一种电池及其保护电路、矿用防爆智能手机的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电池及其保护电路、矿用防爆智能手机。

背景技术：

随着信息技术的飞速发展，各种无线智能终端设备在人们的生产和生活中得到了普遍应用，且智能终端设备中的电池元件基本采用锂电池。而在煤矿、天然气、石油化工和纺织等领域，存在爆炸性气体和粉尘环境，所使用的电器设备必须符合国家规定的本安防爆标准。

但是，由于锂电池本身存在易燃易爆的特性，现有的锂电池充放电的保护电路的瞬间短路电流幅值高达几十安培，响应时间长达100微秒以上，无法达到本安防爆短路电压/电流在12V/5A以下的标准，因此，现有的锂电池无法应用于爆炸性气体和粉尘环境，限制了无线智能终端设备在煤矿、天然气、石油化工和纺织等诸多领域的应用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电池及其保护电路、矿用防爆智能手机。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电池保护电路，包括：至少一级保护电路和稳压电路，各级保护电路为级联关系，其中，每级所述保护电路包括：一个电池保护IC、一个场效应管、两个电容和两个电阻；

第一电阻的第一端连接本级保护电路的输入正极端，且与所述本级保护电路的输出正极端连接；

所述第一电阻的第二端连接第一电容的第一端、所述电池保护IC的正极引脚；

所述第一电容的第二端连接所述电池保护IC的负极引脚、第二电容的第一端、所述场效应管的源极和所述本级保护电路的输出负极端；

所述电池保护IC的过流检测引脚和所述第二电容的第二端分别通过第二电阻连接至所述本级保护电路的输入负极端；

所述电池保护IC的充电引脚和放电引脚连接所述场效应管的栅极；

所述本级保护电路的输入正极端通过所述稳压电路与所述本级保护电路的输入负极端连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步地，所述场效应管为双N沟道场效应管。

进一步地，所述双N沟道场效应管的型号为CEM9926。

进一步地，所述电池保护IC的型号为S-8261AAJMD-G2J-T2。

进一步地，所述电池保护电路包括：两级所述保护电路，前一级保护电路的输出正极端连接后一级保护电路的输入正极端，所述前一级保护电路的输出负极端连接所述后一级保护电路的输入负极端。

进一步地，所述稳压电路为串联连接的两个电容。

本实用新型的有益效果是：本实用新型保护的电池保护电路，通过设置充放电管理芯片和场效应管，当发生短路、过流、过压或者过充时，充放电管理芯片的充电引脚或放电引脚输出相应的电平，使得场效应管立即关断，从而能够快速的进行电池电路的短路、过流、过压或者过充保护，其中的第二电容为旁路电容，可将混有高频电流和低频电流的负极输出端的信号中的高频成分旁路滤掉，防止误动作，第一电容和稳压电路可在上电瞬间能够起到管脚保护作用。

本实用新型解决上述技术问题的另一种技术方案的如下：

一种电池，包括：如上述任一实施例中所述的电池保护电路。

进一步地，所述电池由所述电池保护电路与所述电池的本体胶封得到。

本实用新型解决上述技术问题的另一种技术方案的如下：

一种矿用防爆智能手机，包括：如上述实施例中所述的电池。

本实用新型附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型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，下面所描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种电池保护电路的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的一种电池保护电路的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

如图1所示的一种电池保护电路，包括：至少一级保护电路1和稳压电路2，各级保护电路为级联关系。其中，每级所述保护电路1包括：一个电池保护IC、一个场效应管、两个电容C1、C2和两个电阻R1、R2。

电阻R1的第一端连接本级保护电路的输入正极端(P+)，且与本级保护电路的输出正极端(B+)连接。电阻R1的第二端连接电容C1的第一端和电池保护IC的正极引脚(VDD)。

电容C1的第二端连接电池保护IC的负极引脚(VSS)、电容C2的第一端、场效应管的源极(S)和本级保护电路的输出负极端(B-)。电池保护IC的检测引脚(VM)和电容C2的第二端分别通过电阻R2连接至本级保护电路的输入负极端(P-)。电池保护IC的充电引脚(CO)和放电引脚(DO)连接场效应管Q1的栅极(G)。本级保护电路1的输入正极端(P+)通过稳压电路2与所述本级保护电路的输入负极端(P-)连接。

具体的，在该实施例中，场效应管Q1为双N沟道场效应管，且双N沟道场效应管的型号为CEM9926。

另外，电池保护IC的型号为S-8261AAJMD-G2J-T2。

可选地，在一个实施例中，电池保护电路包括：两级保护电路。前一级保护电路的输出正极端(P+)连接后一级保护电路的输入正极端(P+)；前一级保护电路的输出负极端(B-)连接后一级保护电路的输入负极端(P-)。

