专利名称：一种可充电池的过放电保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于模拟电路领域，尤其涉及一种可充电池的过放电保护电路。
背景技术：
作为便携式随身听、笔记本电脑、各种学习机、数码相机和手机等电子产 品常用的电能源，可充电池不正常使用导致的损坏是多方面的，譬如，过充、 过放、过流等。现有技术可以提供可充电池的过充、过放和过流等保护电路， 但这类保护电路是基于可充电池的电压足以供其部分控制器正常工作为前提， 一旦可充电池的电压低于其部分控制器正常工作时所需电压，则过放保护就失 去作用，以图1所示的手机可充电池普通保护电路为例来说明。
101为管理电源的控制器，込和込通过控制器101控制其充电通路，Q通 过控制器101控制其放电通路，込和￡>2为其直流供电通路，由于只有在控制器 101供电正常时这些控制才正常工作，所以，Q的体二极管一直必须给控制器 101供电，这样即时电池没有电，这部分也要消耗电能，此为耗电的一个方面； 另一个方面，手机为了省电进行了独立供电，对大电流的模块(如AP102部分) 均增加了一个开关，由于模块太多，对小的待机电流的模块(如功放103和基 带104等)进行直接供电，但是这些小电流的^t块也有好多路，每路待机电流 也有一定大小(如功力文103的待机电流为2uA),如果加起来也有一定电流， 这是耗电的第二个方面；第三个方面，如果电池电压^f氐到101无法正常工作， 则电池放电是一个不定的放电状态，可能放电会进一步加快，以上三个方面因 素综合起来造成可充电池过》丈电。发明内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种可充电池过放电保护电路，旨在解 决现有技术的保护电路在可充电池电压低至一定程度时，其过放电保护失去作 用的问题。
本实用新型实施例是这样实现的， 一种可充电池的过放电保护电路，包括 可充电池和负载，所述电路还包括基准电压比较器以及设置于所述可充电池和 负载之间的开关管，所述基准电压比较器的输入端与所述可充电池正极电连接， 输出端与所述开关管的控制端电连接。
准电压比较器、N沟道MOS管和(或)电容器构成的保护模块，使可充电池 在容量(电压)低至其下限容量时，切断放电回路，可充电池停止对负载的放 电(供电)，有效地防止了可充电池继续放电造成的永久性损害。
图l是现有技术提供的手机可充电池普通保护电路； 图2是N沟道MOS场效应管栅-源极电压Kra与漏才及电流/。关系图； 图3是本实用新型第一实施例提供的可充电池过放电保护电路的结构； 图4是本实用新型第 一实施例中分别以高精密IC比较器和N沟道MOS场
效应管充当基准电压比较器和开关管的可充电池过放电保护电路的结构； 图5是本实用新型第二实施例提供的可充电池过放电保护电路的结构； 图6是本实用新型第二实施例中分别以串i[关二4及管和N沟道MOS场效应
管充当基准电压比较器和开关管的可充电池过放电保护电路的结构； 图7是实用新型应用于手机可充电池iti文电保护的电路系统。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、
技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图3示出了本实用新型第一实施例提供的可充电池过放电保护电路的结 构。为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
可充电池过放电保护电路包括连接在可充电池303与负载304之间的开关 管302，以及基准电压比较器301，该基准电压比较器301的输入端(/iV )与 可充电池303的正极连接，其输出端((9t/r )与开关管302的控制端连接。在 可充电池303对外部负载304放电过程中，可充电电池303的电压随着放电过 程逐渐降低，当可充电电池303的电压降至预先设置的基准电压时，基准电压 比较器301控制开关管302打开，关断可充电电池303与负载304组成的;^文电 回路，从而达到电池的过放电保护的目的。其中开关管302可以是N沟道MOS 场效应管。基准电压比较器301可以采用普通比较器，高精密IC (Integrated Circuit)比较器，或者采用二极管的组合电路。图4示出了采用高精密IC比较 器401作为基准电压比较器301,采用N沟道MOS场效应管402作为开关管 302时的可充电池过放电保护电路的结构，该电路中其余元件与图3相同。
