一种智能锂电池保护板的制作方法

本实用新型属于电池保护电路技术领域，尤其涉及一种智能锂电池保护板。

背景技术：

台式电脑备用电源，也称为台式电脑外置ups电源，此ups电源可以起到稳压，断电的时候续电的作用。外置ups电源使用时，先将ups电源接上市电，然后电脑主机接ups电源，这样市电突然断电以后，ups电源还能让电脑保持运行一段时间，给终端用户一个缓冲时间，及时备份、保存电脑文件及资料，避免因断电导致资料的丢失，造成一些不可控的后果。

目前，电脑外置ups电源均配备电池保护板，但是市面上电脑外置ups电源的电池保护板大多存在对电脑外置ups电源的电池组保护不充分的问题，容易导致保护不充分，进而发生电池组起火及燃烧的风险，极大的降低了电池保护板以及电脑外置ups电源的安全性能，因此，实有必要设计一种智能锂电池保护板。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能锂电池保护板，旨在解决现有技术中台式电脑备用电源的锂电池保护板过充保护不充分的的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种智能锂电池保护板，应用于台式电脑备用电源的电池组上，所述智能锂电池保护板上设有保护电路，所述保护电路包括

一级过充保护电路，所述一级过充保护电路与所述电池组连接；

二级过充保护电路，所述二级过充保护电路的输入端与所述电池组连接；

二级过充控制电路，所述二级过充控制电路与所述二级过充保护电路的输出端和所述一级过充保护电路连接；

充放电控制电路，所述充放电控制电路与所述一级过充保护电路和所述二级过充控制电路连接，所述充放电控制电路的输出端还与所述电池组的输出端正极连接。

可选地，所述一级过充保护电路包括电池组输入端、电池组单体电压检测电路、充放电电流采集电路、电池管理芯片和对外通讯电路，所述电池组单体电压检测电路和所述充放电电流采集电路均与所述电池组输入端连接，所述电池管理芯片与所述电池组单体电压检测电路和所述充放电电流采集电路连接，所述电池管理芯片还与所述二级过充控制电路和所述充放电控制电路连接，所述对外通讯电路与所述电池管理芯片连接。

可选地，所述电池组单体电压检测电路包括多个单体电压检测电阻，各所述单体电压检测电阻的一端均与所述电池组输入端连接，各所述单体电压检测电阻的另一端均与所述电池管理芯片连接。

可选地，所述充放电电流采集电路包括充放电电流采集电阻，所述充放电电流采集电阻一端与所述电池组的输入端负极连接，所述充放电电流采集电阻的另一端与所述电池组的输出端负极连接，所述充放电电流采集电阻还与所述电池管理芯片连接。

可选地，所述对外通讯电路包括通讯接口电路和电池组输出端，所述通讯接口电路与所述电池管理芯片连接，所述电池组输出端与所述通讯接口电路连接。

可选地，所述二级过充保护电路包括电池组过充检测电路和二级保护芯片，所述电池组过充检测电路与所述电池组输入端连接，所述二级保护芯片与所述电池组过充检测电路连接，所述二级保护芯片还与所述二级过充控制电路连接。

可选地，所述电池组过充检测电路包括多个过充检测电阻，各所述过充检测电阻的一端均与所述电池组输入端连接，各所述过充检测电阻的另一端均与所述二级保护芯片连接。

可选地，所述二级过充控制电路包括三端保险丝和控制mos管，所述三端保险丝的第一端与所述电池组的输入端正极连接，所述三端保险丝的第二端与所述充放电控制电路连接，所述三端保险丝的第三端与所述控制mos管的漏极连接，所述控制mos管的栅极与所述二级保护芯片和所述电池管理芯片连接。

可选地，所述充放电控制电路包括第一mos管组件和第二mos管组件，第一mos管组件和所述第二mos管组件串联连接；所述第一mos管组件和第二mos管组件均包括两个mos管，两所述mos管并联连接。

可选地，所述智能锂电池保护板上还设有镍片，所述镍片通过镍带与所述电池组点焊连接。

本实用新型实施例提供的智能锂电池保护板中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本实用新型通过设置所述一级过充保护电路、所述二级过充控制电路和所述二级过充保护电路，使得当所述一级过充保护电路损坏时，所述二级过充保护电路能继续对电池组进行过充保护，如此，当所述一级过充保护电路因故发生损坏导致过充失效时，所述二级过充保护电路能够通过所述二级过充控制电路持续对电池组实现过充保护，从而给电池组提供双重过充保护，进而避免电池组充电保护不充分的问题，避免电池组发生起火及燃烧的问题，提高了所述智能锂电池保护板的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对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，下面描述中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性的前提下，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提供的智能锂电池保护板的保护电路的电路框图；

