锂离子电池充电过流保护电路的制作方法
【专利摘要】锂离子电池充电过流保护电路，其包括充电电流采样模块、充电电流放大模块、过流检测模块和阈值电压生成模块；该充电电流采样模块用于米集电池的电流并对应生成一米样电压；该充电电流放大模块用于将该采样电压放大为一待检测电压信号；该过流检测模块用于将该待检测电压信号与阈值电压生成模块所提供的阈值电压信号进行比较，在该待检测电压信号大于该阈值电压信号时，将一电池保护芯片的控制引脚拉低接地，以使得一充电开关电路停止给电池充电。上述实用新型可对锂离子电池进行精准有效的过流保护，且电路结构简单，成本低。
【专利说明】锂离子电池充电过流保护电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种锂离子电池充电过流保护电路。
【背景技术】
[0002]如图1所示，现有的多个串联锂离子电池的充放电保护电路一般采用电池保护芯片UO，该电池保护芯片UO用于检测锂离子电池BI至B12的过充过放电压以及过充过放电流，具体地，其通过检测采样电阻R81和电阻R80的电流，结合公式U = R*I来判断是否过流，由于充电过程中，每一锂离子电池的负极电势高于充电电源的负电势，会使得公式中的U值恒为0，从而使得电池保护芯片UO无法在充电过程中识别出过流，也就是说，即使过流了，电池保护芯片UO的控制引脚C-FET还是依然输出高电平信号至充电开关电路90，以继续给电池充电。
实用新型内容
[0003]针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在于提供一种可解决上述技术问题的锂离子电池充电过流保护电路。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种锂离子电池充电过流保护电路，其包括充电电流采样模块、充电电流放大模块、过流检测模块和阈值电压生成模块；
[0006]该充电电流米样模块用于米集电池的电流并对应生成一米样电压；该充电电流放大模块用于将该采样电压放大为一待检测电压信号；该过流检测模块用于将该待检测电压信号与阈值电压生成模块所提供的阈值电压信号进行比较，在该待检测电压信号大于该阈值电压信号时，将一电池保护芯片的控制引脚拉低接地，以使得一充电开关电路停止给电池充电。
[0007]优选地，该充电电流米样模块包括相并联的第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端接地，第一电阻的另一端连接该电池保护芯片的电流检测引脚。
[0008]优选地，该充电电流放大模块为双端输入单端输出的差分放大电路，该差分放大电路的其中一输入端连接该第一电阻的另一端，另一输入端连接该阈值电压生成模块，输出端连接该过流检测模块。
[0009]优选地，该充电电流放大模块包括第三电阻至第六电阻、第一电容和第一运算放大器；该第一运算放大器的反相端通过第三电阻连接该第一电阻的另一端，还通过第六电阻连接该第一运算放大器的输出端，该第一运算放大器的同相端通过第四电阻接地，还通过第五电阻连接该阈值电压生成模块，该第一运算放大器的输出端通过第一电容接地，还连接该过流检测模块。
[0010]优选地，该过流检测模块包括第二运算放大器、第七电阻至第十电阻和电子开关；该第二运算放大器的反相端通过第七电阻连接该阈值电压生成模块，该第二运算放大器的同相端通过第八电阻连接该第一运算放大器的输出端，该第二运算放大器的输出端连接该电子开关的控制端，还通过第九电阻接地；该电子开关的输入端接地，输出端通过第十电阻连接该电池保护芯片的控制引脚；其中，该电子开关的控制端为低电平时，电子开关截止，该电子开关的控制端为高电平时，电子开关导通。
[0011]优选地，该阈值电压生成模块包括第十一电阻至第十三电阻、三端可调稳压器、第二电容和第三电容；一直流电源通过第十一电阻连接一阈值电压输出端，该三端可调稳压器的阴极连接于第十一电阻和该阈值电压输出端之间，该三端可调稳压器的参考极通过第十二电阻连接于该第十一电阻和该阈值电压输出端之间，还通过第十三电阻接地；该第二电容和第三电容相并联连接，该阈值电压输出端还通过该第二电容接地；该阈值电压输出端即为该阈值电压生成模块的输出端。
[0012]优选地，该电子开关为场效应管，该电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应为该场效应管的栅极、源极和漏极。
[0013]本实用新型的有益效果如下:
