本实用新型涉及电池充放电技术领域，尤其涉及一种电池充放电保护电路。
背景技术：
随着国家对新能源汽车的大力支持，电池被广泛使用在电动汽车、储能系统、不间断电源(UPS)以及平衡车等领域。随着使用范围的增加，电池的安全隐患被慢慢暴露，其中，电池充放电的保护至关重要，例如，电池过充将导致电池漏液，电池过放将不能再恢复使用，因此，电池过充或过放都会引起单体电池损耗，严重的会引起爆炸等事故发生。
鉴于此，实有必要提供一种电池充放电保护电路以克服上述缺陷。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种电路结构简单且响应速度块的电池充放电保护电路。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池充放电保护电路，包括单体电池与充放电接口；所述单体电池包括正极与负极并通过所述充放电接口进行充电或者放电；所述电池充放电保护电路还包括开关单元以及侦测单元；所述开关单元连接于所述单体电池的正极与所述充放电接口的第一端之间，用于建立或者断开所述单体电池与所述充放电接口之间的电性连接；所述侦测单元的一端连接于所述充放电接口的第一端与所述开关单元之间以侦测所述单体电池的电压并控制所述开关单元的导通与截止；当所述单体电池处于充电状态时，若所述单体电池的电压大于第一预设电压，则所述侦测单元发出控制信号以控制所述开关单元断开所述单体电池与所述充放电接口之间的电性连接；当所述单体电池处于放电状态时，若所述单体电池的电压小于第二预设电压，则所述侦测单元发出控制信号以控制所述开关单元断开所述单体电池与所述充放电接口之间的电性连接。
在一个优选实施方式中，所述控制信号为低电平信号，且所述第一预设电压大于所述第二预设电压。
在一个优选实施方式中，所述开关单元包括第一电子开关及第二电子开关；所述第一电子开关的第一端与所述侦测单元相连，所述第一电子开关的第二端与所述充放电接口的第一端相连，所述第一电子开关的第三端与所述第二电子开关的第三端相连；所述第二电子开关的第一端与所述侦测单元相连，所述第二电子开关的第二端与所述单体电池的正极相连。
在一个优选实施方式中，所述第一电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应N型MOS管的栅极、源极与漏极；所述第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应N型MOS管的栅极、源极与漏极。
在一个优选实施方式中，所述第一电子开关还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电子开关的第二端相连，且所述第一二极管的阴极与所述第一电子开关的第三端相连；所述第二电子开关还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二电子开关的第二端相连，且所述第二二极管的阴极与所述第二电子开关的第三端相连。
在一个优选实施方式中，所述侦测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一比较器、第二比较器以及第一电压源；所述充放电接口；的第一端依次通过所述第一电阻及所述第二电阻接地；所述充放电接口的第一端还依次通过所述第三电阻及所述第四电阻接地；所述第一比较器的同相输入端与所述第一电压源相连，所述第一比较器的反相输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述第一比较器的输出端分别与所述第一电子开关的第一端及所述第二电子开关的第一端相连；所述第二比较器的反相输入端与所述第一电压源相连、所述第二比较器的同相输入端连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间、所述第二比较器的输出端分别与所述第一电子开关的第一端及所述第二电子开关的第一端相连。
在一个优选实施方式中，所述侦测单元还包括第五电阻，所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的输出端还通过所述第五电阻分别与所述第一电子开关的第一端及所述第二电子开关的第一端相连。
在一个优选实施方式中，所述开关单元还包括第一稳压管及第二稳压管；所述第一稳压管的阴极与所述第一电子开关的第一端相连且所述第一稳压管的阳极与所述第一电子开关的第二端相连；所述第二稳压管的阴极与所述第二电子开关的第一端相连且所述第二稳压管的阳极与所述第二电子开关的第二端相连。
在一个优选实施方式中，所述开关单元还包括第六电阻及第七电阻；所述第六电阻的一端与所述第一电子开关的第一端相连且所述第六电阻的另一端与所述第一电子开关的第二端相连；所述第七电阻的一端与所述第二电子开关的第一端相连且所述第七电阻的另一端与所述第二电子开关的第二端相连。
