一种锂电池低电压保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种锂电池低电压保护电路，包括蓄电池BT、电容C1、电容C2、电容C3、金氧半场效晶体管V1、金氧半场效晶体管V2、二极管D1、二极管D2和控制IC；电容C1接蓄电池BT，控制IC引脚VDD接在C1与蓄电池BT之间；电容C2一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚V-；电容C3一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚Ct；金氧半场效晶体管V1同时接蓄电池BT、控制IC引脚Do和金氧半场效晶体管V2；金氧半场效晶体管V2接控制IC引脚Co；二极管D1与金氧半场效晶体管V1并联；二极管D2与金氧半场效晶体管V2并联；控制IC引脚VSS接蓄电池BT。本实用新型可以防止因过放电而对锂电池造成损害。
【专利说明】 一种锂电池低电压保护电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种锂电池低电压保护电路。
【背景技术】
[0002]锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过放电将会导致电池内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重损害电池，影响其性能与使用寿命。因此，需要对锂电池设计低电压保护。
实用新型内容
[0003]针对上述技术不足，本实用新型提供了一种锂电池低电压保护电路，可以防止锂电池过放电，在其低电压时进行保护。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]一种锂电池低电压保护电路，包括蓄电池BT、电容Cl、电容C2、电容C3、金氧半场效晶体管V1、金氧半场效晶体管V2、二极管D1、二极管D2以及型号为R5421的控制1C，其中:
[0006]电容Cl连接蓄电池BT，控制IC引脚VDD连接在Cl与蓄电池BT之间；
[0007]电容C2 —端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚V-；
[0008]电容C3 —端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚Ct ；
[0009]金氧半场效晶体管Vl同时接蓄电池BT、控制IC引脚Do以及金氧半场效晶体管V2 ；
[0010]金氧半场效晶体管V2接控制IC引脚Co ;
[0011]二极管Dl与金氧半场效晶体管Vl并联；
[0012]二极管D2与金氧半场效晶体管V2并联；
[0013]控制IC引脚VSS接蓄电池BT。
[0014]作为优选，所述金氧半场效晶体管V1、V2的型号均为SI9926。
[0015]进一步地，本实用新型还包括一端接蓄电池BT、另一端接电容Cl的电阻R1。
[0016]再进一步地，本实用新型还包括一端接控制IC引脚V-、另一端接蓄电池BT的电阻R2。
[0017]更进一步地，本实用新型还包括与蓄电池BT连接的保险丝FUSE。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0019]本实用新型提供了一种锂电池的低电压保护电路，可以在锂电池过放电过程中对其进行有效的保护，确保锂电池不因电压低而导致电池受到损害，进而延长其使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0022]如图1所示，本实用新型主要用于对锂电池过放电进行保护，其包括蓄电池BT、电容Cl、电容C2、电容C3、金氧半场效晶体管V1、金氧半场效晶体管V2、二极管D1、二极管D2以及型号为R5421的控制1C，其中:
[0023]电容Cl连接蓄电池BT，控制IC引脚VDD连接在Cl与蓄电池BT之间；
[0024]电容C2 —端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚V-；
[0025]电容C3 —端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚Ct ；
[0026]金氧半场效晶体管Vl同时接蓄电池BT、控制IC引脚Do以及金氧半场效晶体管V2 ；
[0027]金氧半场效晶体管V2接控制IC引脚Co ;
[0028]二极管Dl与金氧半场效晶体管Vl并联；
[0029]二极管D2与金氧半场效晶体管V2并联；
[0030]控制IC引脚VSS接蓄电池BT。
[0031]上述元器件中，金氧半场效晶体管V1、V2的型号均为SI9926，并且本实用新型还分别设置了电阻Rl和电阻R2，其中，电阻Rl —端接蓄电池BT、另一端接电容Cl ;电阻R2 —端接控制IC引脚V-、另一端接蓄电池BT。
[0032]另外，为进一步对蓄电池BT进行保护，蓄电池BT还连接有保险丝FUSE。
[0033]本实用新型低电压保护的工作原理为:
[0034]在正常状态下电路中IC控制器的“Co”与“Do”引脚都输出高电压，两个金氧半场效晶体管都处于导通状态，蓄电池BT可以自由地进行充电和放电，由于金氧半场效晶体管的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。
[0035]在蓄电池BT对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至一定低压时，其容量已被完全放光，此时如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。
[0036]在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“Do”脚将由高电压转变为零电压，使金氧半场效晶体管Vl由导通转为关断，从而切断了放电回路，使蓄电池BT无法再对负载进行放电，起到了过放电保护作用。而此时由于二极管Dl的存在，充电器可以通过该二极管Dl对蓄电池BT进行充电。