[0014]上述实用新型可根据电池特性预设阈值电压信号，并将采样电压放大后与阈值电压信号进行精准比较，在充电过流时，将电子保护芯片的控制引脚拉低，从而停止给电池充电，本电路可对锂离子电池进行精准有效的过流保护，且电路结构简单，在现有的电池充电保护电路增加即可，不用改动现有的电池充电保护电路。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有技术的电池保护电路的部分电路图。
[0016]图2为本实用新型锂离子电池充电过流保护电路的较佳实施方式的电气原理图。
[0017]图3为图2的锂离子电池充电过流保护电路的充电电流采样模块和充电电路放大模块的电路图。
[0018]图4为图2的锂离子电池充电过流保护电路的过流检测模块的电路图。
[0019]图5为图2的锂离子电池充电过流保护电路的阈值电压生成模块。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图以及【具体实施方式】，对本实用新型做进一步描述:
[0021]请参见图2，本实用新型涉及一种锂离子电池充电过流保护电路，其较佳实施方式包括充电电流采样模块50、充电电流放大模块10、过流检测模块20和阈值电压生成模块30。
[0022]该充电电流采样模块50用于采集电池的电流并对应生成一采样电压，如采集图1中的电池组；该充电电流放大模块10用于将该采样电压放大为一待检测电压信号；该过流检测模块20用于将该待检测电压信号与阈值电压生成模块30所提供的阈值电压信号进行比较，在该待检测电压信号大于该阈值电压信号时，将一电池保护芯片UO的控制引脚c_FET拉低接地，以使得一充电开关电路90停止给电池充电。
[0023]该电池保护芯片UO和该充电开关电路90均可由现有技术可获知，在此不再赘述。
[0024]参见图3,本实施例中，该充电电流米样模块50包括相并联的第一电阻Rl和第二电阻R2，该采样电压即为第一电阻Rl和第二电阻R2的并联电压，第一电阻Rl的一端接地，第一电阻Rl的另一端连接该电池保护芯片UO的电流检测引脚ISENS。
[0025]参见图3，该充电电流放大模块10为双端输入单端输出的差分放大电路，该差分放大电路的其中一输入端连接该第一电阻Rl的另一端，另一输入端连接该阈值电压生成模块30，输出端连接该过流检测模块20。
[0026]具体地，该充电电流放大模块10包括第三电阻R3至第六电阻R6、第一电容Cl和第一运算放大器Ul。该第一运算放大器Ul的反相端通过第三电阻R3连接该第一电阻Rl的另一端，还通过第六电阻R6连接该第一运算放大器Ul的输出端CH_I，该第一运算放大器Ul的同相端通过第四电阻R4接地，还通过第五电阻R5连接该阈值电压生成模块30，该第一运算放大器Ul的输出端CH_I通过第一电容Cl接地，还连接该过流检测模块20。
[0027]参见图4，该过流检测模块20包括第二运算放大器U2、第七电阻R7至第十电阻RlO和电子开关Q1。该第二运算放大器U2的反相端通过第七电阻R7连接该阈值电压生成模块30，该第二运算放大器U2的同相端通过第八电阻R8连接该第一运算放大器Ul的输出端CH_I。该第二运算放大器U2的输出端连接该电子开关Ql的控制端，还通过第九电阻R9接地。该电子开关Ql的输入端接地，输出端通过第十电阻RlO连接该电池保护芯片Ul的控制引脚C_FET。其中，该电子开关Ql的控制端为低电平时，电子开关Ql截止，该电子开关Ql的控制端为高电平时，电子开关Ql导通。
[0028]参见图5，该阈值电压生成模块30包括第i^一电阻Rll至第十三电阻R13、三端可调稳压器U3、第二电容C2和第三电容C3。一直流电源VCC通过第i^一电阻Rll连接一阈值电压输出端VREF，该三端可调稳压器U3的阴极CATH连接于第i^一电阻Rll和该阈值电压输出端VREF之间，该三端可调稳压器U3的参考极REF通过第十二电阻R12连接于该第i^一电阻Rl I和该阈值电压输出端VREF之间，还通过第十三电阻Rl3接地。该第二电容C2和第三电容C3相并联连接，该阈值电压输出端VREF还通过该第二电容C2接地。该阈值电压输出端VREF即为该阈值电压生成模块30的输出端。
[0029]上述元件涉及到的接地，也可为连接到电池组的负极B-。
[0030]下面对本实用新型的较佳实施方式的工作原理进行描述:
[0031]该充电电流放大模块10实时将该充电电流米样模块50所米样的米样电压放大为待检测电压信号，该第二运算放大器U2将待检测电压信号与阈值电压生成模块30所输出的阈值电压信号进行比较，当该待检测电压信号小于该阈值电压信号时，该第二运算放大器U2输出一低电平信号至该电子开关Ql的控制端，使得该电子开关Ql截止，故，在没有过充电流的情况下，电池保护芯片UO的控制引脚C_FET保持输出高电平信号至该充电开关电路90，以使得电池继续充电。
