够锁存短路 信号，即使受控开关Μ断开后检流电阻Rs上无电流流过，短路检测模块12输出端电位恢复 高电平，受控开关Μ也不会恢复导通，从而能够更加有效的保护电路。
[0033] 本发明短路保护电路的第一实施例通过设置采用硬件控制方式的短路检测模块 12检测短路，通过设置锁存模块13锁存短路信号，通过上述方式，能够加快短路保护速度， 并能够避免因短路信号不能锁存而导致的误动作。
[0034] 请参阅图3,图3是本发明短路保护电路第二实施例的结构示意图。本发明短路保 护电路的第二实施例在第一实施例基础上增加了休眠唤醒模块15。休眠唤醒模块15用于 在回路短路时唤醒短路检测模块12且在回路正常工作时使短路检测模块12休眠。
[0035] 休眠唤醒模块15包括与非门U2、三极管Q2、反相器Β3、反相器M、电阻R9、电阻 R10、电阻R11、电阻R12、电容C1以及二极管D2,电容C1的第一端连接检流电阻Rs的第二 端S2,电容C1的第二端连接电阻R9的第一端，电阻R9的第二端连接电阻R10的第一端，电 阻R10的第二端接地，三极管Q2的基极连接电阻R10的第一端，三极管Q2的发射极连接电 阻R10的第二端，三极管Q2的集电极连接电阻R11的第二端，电阻R11的第一端连接工作电 压VCC，与非门U2的第二输入端连接电阻R11的第二端，反相器B3的输入端连接电阻R11 的第二端，电阻R12的第二端连接反相器B3的输出端，电阻R12的第一端连接二极管D2的 正极，二极管D2的负极连接与非门U2的第一输入端，反相器Μ的输入端连接电阻R12的 第一端，反相器Β4的输出端连接与非门U2的第二输入端，与非门U2的第一输入端连接第 二外部信号端RESET2。与非门U2的输出端为休眠唤醒模块15的输出端，与非门U2的输出 端连接短路检测模块12的使能端ΕΝ。在本实施例中，短路检测模块12的使能端ΕΝ为运算 放大器Α的使能端ΕΝ，在其他实施例中，短路检测模块12的使能端ΕΝ也可以在其他元件 上。
[0036] 下面结合实施例说明休眠唤醒模块15的工作原理。
[0037] 休眠唤醒模块15自身带有由电容C1、电阻R9、电阻R10、三极管Q2、电阻R11组成 的用于短路检测的模块。当回路正常工作时，三极管Q2的基极与发射极之间的电压小于导 通电压，三极管Q2关断，V2处为高电平，当第二外部信号端RESET2为高电平时，与非门U2 的输出端为低电平，即运算放大器A的使能端EN为低电平，运算放大器A进入休眠状态，即 短路检测模块12进入休眠状态。通过上述方式可以降低短路保护电路的功耗。在回路短 路时，电容C1的第一端的瞬间电位约等于电池111正极的电位，由于电容C1两端的电压无 法突变，电容C1的第二端的瞬间电位也约等于电池111正极的电位，R10上分压大于Q2的 导通电压，三极管Q2导通，V2处为低电平，与非门U2的输出端为高电平，运算放大器A的 使能端EN为高电平，运算放大器A被唤醒，即短路检测模块12被唤醒。
[0038] 本发明短路保护电路的第二实施例通过设置采用硬件控制方式的短路检测模块 12检测短路，通过设置锁存模块13锁存短路信号，通过设置休眠唤醒模块15在短路时唤醒 短路检测模块12,在正常工作时使短路检测模块12休眠，通过上述方式，能够加快短路保 护速度，并能够避免因短路信号不能锁存而导致的误动作，能够降低电路的功耗。
[0039] 请参阅图4,图4是本发明短路保护电路第三实施例的结构示意图。本发明短路 保护电路第三实施例在第二实施例的基础上增加了钳位电路模块16。钳位电路模块16用 于限制检流电阻Rs的第一端S1对地的电位。钳位电路模块16包括二极管D3、二极管D4、 电容C2以及电阻R13,二极管D3的负极连接检流电阻Rs的第一端S1，电阻R13的第二端 连接二极管D3的正极，电阻R13的第一端接地，二极管D4的正极连接检流电阻Rs的第一 端，二极管D4的负极连接电容C2的第二端，电容C2的第一端接地，二极管D4的负极连接 二极管D3的正极，二极管D4的正极连接二极管D3的负极在本实施例中，二极管D3和二极 管D4为肖特基二极管，在其他实施例中，二极管D3和二极管D4单向瞬态二极管或者稳压 二极管。
[0040] 下面结合实施例说明钳位电路模块16的工作原理。
[0041] 在回路短路瞬间检流电阻Rs的第一端S1的电位与其第二端S2电位近似相等，因 此短路瞬间二极管D4的正极电位近似等于电池111正极电位，从而二极管D4正向导通二 极管D3反向截止，又由于短路瞬间电容C2两端电压不能突变，因此S1处电位快速通过二 极管D4、电阻R13泄放到GND，从而将检流电阻Rs的第一端S1电位钳位到较小的幅度，进 而令检流电阻Rs第二端S2的电位也钳位至较小的幅度经电阻R2、R3分压后输入运算放大 器A的电位幅度小于运算放大器A的极限输入电压范围，因此可以避免运放工作异常。