高精密IC比较器401的输入端(/iV )与可充电池303的正极相连，输出 端(6>(/r )与N沟道MOS场效应管402的栅极(G极)相连。N沟道MOS 场效应管402的源极(S极)和可充电池303的负极相连，其漏极(D极)接 地。负载304的一端与可充电池303的正极相连，另一端接地。N沟道MOS 场效应管(自带体二极管)402、可充电池303和负载304构成本实用新型的i文 电回^各。
图4所示可充电池过放电保护电路工作原理是只要N沟道MOS场效应 管402的栅极(G极)为高电平，即，高精密IC比较器401的OLT端输出高 电平，N沟道MOS场效应管402导通，此时，N沟道MOS场效应管402、可 充电池303和负载304构成的放电回路处于通路状态，可充电池303继续对负 载304放电(供电)。当N沟道MOS场效应管402的栅极(G极)为低电平，即，高精密IC比较器401的Ol/r端输出低电平，N沟道MOS场效应管402 截止，此时，N沟道MOS场效应管402、可充电池303和负栽304构成的放电 回路断开，可充电池303停止对负载204放电(供电)。
基于上述原理，可以根据可充电池303允许继续放电的下限容量(此处指 当电池的电压低于这个下限容量时，继续放电将会造成电池永久性损坏)，例 如3.0伏，选定高精密IC比较器401,使得当高精密IC比较器401的输入电压 低于可充电池303的下限容量时，输出低电平，N沟道MOS场效应管402截 止，N沟道MOS场效应管402、可充电池303和负载304构成的方丈电回路断开， 可充电池303停止对负载304放电(供电)。
例如，在图4中，若可充电池303的下限容量为2.8伏，则选定检测电压 为2.8伏的高精密IC比较器401。在正常情况下，只要可充电池303的容量还 大于2.8伏，高精密IC比较器401的/7V端输入电压大于2.8伏，高精密IC比 较器401的Of/r端就输出高电平，N沟道MOS场效应管402导通，可充电池 303就可以通过放电回路向负载304放电(供电)。随着可充电池303对负载 304放电(供电)时间的增加，其容量会低于2.8伏，此时，高精密IC比较器 401的/iV端输入电压小于2.8伏，高精密IC比较器401的OLT端就输出低电 平，N沟道MOS场效应管402截止，；改电回路^皮断开，可充电池303停止继 续对负载304放电(供电)，如此，有效地保护了可充电池303不致损坏。
在图3或图4所示的可充电池过》丈电保护电3各中，由于N沟道MOS场效 应管402自带了体二极管，因此，充电器可以通过该体二才及管对可充电池303 进行充电。
参阅图5,本实用新型第二实施例提供的可充电池过放电保护电路。该电 路由基准电压比^_器301、开关管302、可充电池303、负载304和电容器501组成。
基准电压比较器301的输入端(/AA )与可充电池303的正极相连，输出端 ((9t/r )与开关管302的控制端相连。电容器501 —端与基准电压比较器301的06T端相连，另一端接地。负载304的一端与可充电池303的正极相连，另 一端接地。开关管302、可充电池303和负载304构成本实用新型的放电回路。
图5所示的可充电池过放电保护电路的原理与图3所示的可充电池过放电 保护电路的原理类似，在此不再赘述。
图6示出了采用由三个串联二极管构成的串耳关二极管组601作为基准电压 比较器301，并采用N沟道MOS场效应管402作为开关管302的可充电池保 护电路的原理。