[0032]当该待检测电压信号大于该阈值电压信号时，该第二运算放大器U2输出一高电平信号至该电子开关Ql的控制端，使得该电子开关Ql导通，进而使得电池保护芯片UO的控制引脚C_FET通过电子开关Ql拉低接地，此时，虽然电池保护芯片UO的控制引脚C_FET本身仍然输出高低平，但由于被拉低，该充电开关电路90相当于接收低电平信号，从而使得电池停止充电，如此，即可起到充电过流保护功能。
[0033]上述阈值电压信号可根据电池特性调整阈值电压生成模块30的元件参数而获得，可针对电池特性设置更为精准的阈值电压，有利于优化检测精度。
[0034]本实施例中，该电子开关Ql为场效应管，该电子开关Ql的控制端、输入端和输出端分别对应为该场效应管的栅极、源极和漏极。其他实施例中，该电子开关Ql还可为三极管，该电子开关Ql的控制端、输入端和输出端对应为三极管的基极、发射极和集电极。
[0035]上述实用新型可根据电池特性预设阈值电压信号，并将采样电压放大后与阈值电压信号进行精准比较，在充电过流时，将电子保护芯片UO的控制引脚拉低，从而停止给电池充电，本电路可对锂离子电池进行精准有效的过流保护，且电路结构简单，在现有的电池充电保护电路增加即可，不用改动现有的电池充电保护电路。
[0036]对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种锂离子电池充电过流保护电路，其特征在于:其包括充电电流采样模块、充电电流放大模块、过流检测模块和阈值电压生成模块； 该充电电流采样模块用于采集电池的电流并对应生成一采样电压；该充电电流放大模块用于将该采样电压放大为一待检测电压信号；该过流检测模块用于将该待检测电压信号与阈值电压生成模块所提供的阈值电压信号进行比较，在该待检测电压信号大于该阈值电压信号时，将一电池保护芯片的控制引脚拉低接地，以使得一充电开关电路停止给电池充电。
2.如权利要求1所述的锂离子电池充电过流保护电路，其特征在于:该充电电流采样模块包括相并联的第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端接地，第一电阻的另一端连接该电池保护芯片的电流检测引脚。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池充电过流保护电路，其特征在于:该充电电流放大模块为双端输入单端输出的差分放大电路，该差分放大电路的其中一输入端连接该第一电阻的另一端，另一输入端连接该阈值电压生成模块，输出端连接该过流检测模块。
4.如权利要求3所述的锂离子电池充电过流保护电路，其特征在于:该充电电流放大模块包括第三电阻至第六电阻、第一电容和第一运算放大器；该第一运算放大器的反相端通过第三电阻连接该第一电阻的另一端，还通过第六电阻连接该第一运算放大器的输出端，该第一运算放大器的同相端通过第四电阻接地，还通过第五电阻连接该阈值电压生成模块，该第一运算放大器的输出端通过第一电容接地，还连接该过流检测模块。
5.如权利要求4所述的锂离子电池充电过流保护电路，其特征在于:该过流检测模块包括第二运算放大器、第七电阻至第十电阻和电子开关；该第二运算放大器的反相端通过第七电阻连接该阈值电压生成模块，该第二运算放大器的同相端通过第八电阻连接该第一运算放大器的输出端，该第二运算放大器的输出端连接该电子开关的控制端，还通过第九电阻接地；该电子开关的输入端接地，输出端通过第十电阻连接该电池保护芯片的控制引脚；其中，该电子开关的控制端为低电平时，电子开关截止，该电子开关的控制端为高电平时，电子开关导通。
6.如权利要求5所述的锂离子电池充电过流保护电路，其特征在于:该阈值电压生成模块包括第十一电阻至第十三电阻、三端可调稳压器、第二电容和第三电容；一直流电源通过第十一电阻连接一阈值电压输出端，该三端可调稳压器的阴极连接于第十一电阻和该阈值电压输出端之间，该三端可调稳压器的参考极通过第十二电阻连接于该第十一电阻和该阈值电压输出端之间，还通过第十三电阻接地；该第二电容和第三电容相并联连接，该阈值电压输出端还通过该第二电容接地；该阈值电压输出端即为该阈值电压生成模块的输出端。
7.如权利要求5所述的锂离子电池充电过流保护电路，其特征在于:该电子开关为场效应管，该电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应为该场效应管的栅极、源极和漏极。
【文档编号】H02H7/18GK204030681SQ201420471203
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】黄国文, 杨圣峯, 何鹏, 苏阳, 黄晓东, 彭建普 申请人:广西卓能新能源科技有限公司