一种电池过充后放电和过放后充电检测电路的制作方法

本实用新型涉及环保电池技术领域，具体涉及一种电池过充后放电和过放后充电检测电路。

背景技术：

随着国家的倡导和人们环保和节能意识越来越高，在一些以前用铅酸、镍镉电池等非环保电池应用领域，越来越多非环保电池被环保型二次电池锂电池所替代。在一些领域会出现充电电流大、放电电流小或者放电电流大、充电电流小的情况，特别是在目前的太阳能路灯和孤岛照明及航运指示灯方面的应用。电池容量大，电池在保护板过充后放电或者在电池在过放保护后充电，由于过充保护后恢复电压和过放保护后恢复电压有一定压差，因此在电池电压没有恢复到保护恢复值时就会关闭对应的充电和放电MOS管，容易损坏MOS管导致保护板失效，从而可能导致电池起火爆炸等安全性事故。但是目前针对这个问题，基本上都是采用BMS软件管理系统来解决，但是BMS软件管理系统比较贵而且可靠性也比较低。基于此，本实用新型设计了一种电池过充后放电和过放后充电检测电路，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电池过充后放电和过放后充电检测电路，以解决上述背景技术中提出的现有装置不仅成本高而且可靠性低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电池过充后放电和过放后充电检测电路，包括电池电压检测模块、电流检测模块、放电锁死模块和充电锁死模块，其特征在于：所述电池电压检测模块和电流检测模块上均电性连接有控制模块，所述控制模块上电性连接有放电MOS驱动模块和充电MOS驱动模块，所述放电MOS驱动模块上电性连接有放电MOS模块，所述充电MOS驱动模块上电性连接有充电MOS模块，所述充电MOS模块和放电MOS模块互联，所述放电MOS模块和电流检测模块互联，所述放电锁死模块分别与控制模块和放电MOS驱动模块电性连接，所述充电锁死模块分别与控制模块和充电MOS驱动模块电性连接；

所述控制模块的输入端电性连接有保护IC管理模块，所述保护IC 管理模块的正负极之间电性连接有电池，所述电池的负极上分别串联有电流采样模块、放电MOS管、充电MOS管和负载，所述负载与电池的正极串联，所述负载的正负极之间并联有充电器，所述电流采样模块的输出端与控制模块的输入端并联；

所述保护IC管理模块包括保护管理芯片U1，所述控制模块包括控制模块单片机IC1和控制模块单片机IC2，所述保护管理芯片U1的第一脚上串联有电阻RX1、三极管Q5、MOS管M1、二极管D3、电阻RA6和三极管Q1，所述电阻RX1与三极管Q5的基极串联，所述三极管Q5的基极上并联有电阻RM4，所述电阻RM4接地，所述三极管Q5的发射极电性连接有供电电源IC的第二引脚，所述三极管Q5 的集电极与MOS管M1的源极电性连接，所述MOS管M1的栅极电性连接有电阻RM2，所述电阻RM2上电性连接有三极管Q3，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极电性连接有电阻RM3，所述电阻RM3与控制模块单片机IC2的第五引脚电性连接，所述MOS 管M1的漏极与二极管D3的正极电性连接，所述二极管D3的负极与电阻RA6电性连接，所述电阻RA6和三极管Q1的基极电性连接，所述三极管Q1的集电极电性连接有电阻RA7，所述三极管Q1的发射极与集电极之间并联有充电MOS管QC1，且三极管Q1的发射极和集电极分别与充电MOS管QC1的源极和栅极电性连接，所述充电MOS管 QC1的漏极连接有放电MOS管QF1，所述放电MOS管QF1的栅极连接有电阻RA8，所述电阻RA8上电性连接有二极管D2，所述二极管 D2的负极与电阻RA7电性连接，所述三极管Q1的发射极和充电MOS 管QC1的源极之间并联有电阻RA5和三极管Q2，所述三极管Q2的基极与电阻RA5电性连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极与控制模块单片机IC2的第二引脚电性连接，所述控制模块单片机IC2的第三引脚和第四引脚分别与供电电源IC的第一引脚和第三引脚电性连接，所述控制模块单片机IC2的第八引脚上电性连接有三极管Q7的集电极，所述三极管Q7的基极电性连接有电阻RM6，所述电阻RM6电性连接三极管Q6的集电极，所述三极管Q6的基极电性连接有电阻RM5，所述电阻RM5接地，所述控制模块单片机IC2 第六引脚上电性连接有电阻RM1，所述电阻RM1的输入端分别与三极管Q5的基极和二极管D2的正极并联，所述电阻RM1的输出端电性连接有三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管 Q4的集电极电性连接有电阻RA9，所述电阻RA9上电性连接有MOS 管M2的栅极，所述MOS管M2的漏极电性连接有二极管D1的正极，所述二极管D1的负极与保护管理芯片U1的第四引脚电性连接，所述二极管D1的源极与放电MOS管QF1的栅极并联，所述放电MOS管 QF1的源极分别并联有电阻RA3、电阻RS2和电阻RCS1，所述电阻 RS2的另一端接地，所述电阻RCS1与保护管理芯片U1的第三引脚电性连接，所述保护管理芯片U1的第二引脚上电性连接有电阻R11，所述电阻R11的输出端与保护管理芯片U1的第十引脚电性连接，所述保护管理芯片U1的第五、六、七和八引脚上均电性连接有电容C，所述电容C的另一端接地，所述保护管理芯片U1的第九引脚接地，所述保护管理芯片U1的第十三引脚接地，所述保护管理芯片U1的第十四、十五、十六、十七和十八引脚上分别电性连接有电容CB2、电容CB3、电容CB4、电容CB5和电容CVDD1，所述电容CB2、电容CB3、电容CB4、电容CB5和电容CVDD1的另一端接地，所述保护管理芯片U1的第十一引脚上电性连接有电阻R1.1，所述电阻R1.1的输出端与电阻RS2的另一端电性连接，所述保护管理芯片U1的第十二与第十八引脚之间串联有电阻R2.1，所述保护管理芯片U1的第十四、十五、十六、十七和十八引脚上分别并联有电阻RB2、电阻RB3、电阻RB4、电阻RB5和电阻RVDD1，所述电阻RB5和电阻RVDD1并联，所述保护管理芯片U1的第十九引脚上串联有电阻RVC1，所述电阻RVC1 上并联有电容COC1，所述保护管理芯片U1的第二十引脚上串联有电阻RVD1，所述电阻RVD1上并联有电容CDC1，所述电容CDC1、电阻RVD1、电阻RVC1和电容COC1的另一端均保护管理芯片U1的第十八引脚和供电电源IC的第二引脚并联，所述控制模块单片机IC1的第一引脚和第四引脚之间串联有电阻RA1，所述控制模块单片机IC1 的第二引脚接地，且控制模块单片机IC1的第二引脚和第四引脚之间并联有电阻RA2，所述控制模块单片机IC1的第三引脚和第五引脚之间串联有电阻RA4，所述控制模块单片机IC1的第三引脚与电阻RA3 并联。

