一种具有开关状态检测功能的快速放电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电路领域，具体地说是一种具有开关状态检测功能的快速放电电路。
【背景技术】
[0002]在电池系统应用中，尤其是锂电池电动工具应用，通常都采用主开关控制电池包与快速放电线路的通断，当开关接通，电路上电；开关断开，电路掉电并停止工作。但在实际应用中，通常应用板的输入端都需要增加比较大的电容，用于滤除电源噪声，这样，当开关断开后，如果应用板进入保护状态或低功耗状态，通常电容上的电量会保持比较长的时间，从而造成开关在次闭合后，由于应用线路还没完全掉电或复位，从而无法正常进入上电启动。正常的操作应该是电池包连接正确，然后接通开关，应用线路工作，但为了满足某些特定条件下的特殊要求，有时会要求当开关闭合状态下，直接插入电池包，而应用线路不能启动，以防造成安全事故。
[0003]针对上述问题，当前很多产品采用三端开关，一端用于接通电池包与应用板；一端用于对输入电容C4放电，如图1所示。此方案的优点是放电快，线路简单，但三端开关多一个触点，成本比较高，且无法解决开关SI闭合的状态下，直接插入电池不能启动的问题，安全性不高。
[0004]当前的另一解决方案是直接把电容C4的正极接入电池报的正极，从而当开关断开后，应用线路的输入电容存电问题就解决了，如图2所示。此方案解决了开关成本的问题，但当断开开关后，电容C4依然存在电量，从而对生产测试、安全方面等均不利，同时，由于电容C4距离在应用板过远，滤波效果不好，且同样没有解决开关SI闭合，插入电池包不能启动的问题。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有开关状态检测功能的快速放电电路，能够通过开关闭合，断开，从而解决以上两个问题，从而使得产品的性能更好，安全性更高。
[0006]为了解决上述问题，本实用新型的具有开关状态检测功能的快速放电电路，包括电池包，与所述电池包正极相连的开关Si，通过所述开关SI与电池包相连的放电电路模块，所述放电电路模块中设置有与开关SI另一侧连接的应用板，应用板的端口 V+与端口GND之间连接有电容C4，在端口 V+与开关SI之间设置节点B+，在电池包的端口 Pak-与地之间设置节点B-，在电池包的端口 Pak+与开关SI之间设置节点SWl ;快速放电时，电信号从节点B+通过电阻R7和开关元件Q2流向地端，其中，开关元件Q2的控制端接入电阻R2与电阻R3之间的节点处；电阻R2的另一端通过开关元件Ql接入节点SW1，其中开关元件Ql的控制端通过电阻Rl连接至自身的输出端，同时通过依次连接的二极管D1、电阻R4和电容Cl与节点B+相连；电阻R4和电容Cl之间的节点通过依次接入的开关元件Q3，电阻R6和稳压管Zl接地，其中开关元件Q3的控制端通过电阻R5和二极管D2连接至节点SWl ；所述应用板的端口 SW_R1与电阻R6和稳压管Zl之间的节点电连接。
[0007]优选的，所述的开关元件Ql为PNP型三极管，开关元件Q2为NPN型三极管，开关元件Q3为PNP型三极管。
[0008]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0009]一、电路简单，易于实现，且电路成本低；
[0010]二、解决了在实际应用中，开关断开后由于某些原因造成开关再次闭合所导致的工作电路无法正常上电启动的问题。
[0011]三、解决了在开关闭合状态下，直接插入电池包所带来的安全隐患，防止造成安全事故，其安全性高，能够满足要求较高的应用场合。
【附图说明】
[0012]图1为现有技术的一种快速放电电路示意图。
[0013]图2为现有技术的另一种快速放电电路示意图。
[0014]图3为本实用新型实施的具有开关状态检测功能的快速放电电路示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
[0016]本实用新型的【具体实施方式】如图3所示，一种具有开关状态检测功能的快速放电电路，包括电池包1，与电池包I正极相连的开关SI，通过开关SI与电池包I相连的放电电路模块2，放电电路模块2中设置有与开关SI另一侧连接的应用板3，其特征在于:应用板3的端口 V+与端口 GND之间连接有电容C4，在端口 V+与开关SI之间设置节点B+，在电池包I的端口 Pak-与地之间设置节点B-，在电池包I的端口 Pak+与开关SI之间设置节点Sffl ;快速放电时，电信号从节点B+通过电阻R7和开关元件Q2流向地端，其中，开关元件Q2的控制端接入电阻R2与电阻R3之间的节点处；电阻R2的另一端通过开关元件Ql接入节点SW1，其中开关元件Ql的控制端通过电阻Rl连接至自身的输出端，同时通过依次连接的二极管D1、电阻R4和电容Cl与节点B+相连；电阻R4和电容Cl之间的节点通过依次接入的开关元件Q3，电阻R6和稳压管Zl接地，其中开关元件Q3的控制端通过电阻R5和二极管D2连接至节点SWl ;应用板3的端口 SW_R1与电阻R6和稳压管Zl之间的节点电连接。
[0017]开关元件Ql为PNP型三极管，开关元件Q2为NPN型三极管，开关元件Q3为PNP型三极管。
[0018]其中，电容C4为电路的滤波电容，通常情况下取值100 μ F-680 μ F之间，而电容Cl的容值通常较小，为nF级，一般取值为100~470nF。
