一种电池反接防漏电流电路的制作方法

本实用新型涉及电子安全领域，特别涉及一种电池反接防漏电流电路。

背景技术：

二次电池在分容工序中。若电池由于机器或人为原因被反向放置在充放电夹具上时，有可能会产生漏电流。这可能造成电池过放损坏或设备元件损坏，某些情况下甚至会产生严重的安全问题。

目前的防反接电路，一般是通过直接连接二极管或场效应管对电路进行反接截止控制，但是二极管的导通压降较大，功率损耗大，效率低；而场效应管的防反接电路一般是通过信号控制端控制器栅极和源极的电压从而控制器截止，场效应管的截止功能受限于其开启电压，其是否能够完全切断漏电流取决于其阈值电压V_GSTH的高低。需保证场效应管的栅极和源极之间的电压低于其开启电压，这种方式对电器的依赖性强，当设备处于关机状态时，若电池电压较高，达到场效应管的开启电压时，容易产生漏电流，不具备通用性。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种在设备关机时依然有效切断漏电回路的电池反接防漏电流电路。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电池反接防漏电流电路，包括为充放电回路供电的电池，所述充放电回路和电池之间连接第一MOS管Q3，第一MOS管Q3的源极连接电池正极、漏极连接充放电回路、栅极通过小信号开关连接电池正极，小信号开关接入电池两端并受电池极性控制导通。

通过接入受电池极性控制的小信号开关，如反向连接小信号开关，在电池正接和设备开启时不起作用，而在电池反接时，利用电池本身的电压，对小信号开关进行控制，从而将第一MOS管Q3的栅极和源极之间的电压控制到较低的范围，保证该较低范围的电压远远小于绝大多数MOS器件的最低开启电压，电路结构简单、成本低、有效保证防止反接时的漏电流情况，在设备关机、硬件不受控制的情况下也同样有效。

优选的，所述小信号开关为三极管Q1，所述三极管Q1的集电极连接第一MOS管Q3的栅极，发射极连接电池正极，基极连接电池负极。三极管Q1在电池正接时反向偏置关断，所在支路不会对主回路产生影响，而当电池反接时，则利用三极管Q1的属性，简单高效地控制第一MOS管Q3截止，确保反接漏电流性能的稳定性。

进一步优选的，所述三极管Q1为NPN型三极管。可根据电路连接属性，选择NPN型三极管或PNP型三极管反向连接于电源两侧，本申请优选NPN型三极管，对电路控制更加简易。

优选的，所述电池正极和三极管Q1的发射极之间反向连接二极管D1。加设二极管D1，对三极管Q1起到保护作用，防止三极管Q1被反向击穿，电路安全性更高。

进一步优选的，所述二极管D1为肖特基二极管。采用压降较小的肖特基二极管，从而在反接时将第一MOS管Q3的栅极和源极之间的电压控制到最低的范围。

优选的，所述三极管Q1的基极通过第一电阻R1连接电池负极。对连接到电池两端的三极管Q1起到限流作用。

优选的，所述第一MOS管Q3的栅极和源极并联第二MOS管Q2的栅极和源极，第一MOS管Q3的源极通过第二MOS管Q2的源极和漏极连接电池正极。通过第二MOS管Q2，防止当电池正接时电池漏电流的情况。

优选的，所述第一MOS管Q3的栅极和源极之间还并联第有三电阻R3，第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与信号控制端之间串联第二电阻R2，起到保护MOS管及外部控制电路的作用。

进一步优选的，所述第一MOS管Q3和第二MOS管Q2为N型寄生MOS管。在本申请的设计原理上，可采用N型寄生MOS管或P型寄生MOS管，选择P型寄生MOS管时，将MOS管放在电池负极端，NPN三极管基极接电池正极，二极管负极接电池负极即可。本申请根据电路结构，优选N型寄生MOS管，使得控制更加简单高效。

优选的，所述小信号开关为继电器、光MOS继电器或光电耦合器。从而达到利用电池自身电压对电路的漏电流情况进行控制的效果。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型提供一种电池反接防漏电流电路，利用电池自身的电压对小信号开关的通断进行控制，从而有效切断反向放置电池的漏电回路，在设备关机，硬件不受控制的情况下也同样有效。电路结构简单、成本低、效果好。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1电路图正接状态示意图。

