一种电池的用电安全防护电路的制作方法

本实用新型涉及供电安全技术领域，尤其涉及一种电池的用电安全防护电路。

背景技术：

电子产品中，特别是直流供电的电子产品中，电池一般是必不可少的，例如电动车。电动车的电池，其电极一般是不能反接的，反接后可能会损毁电路中的其他电子元器件。此外，现有的电动车中，一般都缺乏必要的短路检测或短路保护手段，若电路发生短路，极可能会短时间产生大量的热进而导致车辆烧毁，甚至于威胁到人身安全。故设计一款防反接以及短路保护的电路成本本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电池的用电安全防护电路，来解决以上技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池的用电安全防护电路，包括：单片机、防反接电路和过压过流检测电路；

所述防反接电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、PMOS管Q3和PMOS管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；所述过压过流检测电路包括三极管Q5、电容C1、电阻R6、电阻R7和电阻R8；

PMOS管Q1的源极电连接PMOS管Q4的源极，PMOS管Q1的漏极电连接PMOS管Q2的漏极，PMOS管Q1的栅极电连接电阻R1的第一端；PMOS管Q2的源极电连接PMOS管Q3的源极，PMOS管Q2的栅极电连接电阻R2的第一端；PMOS管Q3的漏极电连接PMOS管Q4的漏极，PMOS管Q3的栅极电连接电阻R3的第一端；PMOS管Q4的栅极电连接电阻R4的第一端；

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的第二端均电连接电阻R6的第一端；电阻R6的第二端电连接三极管Q5的集电极；三极管Q5的基极电连接电阻R7的第二端、电阻R8的第一端和电容C1的正极；三极管Q5的发射极、电阻R8的第二端、电容C1的负极均电连接电池的负极；电阻R7的第一端电连接所述单片机的开关信号输出端；

其中，PMOS管Q1、PMOS管Q2、PMOS管Q3和PMOS管Q4均为增强型MOS管，三极管Q5为NPN三极管；PMOS管Q1的漏极电连接电池的正极，PMOS管Q4的漏极用于接用电负载的正电源输入端，电池的负极用于接用电负载的负电源输入端；所述单片机的开关信号输出端可输出高电平信号以控制三极管Q5导通。

优选的，所述用电安全防护电路还包括电压采样电路；

所述电压采样电路包括二极管D1、二极管D2、电容C2、电容C3、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12；

二极管D1的正极电连接电池的正极，二极管D1的负极电连接电阻R9的第一端，电阻R9的第二端分别电连接电容C2的正极和电阻R10的第一端，C2的负极和电阻R10的第二端电连接电池的负极；二极管D2的正极电连接PMOS管Q4的漏极，二极管D2的负极电连接电阻R11的第一端，电阻R11的第二端分别电连接电容C3的正极和电阻R12的第一端，C3的负极和电阻R12的第二端电连接电池的负极；

其中，三极管Q5的发射极接地；电阻R10的第一端电连接所述单片机的第一电压采样端，电阻R12的第一端电连接所述单片机的第二电压采样端。

优选的，所述用电安全防护电路还包括过温检测电路；

所述过温检测电路包括电阻R13、热敏电阻RT和电容C4；

电阻R13的第一端电连接+VCC电压，电阻R13的第二端分别电连接热敏电阻RT的第一端以及电容C4的正极，热敏电阻RT的第二端以及电容C4的负极接地；

其中，热敏电阻RT的第一端还电连接所述单片机的第三电压采样端。

优选的，所述用电安全防护电路还包括用于提供+VCC电压的VCC电压生成电路；

所述VCC电压生成电路包括二极管D3、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和稳压输出芯片；所述稳压输出芯片采用盛群半导体公司生产的型号为HT7533的芯片；

二极管D3的正极电连接电池的正极，二极管D3的负极分别电连接电容C5的正极、电容C6的正极以及所述稳压输出芯片的输入端，所述稳压输出芯片的输出端分别电连接电容C7的正极、电容C8的正极和电容C9的正极，电容C5的负极、电容C6的负极、电容C7的负极、电容C8的负极、电容C9的负极和所述稳压输出芯片的接地端均接地；

其中，所述稳压输出芯片的输出端输出+VCC电压，+VCC电压为+3.3V电压。

优选的，PMOS管Q4的漏极和用电负载的正电源输入端之间还电连接有控制开关；所述用电安全防护电路还包括开关控制电路；

所述开关控制电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和三极管Q6；三极管Q6为NPN三极管；

电阻R14的第一端电连接所述单片机的控制信号输出端，电阻R14的第二端分别电连接电阻R15的第一端和三极管Q6的基极，电阻R15的第二端和三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极分别电连接电阻R16的第二端和电阻R17的第一端，电阻R16的第一端电连接+VCC电压，电阻R17的第二端电连接所述控制开关的控制端，所述控制开关的第一触点电连接PMOS管Q4的漏极，所述控制开关的第二触点电连接用电负载的正电源输入端；

工作时，电阻R17的第二端输出低电平信号时，所述控制开关的第一触点和第二触点断开；电阻R17的第二端输出高电平信号时，所述控制开关的第一触点和第二触点短接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的用电安全防护电路通过一个三级管以及两组串接的PMOS管即可实现电池的正反接保护，电路简单可靠，且成本低廉；而且，该用电安全防护电路在用电设备或用电负载出现短路现象时，还可迅速切断电池和用电设备之间的通路，达到短路保护的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池的用电安全防护电路的主电路结构图。