[0037]由于在过放电保护状态下蓄电池BT电压不能再降低，因此要求保护电路的消耗电流极小，此时控制IC会进入低功耗状态，整个保护电路耗电会小于0.1 μ Ao在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断金氧半场效晶体管Vl信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由电容C3决定，通常设为100毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
[0038]除了上述蓄电池过放电保护外，本实用新型亦可实现过充电保护和过电流保护，工作原理分别如下:
[0039]过充电保护
[0040]锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V (根据正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V)，转为恒压充电，直至电流越来越小。
[0041]蓄电池BT在被充电过程中，如果充电器电路失去控制，会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电,此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被充电至超过4.3V时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。
[0042]在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V (该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“Co”引脚将由高电压转变为零电压，使金氧半场效晶体管V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对蓄电池BT进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于二极管D2的存在，蓄电池BT可以通过该二极管对外部负载进行放电。
[0043]在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断金氧半场效晶体管V2信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由电容C3决定，通常设为I秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
[0044]过电流保护
[0045]由于锂离子电池的化学特性，电池生产厂家规定了其放电电流最大不能超过2C(C=电池容量/小时)，当电池超过2C电流放电时，将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。
[0046]蓄电池BT在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个金氧半场效晶体管时，由于金氧半场效晶体管的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，该电压值U=I*RDS*2RDS为单个金氧半场效晶体管导通阻抗，控制IC上的“V-”引脚对该电压值进行检测，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使U>0.1V (该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“Do”引脚将由高电压转变为零电压，使金氧半场效晶体管Vl由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用。
[0047]在控制IC检测到过电流发生至发出关断金氧半场效晶体管Vl信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由电容C3决定，通常为13毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
【权利要求】
1.一种锂电池低电压保护电路，其特征在于:包括蓄电池81、电容01、电容02、电容03、金氧半场效晶体管V1、金氧半场效晶体管V〗、二极管01、二极管02以及型号为85421的控制10，其中: 电容连接蓄电池81，控制X引脚700连接在与蓄电池81之间； 电容02 —端接蓄电池81，另一端接控制X引脚乂- ； 电容03 —端接蓄电池81，另一端接控制X引脚以； 金氧半场效晶体管VI同时接蓄电池81、控制X引脚00以及金氧半场效晶体管乂2 ； 金氧半场效晶体管乂2接控制X引脚(? ； 二极管01与金氧半场效晶体管VI并联； 二极管02与金氧半场效晶体管乂2并联； 控制X引脚接蓄电池8丁。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池低电压保护电路，其特征在于:所述金氧半场效晶体管71^2的型号均为319926。
3.根据权利要求1或2所述的一种锂电池低电压保护电路，其特征在于:还包括一端接蓄电池81、另一端接电容01的电阻尺1。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池低电压保护电路，其特征在于:还包括一端接控制X引脚另一端接蓄电池81的电阻尺2。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池低电压保护电路，其特征在于:还包括与蓄电池81连接的保险丝冊32。
【文档编号】H02H7/18GK204258279SQ201420798607
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】朱碧芳 申请人:温州凯唐电子科技有限公司