图2为本实用新型实施例提供的智能锂电池保护板的保护电路的电路原理图；

图3为本实用新型实施例提供的智能锂电池保护板的立体结构简化图。

其中，图中各附图标记：

保护电路100，一级过充保护电路200，电池组单体电压检测电路210，充放电电流采集电路220，电池管理芯片u2，对外通讯电路230，通讯接口电路231，二级过充保护电路300，电池组过充检测电路310，二级过充控制电路400，充放电控制电路500，智能锂电池保护板600，镍片610。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，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。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实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，如图1-图3所示，提供一种智能锂电池保护板600，应用于台式电脑备用电源的电池组上，其特征在于，所述智能锂电池保护板600上设有保护电路100，所述保护电路100包括

一级过充保护电路200，所述一级过充保护电路100与所述电池组连接；

二级过充保护电路300，所述二级过充保护电路300的输入端与所述电池组连接；

二级过充控制电路400，所述二级过充控制电路与所述二级过充保护电路的输出端和所述一级过充保护电路连接；

充放电控制电路500，所述充放电控制电路与所述一级过充保护电路和所述二级过充控制电路连接，所述充放电控制电路的输出端还与所述电池组的输出端正极连接。

本实用新型通过设置所述一级过充保护电路200、所述二级过充控制电路400和所述二级过充保护电路300，使得当所述一级过充保护电路200损坏时，所述二级过充保护电路300能继续对电池组进行过充保护，如此，当所述一级过充保护电路200发生损坏导致过充失效时，所述二级过充保护电路300能够通过所述二级过充控制电路400持续对电池组实现过充保护，从而给电池组提供双重过充保护，进而避免电池组充电保护不充分的问题，避免电池组发生起火及燃烧的问题，提高了所述智能锂电池保护板的安全性能。

如图2所示，所述一级过充保护电路200包括电池组输入端con1、电池组单体电压检测电路210、充放电电流采集电路220、电池管理芯片u2和对外通讯电路230，所述电池组单体电压检测电路210和所述充放电电流采集电路220均与所述电池组输入端con1连接，所述电池管理芯片u2与所述电池组单体电压检测电路210和所述充放电电流采集电路220连接，所述电池管理芯片u2还与所述二级过充控制电路400和所述充放电控制电路500连接，所述对外通讯电路230与所述电池管理芯片u2连接。具体地，本实施例中，所述电池管理芯片u2的型号优选为bq30z55dbtr-r3。该款芯片为ti专业电池管理芯片，可利用其自身集成的高性能模拟外设，测量电池组的可用容量、电压、电流和温度等参数，并保留数据。

所述电池组单体电压检测电路210用于检测所述电池组输入端con1输入的电压。所述电池组单体电压检测电路210包括多个单体电压检测电阻，各所述单体电压检测电阻的一端均与所述电池组输入端con1连接，各所述单体电压检测电阻的另一端均与所述电池管理芯片u2连接。具体地，所述单体电压检测电阻的数量为四个，四个所述单体电压检测电阻的标号为r1、r2、r3和r4。四个所述单体电压检测电阻分别与所述电池管理芯片u2的第六引脚、第五引脚、第四引脚和第三引脚连接。

所述充放电电流采集电路220用于采集所述电池组输入端con1输入的电流。充放电电流采集电路220包括充放电电流采集电阻，所述充放电电流采集电阻一端与所述电池组输入端con1连接，具体地，所述充放电电流采集电阻一端与所述电池组的输入端负极连接。所述充放电电流采集电阻另一端与所述电池组的输出端负极连接。所述充放电电流采集电阻还与所述电池管理芯片u2连接。具体地，所述充放电电流采集电阻的两端分别与所述电池管理芯片u2的第九引脚和第十引脚连接。本实施例中，所述充放电电流采集电阻的标号为r10。

所述对外通讯电路230用于将所述电池管理芯片u2检测到的各参数信息发送自外部设备，如发送至电脑的主控系统。具体地，所述对外通讯电路230包括通讯接口电路231和电池组输出端con9，所述通讯接口电路231与所述电池管理芯片u2连接，所述电池组输出端con9与所述通讯接口电路231连接。所述电池组输出端con9与所述充放电电流采集电阻的一端连接。

进一步地，所述通讯接口电路231包括第二十二电阻r22和第四二极管d4，所述第二十二电阻r22的一端与所述电池管理芯片u2的第十三引脚连接，所述第二十二电阻r22的另一端与所述第四二极管d4的负极连接，所述第四二极管d4的正极与所述电池组输出端con9连接；所述通讯接口电路还包括第二十三电阻r23和第五二极管d4，所述第二十三电阻r23的一端与所述电池管理芯片u2的第十五引脚连接，所述第二十三电阻r23的另一端与所述第五二极管d5的负极连接，所述第五二极管d5的正极与所述电池组输出端con9连接。其中，所述电池管理芯片u2的第十五引脚和第十三引脚为smbusv1.1兼容接口，通过smbusv1.1兼容接口，所述电池管理芯片u2能将充电电流和电压参数信息发送至外部设备，如发送至电脑的主控系统。