本实用新型提供的电池充放电保护电路，当所述单体电池处于充电状态时，并当充电电压大于所述第一预设电压时，所述侦测单元输出控制信号，以停止为所述单体电池充电；当所述单体电池处于放电状态时，并当充电电压小于所述第二预设电压时，所述侦测单元输出控制信号，以阻止所述单体电池继续放电，进而实现了对单体电池进行充放电的保护，且所述电池充放电保护电路电路结构简单，响应速度较快。
【附图说明】
图1为本实用新型较佳实施例提供的电池充放电保护电路的原理框图。
图2为本实用新型较佳实施例提供的电池充放电保护电路的电路原理图。
【具体实施方式】
下面将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，本领域普通技术人士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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，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，或一体地连接；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。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中的具体含义。
请参阅图1，其为本实用新型较佳实施例提供的电池充放电保护电路100的原理框图。所述电池充放电保护电路100包括单体电池10、充放电接口20、开关单元30、以及侦测单元40。所述单体电池10包括正极与负极并通过所述充放电接口20进行充电或者放电。可以理解，当所述单体电池10充电时，所述充放电接口20与充电器(图未示)相连；当所述单体电池10放电时，所述充放电接口20与负载(图未示)相连。
所述开关单元30连接于所述单体电池10的正极与所述充放电接口20的第一端之间，用于建立或者断开所述单体电池10与所述充放电接口20之间的电性连接。所述侦测单元40的一端连接于所述充放电接口20的第一端与所述开关单元30之间以侦测所述单体电池10的电压并控制所述开关单元30的导通与截止。所述充放电接口20的第二端与所述单体电池10的负极接地。
当所述单体电池10处于充电状态时，若所述单体电池10的电压大于第一预设电压，则所述侦测单元40发出控制信号以控制所述开关单元30断开，进而断开所述单体电池10与所述充放电接口20之间的电性连接；若所述单体电池10的电压不大于所述第一预设电压，则所述侦测单元40停止发出控制信号，所述开关单元30导通以建立所述单体电池10与所述充放电接口20之间的电性连接，此时，所述充电器可以通过所述充放电接口20为所述单体电池10充电。
当所述单体电池10处于放电状态时，若所述单体电池10的电压小于第二预设电压，则所述侦测单元40发出控制信号以控制所述开关单元30断开所述单体电池10与所述充放电接口20之间的电性连接；若所述单体电池10的电压不小于第二预设电压，则所述侦测单元40停止发出所述控制信号，所述开关单元30导通以建立所述单体电池10与所述充放电接口20之间的电性连接，此时，所述单体电池10可以通过所述充放电接口20为所述负载供电。在本实施方式中，所述控制信号为低电平信号，所述第一预设电压大于所述第二预设电压。具体地，所述第一预设电压为3.8V，所述第二预设电压为2.5V。可以理解，所述第一预设电压及所述第二预设电压可以依据所述单体电池10的类型的不同而进行调整。
请再参阅图2，其为本实用新型较佳实施例提供的电池充放电保护电路的电路原理图。所述开关单元30包括第一电子开关Q1及第二电子开关Q2。所述第一电子开关Q1的第一端与所述侦测单元40相连，所述第一电子开关Q1的第二端与所述充放电接口20的第一端相连，所述第一电子开关Q1的第三端与所述第二电子开关Q2的第三端相连。所述第二电子开关Q2的第一端与所述侦测单元40相连，所述第二电子开关Q2的第二端与所述单体电池10的正极相连，所述第二电子开关Q2的第三端与所述第一电子开关Q1的第三端相连。在本实施方式中，所述第一电子开关Q1的第一端、第二端及第三端分别对应N型MOS管的栅极、源极与漏极。所述第二电子开关Q2的第一端、第二端及第三端分别对应N型MOS管的栅极、源极与漏极。
进一步地，所述第一电子开关Q1还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极与所述第一电子开关Q1的第二端相连，所述第一二极管D1的阴极与所述第一电子开关Q1的第三端相连。所述第二电子开关Q2还包括第二二极管D2，所述第二二极管D2的阳极与所述第二电子开关Q2的第二端相连，所述第二二极管D2的阴极与所述第二电子开关Q2的第三端相连。