[0042] 电容C2充满电后，S1处电位继续通过二极管D4、电阻R13泄放到GND，在受控开关 Μ关断前S1处电位一直被钳位在较小的幅度。当受控开关Μ关断时，由于放电通路（S1 - 二极管D4 -电阻R13 - GND)中电流不能突变以及检流电阻Rs第一端S1与GND之间引线 的寄生参数的影响，受控开关Μ关断瞬间S1处电位将下降较大值，从而二极管D4反向截止 而二极管D3正向导通，同样因为电容C2两端的电压不能突变，GND与二极管D3、检流电阻 Rs的第一端S1形成续流回路，从而S1与GND之间的电位差快速钳位至较小的幅度，从而 受控开关Μ的栅极与源极之间的电压一直小于受控开关Μ的开启电压，能够避免受控开关 Μ出现二次开启的现象。
[0043] 本发明短路保护电路的第三实施例通过设置采用硬件控制方式的短路检测模块 12检测短路，通过设置锁存模块13锁存短路信号，通过设置休眠唤醒模块15在短路时唤醒 短路检测模块12,在正常工作时使短路检测模块12休眠，通过设置钳位电路模块16将检 流电阻Rs第一端S1的电位钳位至较小的幅度，通过上述方式，能够加快短路保护速度，并 能够避免因短路信号不能锁存而导致的误动作，能够降低电路的功耗，能够避免因检流电 阻Rs第一端S1电位过大而导致运算放大器A和受控开关Μ的损伤，还能够防止受控开关 Μ二次开启。
[0044] 以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的 【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路包括电池模块、短路检测模块、 锁存模块以及开关控制模块，所述电池模块包括受控开关Μ和检流电阻Rs，所述短路检测 模块通过所述检流电阻Rs检测所述电池模块的负载和所述电池模块形成的回路是否短 路，并在短路时输出短路信号，所述锁存模块与所述短路检测模块连接，用于锁存所述短路 信号并输出，所述开关控制模块与所述锁存模块连接，用于在接收到所述短路信号时输出 开关断开信号，所述受控开关Μ与所述开关控制模块连接，用于在接收到所述开关断开信 号时断开所述回路。
2. 根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述电池模块进一步包括电池， 所述检流电阻Rs的第一端与所述电池的负极连接，所述电池的负极接地，所述检流电阻Rs 的第二端连接所述受控开关Μ的第一端，所述受控开关Μ的第二端连接所述电池模块的第 一输出端PACK-，所述受控开关Μ的控制端连接所述开关控制模块，所述电池模块的第二输 出端PACK+连接所述电池的正极，所述电池模块的第一输出端PACK-和第二输出端PACK+ 用于连接所述负载，所述短路检测模块的两输入端分别连接所述检流电阻Rs的两端，所述 短路检测模块用于根据流过所述检流电阻Rs的电流值输出不同的信号，在流过所述检流 电阻Rs的电流值超过额定电流值时，所述短路检测模块输出所述短路信号，所述受控开关 Μ在接收到所述开关断开信号时其第一端与第二端断开，以使得所述回路断开。
3. 根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路检测模块包括差分放 大单元和短路监控单元，所述差分放大单元包括运算放大器Α、电阻R1、电阻R2、电阻R3以 及电阻R4,所述短路监控单元包括电阻R5、电阻R6以及三极管Q1，所述运算放大器Α的反 相输入端连接所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第二端连接所述检流电阻Rs的第一 端，所述运算放大器A的正相输入端连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第二端连接 所述检流电阻Rs的第二端，所述电阻R3的第一端连接所述运算放大器A的正相输入端，所 述电阻R3的第二端接地，所述电阻R4的第一端连接所述运算放大器A的输出端，所述电阻 R4的第二端连接所述运算放大器A的反相输入端，所述运算放大器A的工作电压端接工作 电压，所述运算放大器A的接地端接地，所述电阻R5的第一端连接所述运算放大器A的输 出端，所述电阻R5的第二端连接所述电阻R6的第一端，所述电阻R6的第二端接地，所述三 极管Q1的基极连接所述电阻R6的第一端，所述三极管Q1的发射极连接所述电阻R6的第 二端，所述三极管Q1的集电极为所述短路检测模块的输出端，所述短路保护电路还包括电 阻R7,所述电阻R7的第一端连接所述工作电压，所述电阻R7的第二端连接所述短路检测模 块的输出端，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及电阻R6的阻值大小设置 成使得所述检流电阻Rs上的电流超过所述额定电流值时所述电阻R6两端电压恰好超过所 述三极管Q1的导通电压，以使得所述短路检测模块在所述回路短路时输出低电平信号，在 所述回路正常工作时输出高电平信号。
