一种锂电池充电二次保护电路

技术领域

本发明涉及锂电池保护电路技术领域，尤其涉及一种锂电池充电二次保护电路。

背景技术

近年来，锂(Li)离子电池等二次电池被广泛使用。由于锂电池组在一次电量放完以后，可以通过充电的方式继续为锂电池组充电，从而实现重复的循环使用。由于现在充电通常是通过市电交流电进行电压转换后，为锂电池组进行充电的。在没有人看管的情况下，锂电池组长时间通过充电器与市电交流电连接。由于各种未知原因可能会导致短路等各种故障情况，从而增加锂电池起火的危险。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锂电池充电二次保护电路。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种锂电池充电二次保护电路，包括：

第一锂电池保护电路，所述第一锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；

第二锂电池保护电路，所述第二锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；

充放电开关电路，所述充放电开关电路与所述第一锂电池保护电路连接，以在所述第一锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行开关控制；

三端保险丝，所述三端保险丝设置在所述锂电池组充放电回路上，以对所述锂电池组的充放电回路进行过流保护，所述三端保险丝还与所述第二锂电池保护电路连接，以在所述第二锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行关闭控制。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述第一锂电池保护电路包括：

第一锂电池保护芯片，所述第一锂电池保护芯片的分别与所述锂电池组的各节锂电池连接，以获取各个节锂电池的充放电信息；所述充放电开关电路的受控端与所述第一锂电池保护芯片充放电控制端连接，以在所述第一锂电池保护芯片的作用下对锂电池组进行充放电控制。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述充放电开关电路包括：

放电MOS管QD1，所述放电MOS管QD1的源极与所述锂电池组的负端连接，所述放电MOS管QD1的栅极与所述第一锂电池保护芯片的充电信号控制端连接；

充电MOS管QC1，所述充电MOS管QC1的漏极与所述放电MOS管QD1的漏极连接，所述充电MOS管QC1的源极充放电接口的负端连接，所述充电MOS管QC1的栅极与所述第一锂电池保护芯片的放电信号控制端连接。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述放电MOS管QD1分别设有多个，多个所述放电MOS管QD1相互并联连接；

所述充电MOS管QC1分别设有多个，多个所述充电MOS管QC1相互并联连接。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述锂电池充电二次保护电路还包括：

采样电阻RS1，所述采样电阻RS1设置在所述锂电池组的充放电回路上，所述采样电阻RS1与所述第一锂电池保护电路的电路检测端连接，以通过所述第一锂电池保护电路进行过流保护。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述第二锂电池保护电路包括：

第二锂电池保护芯片，所述第二锂电池保护芯片分别与所述锂电池组的各节锂电池连接，以获取各个节锂电池的充放电信息；

第一MOS管Q3，所述第一MOS管Q3的栅极通过第一电阻R17与所述第二锂电池保护芯片的充电保护控制端连接，所述第一MOS管Q3的源极与参考地连接，所述第一MOS管Q3的源极还通过第二电阻R18与所述第一MOS管Q3的栅极连接，所述第一MOS管Q3的漏极三端保险丝连接，以对所述三端保险丝进行熔断控制。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述三端保险丝包括：

保险丝，所述保险丝的一端与所述锂电池组的正端连接，所述保险丝的另一端与所述充放电接口的正端连接，所述保险丝的中部或所述一端还与所述第一MOS管Q3的漏极连接。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述锂电池充电二次保护电路还包括：温度检测电路，所述温度检测电路用于对充放电回路的温度进行检测，所述温度检测电路包括：

第三电阻R5，所述第三电阻R5的一端与所述第一锂电池保护芯片的温度检测端连接；

热敏电阻T2，所述热敏电阻T2的一端与所述第三电阻R5的另一端连接，所述热敏电阻T2的另一端与参考地连接。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述锂电池充电二次保护电路还包括二次放电电路，所述二次放电电路与所述第二锂电池保护电路连接，以在所述三端保险熔断后，在所述第二锂电池保护电路的控制下，控制将所述锂电池组放电；

所述二次放电电路包括：

第一二极管D3，所述第一二极管D3的阳极与所述锂电池组的正端连接；

第二MOS管Q6，所述第二MOS管Q6的漏极与所述第一二极管D3的阴极连接，所述第二MOS管Q6的源极与所述充放电接口的正端连接；

第三MOS管Q7，所述第三MOS管Q7的漏极与通过第四电阻R32所述第二MOS管Q6的栅极连接，所述第三MOS管Q7的源机与参考地连接，所述第三MOS管Q7的栅极与所述第二锂电池保护芯片的一控制端连接；