可选地，在该实施例中，如图1所示，稳压电路2为串联连接的两个电容C5、C6。

下面结合图2对本实用新型实施例中的的工作原理进行描述。

如图2所示的电池保护电路包括、前一级保护电路、后一级保护电路和稳压电路。其中，前一级保护电路包括：电池保护IC可以为充放电管理芯片U1、场效应管Q1、电容C1、C2和电阻R1、R2。后一级保护电路包括：电池保护IC可以为充放电管理芯片U2、场效应管Q2、电容C3、C4和电阻R3、R4。

电阻R1和R3的第一端连接在前一级保护电路的输入正极端(P+)，且连接后一级保护电路的输出正极端(B+)。显然，前一级保护电路的输出正极端(B+)连接后一级保护电路的输入正极端(P+)。

电阻R1的第二端与电容C1的第一端连接至U1的正极引脚(VDD)上。电容C1的第二端、电容C2的第一端和U1的负极引脚(VSS)连接在后一级保护电路的输出负极端(B-)。场效应管Q1的栅极(G1和G2)连接在U1的充电引脚(CO)和放电引脚(DO)。场效应管Q1的源极(S1)和后一级保护电路的输出负极端(B-)连接，U1的过流检测引脚(VM)和电容C2的第二端通过电阻R2分别连接至场效应管Q1的源极(S2)和前一级保护电路的输入负极端(P-)。

电阻R3的第二端与电容C3的第一端连接至U2的正极引脚(VDD)上。电容C3的第二端、电容C4的第一端和U2的负极引脚(VSS)连接在前一级保护电路的输出负极端(B-)(即：后一级保护电路的输入负极端(P-))。场效应管Q2的栅极(G1和G2)连接在U2的充电引脚(CO)和放电引脚(DO)。场效应管Q2的源极(S1)和前一级保护电路的输出负极端(B-)连接，和U2的过流检测引脚(VM)和电容C4的第二端通过电阻R4分别连接至场效应管Q2的源极(S2)前一级保护电路的输入负极端(P-)。

其中，电阻R1、R3的阻值分别为470Ω，电阻R2、R4的阻值分别为2KΩ，电容C1、C2、C3和C4的容值分别为100nF。

具体的，在该实施例中，电池保护电路存在以下4中情况：

1、正常充电状态

充电电流从输入正极端(P+)到输出正极端(B+)，经过电池到输出负极端(B-)，充放电管理芯片U1与U2的充电引脚CO输出高电平，此时MOS管Q1与MOS管Q2的G2脚导通，形成充电状态。

2、正常放电状态

放电电流从输出正极端(B+)到输入正极端(P+)，经过负载到输入负极端(P-)，充放电管理芯片U1与U2的放电引脚DO输出低电平，此时MOS管Q1与MOS管Q2的G1脚导通，形成放电状态。

3、短路及过流保护状态

当输入正极端(P+)与输入负极端(P-)发生短路或过流时，MOS管Q1与MOS管Q2中S2脚电压升高，此电压经R2与R4输送至充放电管理芯片U1和U2的VM端，并与充放电管理芯片内置的运算放大电路进行比较，当MOS管Q1与MOS管Q2的S2脚的点位高于充放电管理芯片U1和U2内置基准源时，充放电管理芯片U1与U2的DO脚输出高电平，此时MOS管Q1与MOS管Q2的G1脚关断，形成保护状态。

4、过压及过充保护状态

当输入正极端(P+)电压超过额定过压保护值或电池充满电时，此电压经R1与R2输送至充放电管理芯片U1和U2的VDD端，并与充放电管理芯片内置的运算放大电路进行比较，当VDD电压高于额定电压值时，充放电管理芯片U1与U2的CO脚输出低电平，此时MOS管Q1与MOS管Q2的G2脚关断，形成保护状态。

因此，上述各实施例中的电池保护电路，通过设置充放电管理芯片和场效应管，当发生短路、过流、过压或者过充时，充放电管理芯片的充电引脚或放电引脚输出相应的电平，使得场效应管立即关断，从而能够快速的进行电池电路的短路、过流、过压或者过充保护。

另外，电容C1、C3、C5、C6为标准电容，在上电一瞬间，电容充电，能够起到管脚保护作用。电容C2、C4为旁路电容，可将混有高频电流和低频电流的负极输出端的信号中的高频成分旁路滤掉，防止误动作。

另外，本实用新型还提供一种电池，包括：如上述任一实施例中的电池保护电路。

具体的，在该实施例中，电池由电池保护电路与电池的本体胶封得到。

本实施例提供的电池，由于采用上述实施例中的电池保护电路，因此，可以提高电池的安全性，使电池符合国家规定的本安防爆标准。

本实用新型还提供一种矿用防爆智能手机，包括：如上述任一实施例中的电池。

本实施例提供的矿用防爆智能手机，通过由于采用包括上述实施例中的电池保护电路的电池，增强矿用防爆智能手机的防爆性能，使该矿用防爆智能手机国家规定的本安防爆，广泛应用于煤矿、天然气、石油化工和纺织等诸多领域。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。