4. 根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述锁存模块包括反相器B1、反 相器B2、二极管D1、电阻R8以及与门U1，所述反相器B1的输入端连接所述短路检测模块的 输出端，所述反相器B1的输出端连接所述电阻R8的第一端，所述电阻R8的第二端连接所 述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极连接所述与门U1的第一输入端，所述反相器B2 的输入端连接所述电阻R8的第二端，所述反相器B2的输出端连接所述与门U1的第二输入 端，所述与门U1的第二输入端连接所述短路检测模块的输出端，所述锁存模块接收到所述 短路检测模块的输出的低电平信号后，所述与门U1的输出端保持低电平，所述受控开关Μ 保持断开。
5. 根据权利要求1或4所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路进一步包 括休眠唤醒模块，所述休眠唤醒模块用于在所述回路短路时唤醒所述短路检测模块且在所 述回路正常工作时使所述短路检测模块休眠。
6. 根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，所述休眠唤醒模块包括与非门 U2、三极管Q2、反相器Β3、反相器M、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C1以及二 极管D2,所述电容C1的第一端连接所述检流电阻Rs的第二端，所述电容C1的第二端连接 所述电阻R9的第一端，所述电阻R9的第二端连接所述电阻R10的第一端，所述电阻R10的 第二端接地，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R10的第一端，所述三极管Q2的发射极连 接所述电阻R10的第二端，所述三极管Q2的集电极连接所述电阻R11的第二端，所述电阻 Rl 1的第一端连接所述工作电压，所述与非门U2的第二输入端连接所述电阻Rl 1的第二端， 所述反相器B3的输入端连接所述电阻R11的第二端，所述电阻R12的第二端连接所述反相 器B3的输出端，所述电阻R12的第一端连接所述二极管D2的正极，所述二极管D2的负极 连接所述与非门U2的第一输入端，所述反相器Μ的输入端连接所述电阻R12的第一端，所 述反相器Μ的输出端连接所述与非门U2的第二输入端，所述与非门U2的输出端为所述休 眠唤醒模块的输出端，所述与非门U2的输出端连接所述短路检测模块的使能端，所述休眠 唤醒模块在所述回路短路时输入高电平信号至所述使能端唤醒所述短路检测模块且在所 述回路正常工作时输入低电平信号至所述使能端使所述短路检测模块休眠。
7. 根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述受控开关Μ为Ν沟道场效应 管，所述Ν沟道场效应管的源极连接所述检流电阻Rs的第二端，漏极连接所述电池模块的 第一输出端PACK-，栅极连接所述开关控制模块的输出端。
8. 根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路进一步包括 钳位电路模块，所述钳位电路模块用于限制所述检流电阻Rs的第一端对地的电位。
9. 根据权利要求8所述的短路保护电路，其特征在于，所述钳位电路模块包括二极管 D3、二极管D4、电容C2以及电阻R13,所述二极管D3的负极连接所述检流电阻Rs的第一端， 所述电阻R13的第二端连接所述二极管D3的正极，所述电阻R13的第一端接地，所述二极 管D4的正极连接所述检流电阻Rs的第一端，所述二极管D4的负极连接所述电容C2的第 二端，所述电容C2的第一端接地，所述二极管D4的负极连接所述二极管D3的正极，所述二 极管D4的正极连接所述二极管D3的负极。
10. 根据权利要求9所述的短路保护电路，其特征在于，所述二极管D3和二极管D4为 肖特基二极管、单向瞬态二极管或者稳压二极管。
【文档编号】H02H7/18GK104104067SQ201310577425
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年4月12日
【发明者】林田生 申请人:东莞钜威新能源有限公司