本发明涉及一种保护电路，尤其涉及一种电池反装保护电路。
背景技术：
目前，在各种电池供电电路中，普遍设置有电池反装保护电路，常用的电池反装保护电路一般在供电电路中使用二极管或者mos管去限制电流的单一方向流动，然而通过在供电电路中使用二极管或者mos管去限制电流的单一方向流动的措施造成了无法使用充电器对电池进行充电，因此，一般的可充电电池的供电电路中没有设置电池反装保护电路，仅仅通过人们在充电时对电池进行正确安装，从而不可避免的会存在没有正确安装的情况即电池反装的情况，在电池反装时对电池进行充电时会造成产品的烧毁。
技术实现要素：
有鉴于此，有必要提供一种电池反装保护电路，以避免电池反装时造成产品烧毁。
本发明实施方式提供的电池反装保护电路，其特征在于，所述电池反装保护电路包括：
电池正极端；
电池负极端；
充电输入正极端，电连接于所述电池正极端；
充电输入负极端；
第一开关模组，具有电连接于所述电池正极端的第一第一端，电连接于所述电池负极端的第一第二端，以及电连接于所述充电输入负极端的第一第三端；
第二开关模组，具有电连接于所述电池负极端的第二第一端，第二第二端，以及电连接于所述电池正极端的第二第三端；
第三开关模组，具有电连接于所述第二第二端的第三第一端，电连接于所述第一第一端的第三第二端，以及电连接于所述充电输入负极端的第三第三端；
其中，所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组分别根据第一第一端、第二第一端及第三第一端的电压值而导通或断开。
优选地，所述第一开关模组包括场效应管及第一电阻，所述场效应管的栅极作为所述第一开关模组的第一第一端、所述场效应管的漏极作为所述第一开关模组的第一第二端、所述场效应管的源极作为所述第一开关模组的第一第三端、所述第一电阻的一端电连接于所述场效应管的栅极，所述第一电阻的另一端电连接于所述场效应管的源极。
优选地，所述第二开关模组包括第一三级管及第二电阻，所述第二电阻的一端电连接于所述第一三极管的基极，所述第二电阻的另一端作为所述第二开关模组的第二第一端，所述第一三极管的集电极作为所述第二开关模组的第二第二端，所述第一三极管的发射极作为所述第二开关模组的第二第三端。
优选地，所述第三开关模组包括第二三极管及第三电阻，所述第三电阻一端电连接于所述第二三极管的基极，所述第三电阻的另一端作为所述第三开关模组的第三第一端，所述第二三极管的集电极作为所述第三开关模组的第三第二端，所述第二三极管的发射极作为所述第三开关模组的第三第三端。
优选地，所述电池反装保护电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端电连接于所述第一三极管的发射极，所述第四电阻的另一端电连接于所述场效应管的栅极。
优选地，在电池正常安装时，所述第一开关模组处于导通状态，所述第二开关模组及所述第三开关模组处于断开状态。
优选地，在电池反接且外接电源对所述电池充电时，所述第一开关模组处于断开状态，所述第二开关模组及所述第三开关模组处于导通状态。
附图说明
图1为本发明电池反装保护电路一实施方式的功能模块图。
图2为本发明电池反装保护电路的一实施方式的电路图。
图3为本发明电池反装保护电路在电池或电池组正接，且充电器未对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。
图4为本发明电池反装保护电路在电池或电池组正接，且充电器对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。
图5为本发明电池反装保护电路在电池或电池组反接，且充电器未对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。
图6本发明电池反装保护电路在电池或电池组反接，且充电器对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。
主要元件符号说明
第一开关模组10
第二开关模组20
第三开关模组30
电池正极端40
电池负极端50
充电输入正极端60
充电输入负极端70
电池80
第一开关模组的第一第一端11
第一开关模组的第一第二端12
第一开关模组的第一第三端13
第二开关模组的第二第一端21
第二开关模组的第二第二端22
第二开关模组的第二第三端23
第三开关模组的第三第一端32
第三开关模组的第三第二端32
第三开关模组的第三第三端33
第一电阻r1
第二电阻r2
第三电阻r3
第四电阻r4
外接负载rd