截止电平电压电路，所述截止电平电压电路分别与所述第二锂电池保护芯片的又一控制端及所述第二MOS管Q6的栅极连接，以在所述第二锂电池保护芯片的控制下，为所述第二MOS管Q6提供截止控制电源电压。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述截止电平电压电路包括：

第一三极管Q4，所述第一三极管Q4的集电极与所述锂电池组的正端连接，所述第一三极管Q4的基极与所述第二锂电池保护芯片的所述又一控制端连接，所述第一三极管Q4的基极还通过第五电阻R30与所述锂电池组的正端连接；

第二三极管Q5，所述第二三极管Q5的发射极与所述第一三极管Q4的发射极连接，所述第二三极管Q5的集电极与参考地连接，所述第二三极管Q5的基极与所述第一三极管Q4的基极连接；

第二二极管D4，所述第二二极管D4的阳极与所述锂电池组的第一节锂电池的阳极连接；

第一电容C17，所述第一电容C17的一端与所述第二二极管D4的阴极连接，所述第一电容C17的另一端与所述第二三极管Q5的发射极连接；

第三二极管D5，所述第三二极管D5的阳极与所述第一电容C17的所述一端连接；

第二电容C18，所述第二电容C18的一端与所述第三二极管D5的阴极连接，所述第二电容C18的另一端与参考地连接，所述第二电容C18的所述一端与所述述第二MOS管Q6的栅极连接。

本发明实施例提供的锂电池充电二次保护电路，通过第一锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；第二锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；充放电开关电路与所述第一锂电池保护电路连接，以在所述第一锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行开关控制；三端保险丝设置在所述锂电池组充放电回路上，以对所述锂电池组的充放电回路进行过流保护，所述三端保险丝还与所述第二锂电池保护电路连接，以在所述第二锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行关闭控制。这样，即使在没人看管的情况下对锂电池组充电，也可以大大减少由于充电过程中电流过大原因导致起火的危险，使得双重保护。

附图说明

图1为本发明实施例提供的锂电池充电二次保护电路结构框图；

图2为本发明实施例提供的第一锂电池保护电路和温度检测电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二锂电池保护电路结构示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，本发明实施例提供一种锂电池充电二次保护电路，包括：第一锂电池保护电路、第二锂电池保护电路、充放电开关电路和三端保险丝，所述第一锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；具体地，如图2中所示，所述第一锂电池保护电路包括：第一锂电池保护芯片U1，所述第一锂电池保护芯片U1的分别与所述锂电池组的各节锂电池连接，以获取各个节锂电池的充放电信息；所述第一锂电池保护芯片U1的电压检测端VC1～VC5分别与锂电池组中各节锂电池连接，以对各节锂电池进行充放电的电压检测，实现对锂电池组的过充和过分检测和保护控制。

所述第二锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；如图3中所示，所述第二锂电池保护电路包括：第二锂电池保护芯片U2和第一MOS管Q3，所述第二锂电池保护芯片U2分别与所述锂电池组的各节锂电池连接，以获取各个节锂电池的充放电信息；所述第二锂电池保护芯片U2的电压检测端VC1～VC5分别与锂电池组中各节锂电池连接，以对各节锂电池进行充放电的电压检测，实现对锂电池组的过充和过分检测和保护控制。所述第一MOS管Q3的栅极通过第一电阻R17与所述第二锂电池保护芯片U2的充电保护控制端CO连接，所述第一MOS管Q3的源极与参考地连接，所述第一MOS管Q3的源极还通过第二电阻R18与所述第一MOS管Q3的栅极连接，所述第一MOS管Q3的漏极三端保险丝连接，以对所述三端保险丝进行熔断控制。这样，所述第一MOS管Q3可在所述第二锂电池保护芯片U2的充电控制信号的作用下进行导通或截止。

