一种锂离子电池保护板电路的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池保护领域，尤其是一种锂离子电池保护板电路。
背景技术：
：伴随消费类电子产品轻薄快的发展，越来越多终端产品将电池管理IC由整机端放到电池端，这对电池带来新的挑战，其中一项则是电池自耗电倍率增大，普通电池自耗电一般小于6uA，而带电池管理IC的电池，自耗电则上升到140uA。自耗电的定义是：电池在没带载的情况下，自身消耗的电量；图2为锂电池的放电特性曲线图，当电池电压在3.0V以下时，其只占总容量约5%，过小的容量占比在如此大的自耗电下，无疑加剧电池末端电压下降的速度。正如我们所知，锂电池内部存储电能是靠一种可逆的电化学变化来实现的，过度的放电会导致这种电化学变化产生不可逆的反应，目前锂电池放电截止电压一般在2.3V，一旦电池电压低于2.3V，就会发生不可逆转的电化学反应，对电池造成永久性损伤，甚至导致电池报废，给电池的使用带来极大的安全隐患。因此，有效地防止电池电压过低变得尤为重要；目前的通用做法是加载保护板，一般设置过放电保护电压≥2.5V，之前，由于非常低的自耗电，电池掉电非常慢，所以在过放电保护后的这段时期内电池的自掉电情况得到极少的关注；但是，由于电池管理IC在电池端的应用，使得电池自耗电急剧加大，加之消费者不可控的使用方式，使得这一情况被关注。因此，电池在欠压保护已启动的情况下电压下降过快的问题，也待解决。技术实现要素：为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种锂离子电池保护板电路，本锂离子电池保护板电路创新了新的电池保护板原理图，在保护板电池管理模块的基础上改进，增加了P-MOS管理模块，且整个模块，皆采用贴片元器件，既可以保护电池，又能降低功耗。本实用新型的技术方案如下：一种锂离子电池保护板电路，包括电池、电池正端B+、电池负端B-、电池输出正端P+、电池输出负端P-和保护板电路，所述保护板电路包括一级保护模块、二级保护模块和电池管理模块，所述二级保护模块包括IC1、保险丝F1和MOS管Q1，所述一级保护模块包括IC3和MOS管Q2，所述电池管理模块包括电池管理IC2，所述电池管理IC2的供电端设有P-MOS管理模块。优选的，所述P-MOS管理模块包括P-MOS管Q3，所述P-MOS管Q3的S极和所述电池正端B+连接，所述P-MOS管Q3的G极和所述电池输出负端P-连接，所述P-MOS管Q3的D极和所述电池管理IC2的供电端连接。优选的，所述P-MOS管理模块还包括上拉电阻R4，所述上拉电阻R4并联在所述P-MOS管Q3的S极和所述P-MOS管Q3的G极。优选的，所述P-MOS管理模块还包括保护电容C2，所述保护电容C2并联在所述P-MOS管Q3的S极和所述P-MOS管Q3的D极。保护电容C2的增加了P-MOS管Q3的抗干扰及静电能力。优选的，所述P-MOS管理模块还包保护电阻R18，所述保护电阻R18的一端和所述P-MOS管Q3的G极连接，所述保护电阻R18的另一端连接所述电池输出负端P-。保护电阻R18起到对P-MOS管Q3的G极限流作用。优选的，所述保险丝F1分别与所述电池正端B+、所述MOS管Q1的S极和电池输出正端P+的连接。优选的，所述电池正端B+和所述电池负端B-两端之间设有保护电阻R2和保护电容C1，所述保护电阻R2和所述保护电容C1串联连接。优选的，所述电池输出正端P+和所述电池输出负端P-之间设有保护电容C13和保护电容C14，所述保护电容C13和所述保护电容C14串联连接。优选的，所述电池输出负端P-接地。优选的，所述电池管理IC2为TI电池管理IC。当一级保护电路开始保护动作时，输出信号给MOS管Q1，使MOS管Q1开关打开，电路变为断路，由于有上拉电阻R4的存在，使电池正端B+与P-MOS管Q3的G极电位相等，即P-MOS管Q3的G极电压等于P-MOS管Q3的S极电压，VGS=0V，RDS无穷大，相当于电池正端B+到电池管理IC2的电路断开，使电池管理IC2由于缺少供电而进入关闭模式，从而使该电池自耗电与普通电池一样，故而有效避免电池在欠压保护已经启动的情况电压下降过快的问题。采用以上技术方案的有益效果如下：1.本锂离子电池保护板电路创新了新的电池保护板原理图，在保护板电池管理模块的基础上改进，增加了P-MOS管理模块，且整个模块，皆采用贴片元器件，既可以保护电池，又能降低功耗。2.