所述侦测单元40包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一比较器U1、第二比较器U2以及第一电压源VCC1。所述充放电接口20的第一端依次通过所述第一电阻R1及所述第二电阻R2接地；所述充放电接口20的第一端还依次通过所述第三电阻R3及第四电阻R4接地；所述第一比较器U1的同相输入端与所述第一电压源VCC1相连、所述第一比较器U1的反相输入端连接于所述第一电阻R1与所述第二电阻R2之间、所述第一比较器U1的输出端分别与所述第一电子开关Q1的第一端及所述第二电子开关Q2的第一端相连；所述第二比较器U2的反相输入端与所述第一电压源VCC1相连、所述第二比较器U2的同相输入端连接于所述第三电阻R3与所述第四电阻R4之间、所述第二比较器U2的输出端分别与所述第一电子开关Q1的第一端及所述第二电子开关Q2的第一端相连。在本实施方式中，所述第一电压源VCC1用于输出1.5V的电压。
进一步地，所述侦测单元40还包括第五电阻R5，所述第一比较器U1的输出端及所述第二比较器U2的输出端还通过所述第五电阻R5分别与所述第一电子开关Q1的第一端及所述第二电子开关Q2的第一端相连。
此外，所述开关单元30还包括第一稳压管Z1及第二稳压管Z2；所述第一稳压管Z1的阴极与所述第一电子开关Q1的第一端相连且所述第一稳压管Z1的阳极与所述第一电子开关Q1的第二端相连；所述第二稳压管Z2的阴极与所述第二电子开关Q2的第一端相连且所述第二稳压管Z2的阳极与所述第二电子开关Q2的第二端相连。所述第一稳压管Z1及第二稳压管Z2分别用于保护所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2以防止所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2被击穿。
再进一步地，所述开关单元30还包括第六电阻R6及第七电阻R7；第六电阻R6的一端与所述第一电子开关Q1的第一端相连且所述第六电阻R6的另一端与所述第一电子开关Q1的第二端相连；第七电阻R7的一端与所述第二电子开关Q2的第一端相连且所述第七电阻R7的另一端与所述第二电子开关Q2的第二端相连。所述第六电阻R6及第七电阻R7用于分别对所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2泄流，以提高所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2的响应速度。
所述电池充放电保护电路100的工作原理如下：
若所述单体电池10处于充电状态，当单体电池10的电压小于等于所述第一预设电压时，所述第一比较器U1及所述第二比较器U2均输出高电平信号(停止输出控制信号)，进而使得所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2导通，此时，可以正常为所述单体电池10充电；当所述侦测单元40侦测到所述单体电池10的电压大于所述第一预设电压时，亦即，所述第二电阻R2上的分压大于所述第一电压源VCC1输出的电压时，所述第一比较器U1输出低电平信号(控制信号)，进而控制所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2截止，从而断开所述单体电池10与所述充放电接口20之间的电性连接，此时，充放电接口10停止为所述单体电池10充电，进而能够防止所述单体电池10过充。
若所述单体电池10处于放电状态，当单体电池10的电压大于等于所述第二预设电压时，所述第一比较器U1及所述第二比较器U2均输出高电平信号(停止输出控制信号)，进而使得所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2导通，此时，单体电池10可正常放电；当所述侦测单元40侦测到所述单体电池10的电压小于所述第二电压时，亦即，所述第四电阻R4上的分压小于所述第一电压源VCC1输出的电压时，所述第二比较器U2输出低电平信号(控制信号)，进而控制所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2截止，进而断开所述单体电池10与所述充放电接口20之间的电性连接，此时，所述单体电池10停止放电，进而能够防止所述单体电池10过放。可以理解，在电路设计时，可以依据不同的第一预设电压及第二预设电压来调整各个电阻的阻值，以使得单体电池10过充或者过放时，第一比较器U1或者第二比较器U2能及时输出低电平信号。
本实用新型所提供的电池充放电保护电路100，当所述单体电池10处于充电状态时，并当充电电压大于所述第一预设电压时，所述侦测单元40输出控制信号，以停止为所述单体电池10充电；当所述单体电池10处于放电状态时，并当充电电压小于所述第二预设电压时，所述侦测单元40输出控制信号，以阻止所述单体电池10继续放电，进而实现了对单体电池10进行充放电的保护，且所述电池充放电保护电路100电路结构简单，响应速度较快。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。