假设可充电池303的下限容量为2.9伏，才艮据这一下限容量，选定正向导 通电压为0.7伏的二极管D,、 A和正向导通电压为0.5伏的二极管A，正向串 联构成串联二极管组601 (容易理解，还可以采用其他正向导通电压的二极管 组合成二极管组)作为基准电压比较器301。为便于说明，可充电池303的电 压(容量)、N沟道MOS场效应管402的栅源极电压和串联二极管组601导 通电压分别用^、 P;和]^表示，三者之间的关系为&s = & -&B。由于J^ =0.7 + 0.7 + 0.5 = 1.9伏，在可充电池303的容量^还大于2.9伏时，N沟道 MOS场效应管402的栅源极电压J^大于1伏，即，N沟道MOS场效应管402 的栅极为高电平，N沟道MOS场效应管402导通，可充电池303对负载304 正常放电(供电)。 一旦充电池303的容量^小于2.9伏，由于J^ = Kfl -rCT， N沟道MOS场效应管402的栅源极电压J^小于1伏，则由图2可知，N沟道 MOS场效应管402的漏极电流/。为零，即N沟道MOS场效应管402截止，N 沟道MOS场效应管402、可充电池303和负载304构成的放电回路被断开，可 充电池303停止对负载304的放电(供电)。当可充电池303的容量^越小， 则N沟道MOS场效应管402的栅源4及电压P^更小，这样一来，N沟道MOS 场效应管402处于深度截止状态，由此可见，电池电压越低保护会更好。
在图5或图6中，由于N沟道MOS场效应管402为电压控制型，阻抗很 高，当可充电池303电压(容量)降到其临界点，电路中的尖脉冲干扰加到高 阻抗的N沟道MOS场效应管402，使N沟道MOS场效应管402产生导通/截止的千扰转换，增加的电容器501消除了因干扰而造成临界保护时的误动作,
电池过放电保护的电路系统。在该电路系统中，除在电池通路中增加的放电保 护模块(相当于本实用新型实施例提供的可充电池过放电保护电路)夕卜，其余 部分的充电、放电和供电等原理与图1所示的手才几可充电池普通保护电路原理 相同，如前所述，此模块能够在几乎不耗电的情况下，无论电池电压低到任何 值均能够可靠的保护，这样就实现了无论负载怎样变化其电池电压在低到一定 值时均可以保护的目的。
准电压比较器、N沟道MOS管和(或)电容器构成的保护模块，使可充电池 在容量(电压)低至其下限容量时，切断放电回路，可充电池停止对负载的放 电(供电)，有效地防止了可充电池继续放电造成的永久性损害。
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。
权利要求1、一种可充电池的过放电保护电路，包括可充电池和负载，其特征在于，所述电路还包括基准电压比较器以及设置于所述可充电池和负载之间的开关管，所述基准电压比较器的输入端与所述可充电池正极电连接，输出端与所述开关管的控制端电连接。
2、 如权利要求1所述的可充电池的过放电保护电路，其特征在于，所述电 路进一步包括一电容器，所述电容器一端与所述基准电压比较器的输出端相连， 另一端接地。
3、 如权利要求1所述的可充电池的过放电保护电路，其特征在于，所述开 关管是N沟道MOS场效应管，所述N沟道MOS场效应管的栅极、源极和漏 极分别与所述基准电压比较器的输出端、可充电池的负极和地相连。
4、 如权利要求3所述的可充电池的过放电保护电路，其特征在于，所述N 沟道MOS场效应管是带体二极管的N沟道MOS场效应管。
5、 如权利要求1所述的可充电池的过放电保护电路，其特征在于，所述基 准电压比较器为高精密IC比较器、普通比较器或若干个二极管正向串联组成的 串联二极管组。
6、 如权利要求5所述的可充电池的过放电保护电路，其特征在于，当所述 基准电压比较器为若干个二极管正向串联组成的串联二极管组时，其输入端为 所述串联二极管组始端二极管的正极，输出端为所述串联二极管组末端二极管 的负极。
专利摘要本实用新型适用于模拟电路领域，提供了一种可充电池的过放电保护电路，包括可充电池和负载，所述电路还包括基准电压比较器以及设置于所述可充电池和负载之间的开关管，所述基准电压比较器的输入端与所述可充电池正极电连接，输出端与所述开关管的控制端电连接。本实用新型实施例使可充电池在容量(电压)低至其下限容量时，切断放电回路，可充电池停止对负载的放电(供电)，有效地防止了可充电池继续放电造成的永久性损害。
文档编号H02H7/18GK201222649SQ20082009489
公开日2009年4月15日 申请日期2008年6月20日 优先权日2008年6月20日
发明者张鹏程 申请人:深圳市同洲电子股份有限公司