本锂离子电池保护板电路增加了P-MOS管理模块，使电池在欠压保护时，切断电池管理IC2电源，从而有效地降低电池欠压保护时的自耗电，效避了电池电压过低造成的安全隐患的问题。3.本锂离子电池保护板电路有两级保护，加上P-MOS管理模块可以算有三级保护，充分的保证电路的安全性。附图说明图1为本实用新型锂离子电池保护板电路的电路图。图2为锂电池的放电特性曲线图。具体实施方式为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。实施例一如附图所示，锂离子电池保护板电路，包括电池、电池正端B+、电池负端B-、电池输出正端P+、电池输出负端P-和保护板电路，保护板电路包括一级保护模块、二级保护模块和电池管理模块，二级保护模块包括IC1、保险丝F1和MOS管Q1，一级保护模块包括IC3和MOS管Q2，电池管理模块包括电池管理IC2，电池管理IC2的供电端设有P-MOS管理模块。具体的，P-MOS管理模块包括P-MOS管Q3，P-MOS管Q3的S极和电池正端B+连接，P-MOS管Q3的G极和电池输出负端P-连接，P-MOS管Q3的D极和电池管理IC2的供电端连接。具体的，P-MOS管理模块还包括上拉电阻R4，上拉电阻R4并联在P-MOS管Q3的S极和P-MOS管Q3的G极。具体的，P-MOS管理模块还包括保护电容C2，保护电容C2并联在P-MOS管Q3的S极和P-MOS管Q3的D极。具体的，P-MOS管理模块还包保护电阻R18，保护电阻R18的一端和P-MOS管Q3的G极连接，保护电阻R18的另一端连接电池输出负端P-。具体的，保险丝F1分别与电池正端B+、MOS管Q1的S极和电池输出正端P+的连接。具体的，电池正端B+和电池负端B-两端之间设有保护电阻R2和保护电容C1，保护电阻R2和保护电容C1串联连接。具体的，电池输出正端P+和电池输出负端P-之间设有保护电容C13和保护电容C14，保护电容C13和保护电容C14串联连接。具体的，电池输出负端P-接地。具体的，电池管理IC2为TI电池管理IC。本锂离子电池保护板电路的工作原理：在电池管理IC2供电端外接P-MOS管理模块，P-MOS管元器件的特性为：VGS电压≥0V，RDS阻抗无限大；我们把P-MOS管Q3的S极接在电池正端B+，P-MOS管Q3的G极接在电池输出负端P-，P-MOS管Q3的D极跟电池管理IC2供电端相连接，上拉电阻R4与P-MOS管Q3的G极和P-MOS管Q3的S极并联。当一级保护电路开始保护动作时，输出信号给MOS管Q1，使MOS管Q1开关打开，电路变为断路，由于有上拉电阻R4的存在，使电池正端B+与P-MOS管Q3的G极电位相等，即P-MOS管Q3的G极电压等于P-MOS管Q3的S极电压，VGS=0V，RDS无穷大，相当于电池正端B+到电池管理IC2的电路断开，使电池管理IC2由于缺少供电而进入关闭模式，从而使该电池自耗电与普通电池一样，故而有效避免电池在欠压保护已经启动的情况电压下降过快的问题。实施例二本实施例二中的锂离子电池保护板电路的电池管理模块还设有其他的保护元器件，具体如电路图所示，其他部件及连接方式均与实施例一相同。下表为某3C产品电池项目，不带P-MOS管理模块以及带P-MOS管理模块电池在电压末端自掉电的试验数据对比（相同型号电芯）：试验方法：各取5PCS电池以0.2C放电至3.0V，静置30分钟后，记录初始电压，然后常温放置7天后，再记录静置后的电压。不带P-MOS管理模块保护板电池编号初始电压V静置7天后电压V电压差V13.0762.4030.67323.0832.4550.62833.0682.2060.86243.0742.1870.88753.0812.3240.757MIN3.0682.1870.881MAX3.0832.4550.628带P-MOS管理模块保护板电池编号初始电压V静置7天后电压V电压差V63.0823.0480.03473.0743.0390.03583.0813.0420.03993.0653.0360.029103.0773.0380.039MIN3.0653.0360.029MAX3.0823.0480.034从测试数据看：在保护板加载P-MOS模块后，非常有效地降低电池在电压末端自掉电的速度。以上是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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。当前第1页1 2 3