所述充放电开关电路的受控端与所述第一锂电池保护电路连接，以在所述第一锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行开关控制；具体地，所述充放电开关电路与所述第一锂电池保护芯片U1充放电控制端连接，以在所述第一锂电池保护芯片的作用下对锂电池组进行充放电控制。也就是说，通过所述第一锂电池保护电路上的第一锂电池保护芯片U1可对所述充放电开关电路进行充放电控制，从而实现锂电池组充放电动第一重保护。第二重保护通过所述第二锂电池保护电路的所述第二锂电池保护芯片U2来实现。具体为，通过所述三端保险丝设置在所述锂电池组充放电回路上，以对所述锂电池组的充放电回路进行过流保护，所述三端保险丝还与所述第二锂电池保护电路连接，以在所述第二锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行关闭控制。如图3中所示，所述三端保险丝的两端设置在所述锂电池组的充放电回路上，所述三端保险丝包括：保险丝，所述保险丝的一端与所述锂电池组的正端连接，所述保险丝的另一端与所述充放电接口的正端连接，所述保险丝的中部或所述一端还与所述第一MOS管Q3的漏极连接。当充放电回路出现过流时，所述三端保险丝可直接熔断，实现过流保护。另外，当所述第二锂电池保护芯片U2检测到锂电池组出现过充时，可通过控制所述第一MOS管Q3导通，所述第一MOS管Q3导通可产生大电流，从而也可将所述三端保险丝熔断，实现第二重的锂电池组过充保护控制。

本发明实施例提供的锂电池充电二次保护电路，通过第一锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；第二锂电池保护电路与锂电池组连接，以对锂电池组进行充放电检测；充放电开关电路与所述第一锂电池保护电路连接，以在所述第一锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行开关控制；三端保险丝设置在所述锂电池组充放电回路上，以对所述锂电池组的充放电回路进行过流保护，所述三端保险丝还与所述第二锂电池保护电路连接，以在所述第二锂电池保护电路的作用下，对所述锂电池组的充放电回路进行关闭控制。这样，即使在没人看管的情况下对锂电池组充电，也可以大大减少由于充电过程中电流过大原因导致起火的危险，使得双重保护。

参阅图2，所述充放电开关电路包括：放电MOS管QD1和充电MOS管QC1，所述放电MOS管QD1的源极与所述锂电池组的负端连接，所述放电MOS管QD1的栅极与所述第一锂电池保护芯片U1的充电信号控制端连接；当所述第一锂电池保护芯片U1检测到锂电池组过放时，通过DSG端输出低电平过放保护信号至放电MOS管QD1的栅极，该电平信号可使得所述放电MOS管QD1截止，从而使得放电回路截止，锂电池组停止对外放电。

所述充电MOS管QC1的漏极与所述放电MOS管QD1的漏极连接，所述充电MOS管QC1的源极充放电接口的负端连接，所述充电MOS管QC1的栅极与所述第一锂电池保护芯片的放电信号控制端连接。当所述第一锂电池保护芯片U1检测到锂电池组过充时，通过CHG端输出低电平过充保护信号至充电MOS管QC1的栅极，该电平信号可使得所述放电MOS管QC1截止，从而使得充电回路截止，外接电源停止对锂电池组充电。

参阅图2，所述放电MOS管QD1分别设有多个，多个所述放电MOS管QD1相互并联连接；所述MOS管M1设有多个，多个MOS管(QD1、QD2、QD3)相互并联连接。这样可增加放电回路的电流量。各个所述MOS管(QD1、QD2、QD3)的栅极分别与所述第一锂电池保护芯片U1的放电控制信号端连接，以在所述放电控制信号的作用下导通或截止，以对所述锂电池组的放电控制

所述充电MOS管QC1分别设有多个，多个所述充电MOS管QC1相互并联连接。所述MOS管QC1设有多个，多个MOS管(QC1、QC2、QC3)相互并联连接。这样可增加充电回路的电流量。各个所述MOS管(QC1、QC2、QC3)的栅极分别与所述第一锂电池保护芯片U1的充电控制信号端连接，以在所述充电控制信号的作用下导通或截止，以对所述锂电池组的充电控制。

参阅图2，所述锂电池充电二次保护电路还包括：采样电阻RS1，所述采样电阻RS1设置在所述锂电池组的充放电回路上，所述采样电阻RS1与所述第一锂电池保护电路的电路检测端连接，以通过所述第一锂电池保护电路进行过流保护。所述采样电阻RS1设置在所述锂电池组的充放电回路上，以对所述锂电池组的充放电电流进行检测，当检测到过流时，可通过第一锂电池保护芯片U1输出控制信号至所述放电MOS管(QD1、QD2、QD3)或充电MOS管(QC1、QC2、QC3),使得所述放电MOS管(QD1、QD2、QD3)或充电MOS管(QC1、QC2、QC3)截止，从而实现过流保护。