场效应管q1
第一三极管q2
第二三极管q3
第一电流表am1
第二电流表am2
第一电压表vm1
第二电压表vm2
开关k1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明电池反装保护电路一实施方式的功能模块图。如图1所示，在本实施方式中，所述电池反装保护电路包括第一开关模组10、第二开关模组20、第三开关模组30、电池正极端40、电池负极端50、充电输入正极端60、充电输入负极端70。
在本发明实施例中，第一开关模组10具有三个端，分别为第一第一端11、第一第二端12及第一第三端；第二开关模组20也具有三个端，分别为第二第一端21、第二第二端22及第二第三端23；第三开关模组30也具有三个端，分别为第三第一端31、第三第二端32及第三第三端33。第一开关模组10的第一第一端11电连接于电池正极端40，第一开关模组10的第一第二端12电连接于电池负极端50，第一开关模组10的第一第三端13电连接于充电输入负极端70，第二开关模组20的第二第一端21电连接于电池负极端50，第二开关模组20的第二第二端22电连接于第三开关模组30的第三第一端31，第二开关模组20的第二第三端23电连接于电池正极端40，第三开关模组30的第三第二端32电连接于第一开关模组10的第一第一端11，第三开关模30的第三第三端33电连接于充电输入负极端70，充电输入正极端60电连接于电池正极端40。本发明实施例中的电池正极端40指的是用于连接电池或电池组正极的端子，电池负极端50指的是用于连接电池或电池组负极的端子。在本发明实施例中，第一开关模组10的第一第一端11、第二开关模组20的第二第一端21、第三开关模组30的第三第一端31均为控制端，第一开关模组10、第二开关模组20、第三开关模组30分别根据第一第一端11、第二第一端21及第三第一端31的电压值而导通或断开。具体的，可以通过分别控制所述第一开关模组10的第一第一端11、第二开关模组20的第二第一端21、第三开关模组30的第三第一端31的电压值来控制第一开关模组10、第二开关模组20、第三开关模组30的导通与断开。
请参阅图2，图2为本发明电池反装保护电路的一实施方式的电路图。
在本实施方式中，第一开关模组10包括场效应管q1及第一电阻r1，场效应管q1的栅极g作为第一开关模组10的第一第一端11、场效应管q1的漏极d作为第一开关模组10的第一第二端12、场效应管q1的源极s作为第一开关模组10的第一第三端13、第一电阻r1的一端电连接于场效应管q1的栅极g，第一电阻r1的另一端电连接于场效应管q1的源极s。第二开关模组20包括第一三级管q2及第二电阻r2，第二电阻r2的一端电连接于第一三极管q2的基极b，第二电阻r2的另一端作为第二开关模组20的第一第一端21，第一三极管q2的集电极c作为第二开关模20的第二第二端22，第一三极管q2的发射极e作为第二开关模组20的第二第三端23。第三开关模组30包括第二三极管q3及第三电阻r3，第三电阻r3一端电连接于第二三极管q3的基极b，第三电阻r3的另一端作为第三开关模组30的第三第一端31，第二三极管q3的集电极c作为第三开关模组30的第三第二端32，第二三极管q3的发射极e作为第三开关模组30的第三第三端33。
进一步地，所述电池反装保护电路还包括第四电阻r4，第四电阻r4的一端电连接于第一三极管q2的发射极e，第四电阻r4的另一端电连接于场效应管q1的栅极g。下面对本发明实施例中的电池反装保护电路的工作原理进行详细的描述。
在正常情况下，即电池80或电池组正常安装，电池正极端40接电池80或电池组的正极，电池负极端50接电池80或电池组的负极，则第一三极管q2的发射结反向偏置，故第一三极管q2处于截止状态，即第一三极管q2不导通，为断开状态；由于第一三极管q2不导通，故第二三极管q3的基极b的基极电流为零，则第二三极管q3的基极b与发射极e的电压之差小于导通电压，故所述第二三极管q3也不导通，为断开状态；在外接电源(如充电器)对电池80或电池组进行充电时，充电器正极端的电压经过电阻r4与r1组成的分压电路的分压后使得场效应管q1的栅极g得到合适的偏置电压，由于充电器负极端与场效应管q1的源极s连接，故场效应管q1的栅极g与源极s电压差会大于开启电压vth，场效应管q1处于导通状态，因而，外接电源(如充电器)可以对电池80或电池组充电。