图2是本实用新型的实施例1电路图反接状态示意图。

图3是本实用新型的实施例2电路图正接状态示意图。

图4是本实用新型的实施例2电路图反接状态示意图。

具体实施方式

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。

实施例1

如图1所示，一种电池反接防漏电流电路，包括充放电回路和为充放电回路供电的电池，电池和充放电回路之间连接第一MOS管Q3，第一MOS管Q3为N型寄生MOS管，第一MOS管Q3的源极连接电池正极，漏极连接充放电回路，栅极通过小信号开关连接电池正极，小信号开关反向连接于电池的正负极两端，受电池的极性控制。当电池正接时，反向连接的小信号开关截止，第一MOS管Q3的栅极作为信号控制端，系统对第一MOS管Q3的栅极施加控制电平，对第一MOS管Q3进行导通控制，电池正常对充放电回路进行供电，反接防漏电流电路不会的对主回路产生影响，而在设备关闭时，第一MOS管Q3由于寄生二极管的存在被短路而不起作用；如图2所示，当电池反接时，小信号开关正向导通，并将第一MOS管Q3的栅极下拉至反接电池的负极，此时，第一MOS管Q3栅极和源极之间的电压V_GS等于小信号开关连接于电源负极和第一MOS管Q3栅极的两端的电压，而小信号开关一般采用三极管、继电器等，只需要保证小信号开关的压降小于第一MOS管Q3的开启电压，通过小信号开关控制主回路的大功率开关第一MOS管Q3，通过简单的电路结构，保证了反接的防漏电流，成本低且能耗极低。

实施例2

如图3所示，本实施例的小信号开关采用NPN型三极管Q1，三极管Q1的集电极连接第一MOS管Q3的栅极，发射极连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电池正极，三极管Q1的基极通过第一电阻R1连接电源负极，其中，二极管D1为肖特基二极管；第一MOS管Q3的栅极和源极之间还并联第二MOS管Q2的栅极和源极，第一MOS管Q3的源极通过第二MOS管Q2的源极和漏极连接电池正极。第一MOS管Q3的栅极和源极还并联第三电阻R3，第一MOS管Q3的栅极和第二MOS管Q2的栅极还通过第二电阻R2连接信号控制端。第二MOS管Q2的漏极和源极的连接方向与第一MOS管Q3相反，用于防止电池正接时设备关机后的漏电流情况，在设备上电可控的状态下，信号控制端通过发送CTRL信号可打开或关闭第一MOS管Q3和第二MOS管Q2。

当电池正接时，三极管Q1的BE极反向偏置截止，二极管D1也是反向截断，同时二极管D1起到当三极管Q1的V_BEO＞V_battery时保护三极管Q1的作用，防止BE极击穿，对于V_BEO＞V_battery的器件D1也可取消。三极管Q1不对正接主回路产生影响。此时若设备开启，则通过信号控制端根据电路需要对第一MOS管Q3和第二MOS管Q2进行关断控制，若设备处于关机状态时，信号控制端电压为0，此时第二MOS管Q2的源极和漏极均为正电压，栅极电压为0，从而第二MOS管Q2关断达到电池正接时的漏电流情况。

当电池反接时，三极管Q1的BE极正偏导通，从而将第一MOS管Q3的栅极和第二MOS管Q2的栅极电压下拉至反接电池的负极，此时，第一MOS管Q3的栅极和源极之间的电压V_GS＝V_CE+V_D1，而一般情况下，三极管的集电极和发射极之间的压降V_CE＜0.2V，由于二极管D1为肖特基二极管，故其的压降V_D1≈0.3V，所以，V_GS＜0.5V。这低于绝大多数MOS器件的最低开启电压。该电路可保证第二MOS管Q2和第一MOS管Q3的关断，防止漏电流产生。另外，由于三极管Q1的B极限流电阻很大，其通过电流I_B非常小，其对电池的影响基本可忽略不计。

以上为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。