具有短路和反接保护功能的电池充放电电路的制作方法

本发明涉及具有短路和反接保护功能的电池充放电电路。

背景技术：

许多电池不允许反接，而短路更是绝大部分电路需要绝对避免的状况，因为在短路或反接状态下瞬间电流很大，容易对输出接头和电池造成损害，在电流过大的情况下不能实现瞬间、实时的保护，从而造成电路故障、不能正常工作甚至能够引起火灾等状况。因此，如何达到前述状态下电池和电路保护一直是业界的发展方向。目前，对于电路短路一般是采用保险丝的方式，在短路状态下产生的瞬间大电流会熔断保险丝，达到保护电路的目的。然而，这种方式在保护电路的同时也切断了电路，使得电路不能够正常工作，需要更换保险丝电路才能工作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供具有短路和反接保护功能的电池充放电电路，用以解决电路短路和反接时损坏电路的问题。

为实现上述目的，本发明的一种方案是：

一种具有短路和反接保护功能的电池充放电电路，主电路包括放电开关管（q1）和充电开关管（q2），两个开关管方向反向串联在一起；两个开关管连接在直流输入负极与直流输出负极之间；还包括一个控制单元，控制单元包括比较器（u1）；比较器（u1）的同相输入端连接输入电压分压支路；比较器（u1）的反相输入端连接开关管电压分压支路；所述输入电压分压支路用于并联输入电压；所述开关管电压分压支路用于并联两开关管电压；比较器（u1）的输出端与放电mos管q1的栅极相连。

作为本发明的进一步改进，放电mos管（q1）连接直流输入负极和充电mos管q2；充电mos管q2分别连接着直流输出负极和充电mos管q1。

作为本发明的进一步改进，所述开关管电压分压支路由第一电阻（r1）、第二电阻（r2）串联构成；所述输入电压分压支路由第三电阻（r3）、第四电阻（r4）串联构成；比较器（u1）的同相输入端连接第三电阻（r3）、第四电阻（r4）的串联点（a）；比较器（u1）的反相输入端连接第一电阻（r1）、第二电阻（r2）的串联点（b）。

作为本发明的进一步改进，所述放电开关管、充电开关管均为mos管。

本发明的另一种方案是：一种具有短路和反接保护功能的电池充放电电路，主电路包括放电开关管（q1）和充电开关管（q2），两个开关管方向反向串联在一起；两个开关管连接在直流输入正极与直流输出正极之间；还包括一个控制单元，控制单元包括比较器（u1）；比较器（u1）的同相输入端连接开关管电压分压支路；比较器（u1）的反相输入端连接输入电压分压支路；所述输入电压分压支路用于并联输入电压；所述开关管电压分压支路用于并联两开关管电压；比较器（u1）的输出端与放电mos管q1的栅极相连。

作为本发明的进一步改进，放电mos管（q1）连接直流输出正极和充电mos管q2；充电mos管q2连接直流输入正极和充电mos管q1。

作为本发明的进一步改进，所述开关管电压分压支路由第一电阻（r1）、第二电阻（r2）串联构成；所述输入电压分压支路由第三电阻（r3）、第四电阻（r4）串联构成；比较器（u1）的同相输入端连接第一电阻（r1）、第二电阻（r2）的串联点（b）；比较器（u1）的反相输入端连接第三电阻（r3）、第四电阻（r4）的串联点（a）。

作为本发明的进一步改进，所述放电开关管、充电开关管均为mos管。

本发明在瞬间反接或短路时导致的大电流的情况下，根据比较器的输出，使放电开关管截止，从而不会对电池以及接口造成损害，不会造成电池的功率损耗，从而能够确保电路正常运行。

附图说明

图1是实施例1的电路原理图；

图2是实施例2的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，一种具有短路和反接保护功能的电池充放电电路，主电路包括放电mos管q1和充电mos管q2，两个mos管方向反向串联在一起。每个mos管都自带有一个寄生二极管。两个mos管连接在直流输入负极（即电池负极）与直流输出负极之间；放电mos管q1连接直流输入负极和充电mos管q2；充电mos管q2分别连接着直流输出负极和充电mos管q1。

还包括一个控制单元，控制单元包括比较器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4。比较器u1的同相输入端连接r3与r4之间的a点，比较器u1的反相输入端连接r1与r2之间的b点；r3、r4构成串联支路，且与电池并联；r1、r2也构成串联支路，与两个mos管并联。比较器u1的输出端与放电mos管q1的栅极相连。

电路工作原理如下：

正常接线状态下，直流输入正负极有正常供电，u1同相输入端a点电压大于反相输入端b点电压，u1输出为高电平，放电mos管q1打开。

直流输出正负极短路状态下，a点的电压与b点的电压大小相等，比较器输出低电平，关闭放电mos管q1，实现短路保护功能。

反接状态时，即输出正负极与外接电池或电源极性反接时，输出负极电位大于输出正极，此时a点的电压小于b点的电压，比较器输出低电平，关闭放电mos管q1，实现短路保护功能。

实施例2

如图2所示，一种具有短路和反接保护功能的电池充放电电路，主电路包括放电mos管q1和充电mos管q2，两个mos管方向反向串联在一起。每个mos管都自带有一个寄生二极管。

与实施例1区别在于，两个mos管连接在直流输入正极（即电池正极）与直流输出正极之间；即：放电mos管q1连接直流输出正极和充电mos管q2；充电mos管q2分别连接着直流输入正极和充电mos管q1。

本实施例也还包括一个控制单元，控制单元包括比较器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4。

与实施例1不同在于，比较器u1的同相输入端连接r1与r2之间的b点，比较器u1的反相输入端连接r3与r4之间的a点。r3、r4构成串联支路，且与电池并联；r1、r2也构成串联支路，与两个mos管并联。比较器u1的输出端与放电mos管q1的栅极相连。

电路工作原理如下：

正常接线状态下，直流输入正负极有正常供电，u1同相输入端b点电压大于反相输入端a点电压，u1输出为高电平，放电mos管q1打开。

直流输出正负极短路状态下，a点的电压与b点的电压大小相等，比较器输出低电平，关闭放电mos管q1，实现短路保护功能。

反接状态时，即输出正负极与外接电池或电源极性反接时，输出负极电位大于输出正极，此时b点的电压小于a点的电压，比较器输出低电平，关闭放电mos管q1，实现短路保护功能。

实施例1与实施例2中，充放电电路采用mos进行控制，作为其他实施方式，也可以采用其他类型的开关管。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。