在异常情况下，即电池80或电池组意外反接时，电池正极端40接电池80或电池组的负极，电池负极端50接电池80或电池组的正极，则第一三极管q2的基极电压b与发射极e的电压之差大于导通电压，故第一三极管q2处于导通状态；在外接电源(如充电器)对电池80或电池组进行充电时，充电器正极端的电压经电阻r3的分压后得到合适的偏置电压，由于充电器负极与第二三极管q3的发射极e连接，故第二三极管q3的基极b与发射极e的电压之差也会大于导通电压，则第二三极管q3也处于导通状态；由于第二三极管q3处于导通状态，场效应管q1的栅极电压被下拉为接近0v，从而使得场效应管q1的栅极g与源极电压s之差小于开启电压vth，进而使得场效应管q1不导通，即处于断开状态，因而，充电器不能对电池80或电池组进行充电，从而可以避免电池反接时仍进行充电而造成产品的烧毁。
在本发明实施例中，第一开关模组10、第二开关模组20、第三开关模组30中的开关管分别为n沟道型的场效应管、npn型的三极管、npn型的三极管，可以理解的是，在本发明其他实施例中，第一开关模组10中的开关管也可以为p沟道型的场效应管、npn型的三极管或pnp型的三极管。同理，第二开关模组20及第三开关模组30中的开关管也可以为n沟道型的场效应管、p沟道型的场效应管或pnp型的三极管。
为了使本发明更加清晰明白，下面提供本发明实施例在第一电阻r1＝1m(欧姆)、第二电阻r2＝100k(欧姆)、第三电阻r3＝100k(欧姆)、第四电阻r4＝100k(欧姆)的基础上进行电路仿真的仿真图及仿真结果。
请参阅图3，图3为本发明电池反装保护电路在电池或电池组正接，且充电器未对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。在该仿真电路图中，开关k1为用于模拟充电器对电池或电池组是否进行充电的开关，am1、am2分别为第一、第二电流表、vm1、vm2分别为第一、第二电压表。开关k1断开，表示充电器对电池或电池组不进行充电，rd为外接负载，在本实施例中该外接负载的阻值为5欧姆。从图中仿真结果可知，电流表am1的读数为744.89ma，电流表am2的读数为-744.89ma，由于电流表am1的读数为744.89ma，该值为一个正常值，即在电池或电池组正接，且充电器未对该电池或电池组进行充电时，电池或电池组可以正常对外接负载进行供电。
请参阅图4，图4为本发明电池反装保护电路在电池或电池组正接，且充电器对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。在该仿真电路图中，开关k1同样为用于模拟充电器对电池或电池组是否进行充电的开关，开关k1闭合，表示充电器对电池或电池组进行充电，rd为外接负载。从图中仿真结果可知，电流表am1的读数为880ma，电流表am2的读数为1.09a，由于电流表m1的读数为880ma，该值为一个正常值，即在电池或电池组正接，且充电器对该电池或电池组进行充电时，充电器可以对该电池或电池组进行充电。
请参阅图5，图5为本发明电池反装保护电路在电池或电池组反接，且充电器未对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。在该仿真电路图中，开关k1为用于模拟充电器对电池或电池组是否进行充电的开关，开关k1断开，表示充电器对电池或电池组不进行充电，rd为外接负载。从图中仿真结果可知，电流表am1的读数为-6.66ua，电流表am2的读数为6.67ua，由于电流表am1的读数为-6.66ua，该值是一个非常小的值，即可视为在电池或电池组反接，且充电器未对该电池或电池组进行充电时，电池或电池组不对外接负载进行供电，从而可以防止损坏外接负载。
请参阅图6，图6为本发明电池反装保护电路在电池或电池组反接，且充电器对该电池或电池组进行充电时的电路仿真图。在该仿真电路图中，开关k1同样为用于模拟充电器对电池或电池组是否进行充电的开关，开关k1闭合，表示充电器对电池或电池组进行充电，rd为外接负载。从图中仿真结果可知，电流表am1的读数为880ma，电流表am2的读数为51.9ua，由于am2的读数为51.9ua，该值是一个非常小的值，即可视为在在电池或电池组反接，且充电器对该电池或电池组进行充电时，充电器不能对该电池或电池组进行充电，从而可以防止损坏电池或电池组。
本发明提供的电池反装保护电路，通过第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组构成的电路来实现电池反装保护，电路结构简单，且可以有效避免电池反装时造成产品烧毁。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。