[0019]电路的工作原理如下:
[0020]设置端口 V+的电压为Vout，端口 Pak+的电压为Vin。当开关SI持续闭合时开关SI的两个端电压Vout=Vin,因此电容Cl两端放电完毕。当开关SI断开后，由于Vout电压开始下降，Vin电压为电池包I电压，此时Vin>Vout，从而电池包I电压通过电阻Rl及PNP型三极管Ql的eb极，二极管Dl，电阻R4给电容Cl充电，在给电容Cl充电阶段，由于PNP型三极管Ql开启，因此电阻R2，电阻R3上有电流流过，从而使得NPN型三极管Q2开启，在NPN型三极管Q2开启阶段会通过电阻R7对电容C4进行更快的放电，从而实现对C4快速放电，有效解决了在实际应用中，开关断开后由于某些原因造成开关再次闭合所导致的工作电路无法正常上电启动的问题。
[0021]当电池包I已插入，开关SI闭合前，电容C4两端电压接近于0V，Vin电压为电池包I电压，此时电容Cl通过电阻Rl及PNP型三极管Ql的eb极，二极管D1，电阻R4充满电荷；当开关SI闭合后，Vin=Vout,电容Cl上的电压会瞬间被浮高，从而通过PNP型三极管Q3的eb极，电阻R5，二极管D2，开关SI形成放电回路，此时PNP型三极管Q3处于开启状态，并通过电阻R6，稳压管Zl放电，从而使得电阻R6与稳压管Zl之间的节点输出高电平信号SW_RD ;应用电路上电工作后，应用板3的端口 SW_R1读取信号SW_RD，并结合SW_RD为持续一段时间的高电平，判断出此时电池包I已经接入，且开关SI处于闭合状态，因此正常进入工作状态。
[0022]当开关SI断开，此时插上电池包1，由于开关SI是断开的，因此应用电路不工作；此时虽然电池包I会通过电阻Rl及PNP型三极管Ql的eb极，二极管Dl，电阻R4，电容Cl给电容C4充电，但由于电容Cl远远小于电容C4，因此并不能使电容C4的电压上升太多，从而无法造成应用电路启动。
[0023]当SI闭合的情形下，再插入电池包1，由于开关SI是闭合的，因此开关SI的两个端电压Vout=Vin,电容Cl两端放电完毕，PNP型三极管Q3的eb极无电流流过，PNP型三极管Q3处于截止状态，电阻R6上没有电流流过，此时电信号SW_RD为低电平。所以，此时插入电池包1，应用电路上电后开始工作，但应用电路可以通过检测SW_RD信号没有出现持续一定时间的高电平来判断此时是在开关SI闭合状态下再插入电池包I的，从而使得应用线路上电，但不工作。
[0024]需要说明的是，本实施例中所提及的应用板3内设置有应用电路，应用电路的类型可根据具体的应用场景而变化。
[0025]需要说明的是，在本实施例中，未详细展开进行阐述的地方，均为本领域技术人员可根据现有公知常识与实践经验来实现。
[0026]以上所述为本实用新型的较佳实施方式，并非对本实用新型作任何形式上的限制。需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种具有开关状态检测功能的快速放电电路，包括电池包(1)，与所述电池包正极相连的开关SI，通过所述开关SI与电池包相连的放电电路模块(2)，所述放电电路模块中设置有与开关SI另一侧连接的应用板(3)，其特征在于:应用板的端口 V+与端口 GND之间连接有电容C4，在端口 V+与开关SI之间设置节点B+，在电池包的端口 Pak-与地之间设置节点B-，在电池包的端口 Pak+与开关SI之间设置节点SWl ;快速放电时，电信号从节点B+通过电阻R7和开关元件Q2流向地端，其中，开关元件Q2的控制端接入电阻R2与电阻R3之间的节点处；电阻R2的另一端通过开关元件Ql接入节点SW1，其中开关元件Ql的控制端通过电阻Rl连接至自身的输出端，同时通过依次连接的二极管D1、电阻R4和电容Cl与节点B+相连；电阻R4和电容Cl之间的节点通过依次接入的开关元件Q3，电阻R6和稳压管Zl接地，其中开关元件Q3的控制端通过电阻R5和二极管D2连接至节点SWl ;所述应用板的端口 SW_R1与电阻R6和稳压管Zl之间的节点电连接。2.根据权利要求1所述的具有开关状态检测功能的快速放电电路，其特征在于，所述的开关元件Ql为PNP型三极管，开关元件Q2为NPN型三极管，开关元件Q3为PNP型三极管。
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有开关状态检测功能的快速放电电路，包括电池包，开关S1及通过开关S1与电池包相连的放电电路模块，模块中设置有一应用板，其端口V+与端口GND之间连接有电容C4，电路通过开关元件Q1～Q3对信号进行控制，实现对电路的保护，应用板的端口SW_R1通过读取电阻R6和稳压管Z1之间的节点信号，检测并判断开关的状态。本实用新型具有电路简单，易于实现，电路成本低的优点，有效解决了开关断开后由于某些原因造成开关再次闭合所导致的工作电路无法正常上电启动的问题，以及在开关闭合状态下，直接插入电池包所带来的安全隐患，防止造成安全事故，其安全性高，能够满足要求较高的应用场合。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN204669022
【申请号】CN201520382715
【发明人】刘辉, 徐文赋, 李鲲鹏, 朱立湘, 李润朝
【申请人】惠州市蓝微电子有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月4日