所述二级过充保护电路300用于在所述一级过充保护电路200损坏时，继续对电池组进行过充保护。所述二级过充保护电路300包括电池组过充检测电路310和二级保护芯片u1，所述电池组过充检测电路310与所述电池组输入端con1连接，所述二级保护芯片u1与所述电池组过充检测电路310连接，所述二级保护芯片u1还与所述二级过充控制电路400连接。具体地，本实施例中，所述二级保护芯片u1的型号优选为bq294702。

所述电池组过充检测电路310用于检测所述电池组输入端con1输入的电压并反馈至所述二级保护芯片u1。所述电池组过充检测电路310包括多个过充检测电阻，各所述过充检测电阻的一端均与所述电池组输入端con1连接，各所述过充检测电阻的另一端均与所述二级保护芯片u1连接。本实施例中，所述过充检测电阻的数量为四个，四个所述过充检测电阻分别与所述二级保护芯片u1的第二引脚、第三引脚、第四引脚和第五引脚连接。具体地，四个所述过充检测电阻的标号分别为r6、r7、r7和r9。

所述二级过充控制电路400包括三端保险丝f1和控制mos管q1，所述三端保险丝f1的第一端与所述电池组输入端con1连接，具体地，所述三端保险丝f1的第一端与所述电池组的输入端正极连接。所述三端保险丝f1的第二端与所述充放电控制电路500连接，所述三端保险丝f1的第三端与所述控制mos管q1的漏极连接，所述控制mos管q1的栅极与所述二级保护芯片u1和所述电池管理芯片u2连接。通过设置所述三端保险丝f1，使电流超过其阈值及时间后自毁，从而保护整体的电路。具体地，所述控制mos管q1的栅极与所述二级保护芯片u1的第八引脚连接，所述控制mos管q1的栅极与所述电池管理芯片u2的二十六引脚。

具体地，当所述一级过充保护电路200发生损坏，所述二级过充保护电路300开启，烧毁所述三端保险丝f1，从而切断放电回路，如此，优先当所述一级过充保护电路200发生损坏导致过充失效时，所述二级过充保护电路300能够持续对电池组实现过充保护，进而提供双重过充保护，较之现有技术中只有一个过充保护回路，本实用新型中大大提高了保护力度及保护效率，避免了因过充失效带来的电池组发生起火，进而影响使用的问题，大大提高了产品的安全性能。

所述充放电控制电路500包括第一mos管组件和第二mos管组件，第一mos管组件和所述第二mos管组件串联连接；所述第一mos管组件和第二mos管组件均包括两个mos管，两所述mos管并联连接。具体地，第一mos管组件的两个mos管为第五mos管和第六mos管，所述第五mos管和所述第六mos管并联连接，所述第五mos管和所述第六mos管的栅极均与所述电池管理芯片u2的第一引脚连接，所述第五mos管和所述第六mos管的源极均与所述三端保险丝f1的第二端连接。

所述第二mos管组件的两个mos管为第三mos管和第四mos管，所述第三mos管和所述第四mos管并联连接，所述第三mos管和所述第四mos管的栅极均与所述电池管理芯片u2的第三十引脚连接，所述第三mos管和所述第四mos管的漏极与所述所述第五mos管和所述第六mos管的漏极连接，所述第三mos管和所述第四mos管的源极与所述电池组输出端con9连接。

进一步地，所述第五mos管、所述第六mos管、所述第三mos管和所述第四mos管均为1.7mω的n沟mos管，优选地型号为fnk10n01-a。通过采用2串2并的方式构建主回路的充放电控制电路，这种设计思路及mos管的选型可将其带载能力提高到200w，大幅度提升功率。

如图3所示，所述智能锂电池保护板600上还设有镍片610，所述镍片610通过镍带与所述电池组点焊连接。具体地，所述镍片610的数量为多个。通过设置镍片610，保证了pack过程的生产效率及焊点的一致性,大幅提升产品电性能的可靠性。通过点焊的方式，利用镍带能够快速的将所述智能锂电池保护板设置于所述电池组的头部，如此，能够节省整个电池组产品的空间，美观大气，同时也方便所述电池组的外壳设计以及包装设计。

此外，实际使用时，所述智能锂电池保护板100上还会增设温度探头，安装时，一般将温度探头设置于所述电池组的各个电池的连接凹槽处，以便于合理摆放所述温度探头，且不占用其他空间影响整个电池组的包装设计。具体地，所述温度探头优先选取带线的温度探头，如ntc。

此外，参照图3，在layout布局上，本申请中所述智能锂电池保护板100上的输出端负极p-移至所述充放电电流采集电阻附近，即电阻r10附近，较之传统的输出端负极在板边的设计，本申请中所述智能锂电池保护板有3-5mω的阻抗减少，极大的缩短了负极端大电流通过板子的电流路径，对整个所述智能锂电池保护板的温升起到非常好的平衡作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。