参阅图1和图2，所述锂电池充电二次保护电路还包括：温度检测电路，所述温度检测电路用于对充放电回路的温度进行检测，所述温度检测电路包括：第三电阻R5和热敏电阻T2，所述第三电阻R5的一端与所述第一锂电池保护芯片U1的温度检测端连接；所述热敏电阻T2的一端与所述第三电阻R5的另一端连接，所述热敏电阻T2的另一端与参考地连接。由于热敏电阻T2的电阻值会由于温度的变化而改变，使得输出值所述第一锂电池保护芯片U1的温度检测端的信号检测端T2的电压值也并不相同。第一锂电池保护芯片U1通过检测的电压值T可获取相应的温度信息。

参阅图3，所述锂电池充电二次保护电路还包括二次放电电路，所述二次放电电路与所述第二锂电池保护电路连接，以在所述三端保险熔断后，在所述第二锂电池保护电路的控制下，控制将所述锂电池组放电；在充电过程中，可能会出现过流过压等现象，此时三端保险熔断被熔断，由于锂电池此时可能已经充满电，可以通过所述二次放电电路将锂电池组的电源充分地放电，以对锂电池组的电源充分利用，以及对锂电池组更好地保护。

所述二次放电电路包括：第一二极管D3、第二MOS管Q6、第三MOS管Q7和截止电平电压电路，所述第一二极管D3的阳极与所述锂电池组的正端连接；所述第二MOS管Q6的漏极与所述第一二极管D3的阴极连接，所述第二MOS管Q6的源极与所述充放电接口的正端连接；所述第三MOS管Q7的漏极与通过第四电阻R32所述第二MOS管Q6的栅极连接，所述第三MOS管Q7的源机与参考地连接，所述第三MOS管Q7的栅极与所述第二锂电池保护芯片的一控制端连接；所述截止电平电压电路分别与所述第二锂电池保护芯片的又一控制端及所述第二MOS管Q6的栅极连接，以在所述第二锂电池保护芯片的控制下，为所述第二MOS管Q6提供截止控制电源电压。如图3中所示，通过所述第三MOS管Q7和截止电平电压电路在所述第二锂电池保护电路的控制下，可对所述第二MOS管Q6进行导通或者截止控制，实现对锂电池组的二次放电控制。具体为，当第二锂电池保护芯片U2通过CON控制端输出高电平信号时，可使得所述第三MOS管Q7导通，将所述第二MOS管Q6的栅极下拉为低电平，使得第二MOS管Q6导通，锂电池组的电源通过第一二极管D3对外放电。当第二锂电池保护芯片U2通过CON控制端输出低电平信号时，可使得所述第三MOS管Q7截止，所述第二MOS管Q6的栅极在所述截止电平电压电路输出的高电平作用下可截止，二次放电回路被关闭。

参阅图3，所述截止电平电压电路包括：第一三极管Q4、第二三极管Q5、第二二极管D4、第一电容C17、第三二极管D5和第二电容C18，所述第一三极管Q4的集电极与所述锂电池组的正端连接，所述第一三极管Q4的基极与所述第二锂电池保护芯片的所述又一控制端连接，所述第一三极管Q4的基极还通过第五电阻R30与所述锂电池组的正端连接；所述第二三极管Q5的发射极与所述第一三极管Q4的发射极连接，所述第二三极管Q5的集电极与参考地连接，所述第二三极管Q5的基极与所述第一三极管Q4的基极连接；所述第二二极管D4的阳极与所述锂电池组的第一节锂电池的阳极连接；所述第一电容C17的一端与所述第二二极管D4的阴极连接，所述第一电容C17的另一端与所述第二三极管Q5的发射极连接；所述第三二极管D5的阳极与所述第一电容C17的所述一端连接；所述第二电容C18的一端与所述第三二极管D5的阴极连接，所述第二电容C18的另一端与参考地连接，所述第二电容C18的所述一端与所述述第二MOS管Q6的栅极连接。

具体地，如图3中所示，当所述第二锂电池保护电路输出低电平信号时，可使得所述第二三极管Q5导通，此时，第一节锂电池的电源B1通过第二二极管D4为所述第一电容C17充电，当所述第二锂电池保护电路输出低电平或高阻信号时，所述第二三极管Q5截止，第一三极管Q4导通，可将锂电池组的电压B+加载在所第一电容C17的负端，使得第一电容C17电压为B+和B1的电压之和，并通过第三二极管D5加载在所述第二电容C18的正极，使得第二电容C18的电压增加到B+和B1的电压之和，该电压可通过电阻R31作用在所述第二MOS管Q6的栅极，如此，可实现对第二MOS管Q6的关断控制。这样，在第二锂电池保护芯片U2的控制下，可实现对第二MOS管Q6的导通或截止控制。从而实现对锂电池组的第二次放电控制。

以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。