图2为本实用新型实施例提供的电池的用电安全防护电路的辅电路结构图。

图中:

10、防反接电路；20、过压过流检测电路；30、电压采样电路；40、控制开关；50、用电负载；60、过温检测电路；70、VCC电压生成电路；80、开关控制电路；90、单片机。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的电池的用电安全防护电路的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的电池的用电安全防护电路的辅电路结构图。该用电安全防护电路具体包括：单片机90、防反接电路10和过压过流检测电路20。

具体的，防反接电路10包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、PMOS管Q3和PMOS管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；过压过流检测电路20包括三极管Q5、电容C1、电阻R6、电阻R7和电阻R8。具体的电路连接关系如下：

PMOS管Q1的源极电连接PMOS管Q4的源极，PMOS管Q1的漏极电连接PMOS管Q2的漏极，PMOS管Q1的栅极电连接电阻R1的第一端；PMOS管Q2的源极电连接PMOS管Q3的源极，PMOS管Q2的栅极电连接电阻R2的第一端；PMOS管Q3的漏极电连接PMOS管Q4的漏极，PMOS管Q3的栅极电连接电阻R3的第一端；PMOS管Q4的栅极电连接电阻R4的第一端；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的第二端均电连接电阻R6的第一端；电阻R6的第二端电连接三极管Q5的集电极；三极管Q5的基极电连接电阻R7的第二端、电阻R8的第一端和电容C1的正极；三极管Q5的发射极、电阻R8的第二端电容C1的负极均电连接电池的负极；电阻R7的第一端电连接单片机90的开关信号输出端。其中，电池的正极即图1中的BAT+端子，电池的负极即图1中的BAT-端子。

其中，PMOS管Q1、PMOS管Q2、PMOS管Q3和PMOS管Q4均为增强型MOS管，三极管Q5为NPN三极管；PMOS管Q1的漏极电连接电池的正极，PMOS管Q4的漏极用于接用电负载50的正电源输入端，电池的负极用于接用电负载50的负电源输入端；单片机90的开关信号输出端可输出高电平信号以控制三极管Q5导通。

具体的，所述用电安全防护电路还包括电压采样电路30；电压采样电路30包括二极管D1、二极管D1、电容C2、电容C3、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12；具体的电路连接关系如下：

二极管D1的正极电连接电池的正极，二极管D1的负极电连接电阻R9的第一端，电阻R9的第二端分别电连接电容C2的正极和电阻R10的第一端，C2的负极和电阻R10的第二端电连接电池的负极；二极管D2的正极电连接PMOS管Q4的漏极，二极管D2的负极电连接电阻R11的第一端，电阻R11的第二端分别电连接电容C3的正极和电阻R12的第一端，C3的负极和电阻R12的第二端电连接电池的负极；其中，三极管Q5的发射极接地；电阻R10的第一端电连接单片机90的第一电压采样端，电阻R12的第一端电连接单片机90的第二电压采样端。

具体的，所述用电安全防护电路还包括过温检测电路60；所述过温检测电路包括电阻R13、热敏电阻RT和电容C4；电阻R13的第一端电连接+VCC电压，电阻R13的第二端分别电连接热敏电阻RT的第一端以及电容C4的正极，热敏电阻RT的第二端以及电容C4的负极接地；其中，热敏电阻RT的第一端还电连接单片机90的第三电压采样端。

具体的，所述用电安全防护电路还包括用于提供+VCC电压的VCC电压生成电路70。

VCC电压生成电路70包括二极管D3、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和稳压输出芯片；所述稳压输出芯片采用盛群半导体公司生产的型号为HT7533的芯片；具体的电路连接关系如下：

二极管D3的正极电连接电池的正极，二极管D3的负极分别电连接电容C5的正极、电容C6的正极以及所述稳压输出芯片的输入端，所述稳压输出芯片的输出端分别电连接电容C7的正极、电容C8的正极和电容C9的正极，电容C5的负极、电容C6的负极、电容C7的负极、电容C8的负极、电容C9的负极和所述稳压输出芯片的接地端均接地；其中，所述稳压输出芯片的输出端输出+VCC电压，+VCC电压为+3.3V电压。

优选的，PMOS管Q4的漏极和用电负载50的正电源输入端之间还电连接有控制开关40；所述用电安全防护电路还包括开关控制电路80。所述开关控制电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和三极管Q6；三极管Q6为NPN三极管；电阻R14的第一端电连接单片机90的控制信号输出端，电阻R14的第二端分别电连接电阻R15的第一端和三极管Q6的基极，电阻R15的第二端和三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极分别电连接电阻R16的第二端和电阻R17的第一端，电阻R16的第一端电连接+VCC电压，电阻R17的第二端电连接控制开关40的控制端，控制开关40的第一触点电连接PMOS管Q4的漏极，控制开关40的第二触点电连接用电负载50的正电源输入端。

本实施例中，电阻R17的第二端输出低电平信号时，控制开关40的第一触点和第二触点断开；电阻R17的第二端输出高电平信号时，控制开关40的第一触点和第二触点短接。

本实用新型的用电安全防护电路通过一个三级管以及两组串接的PMOS管即可实现电池的正反接保护，电路简单可靠，且成本低廉；而且在用电设备或用电负载出现短路现象时，还可迅速切断电池和用电负载50之间的通路，达到短路保护的目的。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一端”、“第二端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，其中，“第一端”为图中的左端或上端，“第二端“为图中的右端或下端，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的电路或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。