优选的，所述保护管理芯片U1的型号为MM347GB2。

优选的，所述控制模块单片IC1的型号为MCP6041。

优选的，所述控制模块单片机IC2的型号为Upd78f9202。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型解决了二次锂电池在发生过充时放电或者过放时充电，而经过充电MOS管或者放电MOS管的寄生二极管所引起发热，导致充放电MOS管损坏，而引起电池起火、爆炸等安全性故障，简单可靠，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构模块图。

图2为本实用新型结构电路图。

图3为本实用新型结构电器原理示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-电池电压检测模块，2-电流检测模块，3-放电锁死模块，4-充电锁死模块，5-控制模块，6-放电MOS驱动模块，7-充电MOS驱动模块， 8-放电MOS模块，9-充电MOS模块，10-保护IC管理模块，11-电池， 12-电流采样模块，13-放电MOS管，14-充电MOS管，15-负载，16- 充电器。

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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种电池过充后放电和过放后充电检测电路，包括电池电压检测模块1、电流检测模块2、放电锁死模块3和充电锁死模块4，其特征在于：电池电压检测模块1 和电流检测模块2上均电性连接有控制模块5，控制模块5上电性连接有放电MOS驱动模块6和充电MOS驱动模块7，放电MOS驱动模块 6上电性连接有放电MOS模块8，充电MOS驱动模块7上电性连接有充电MOS模块9，充电MOS模块9和放电MOS模块8互联，放电 MOS模块8和电流检测模块2互联，放电锁死模块3分别与控制模块 5和放电MOS驱动模块6电性连接，充电锁死模块4分别与控制模块 5和充电MOS驱动模块7电性连接；

控制模块5的输入端电性连接有保护IC管理模块10，保护IC管理模块10的正负极之间电性连接有电池11，电池11的负极上分别串联有电流采样模块12、放电MOS管13、充电MOS管14和负载15，负载15与电池11的正极串联，负载15的正负极之间并联有充电器16，电流采样模块12的输出端与控制模块5的输入端并联；

保护IC管理模块10包括保护管理芯片U1，控制模块5包括控制模块单片机IC1和控制模块单片机IC2，保护管理芯片U1的第一脚上串联有电阻RX1、三极管Q5、MOS管M1、二极管D3、电阻RA6和三极管Q1，电阻RX1与三极管Q5的基极串联，三极管Q5的基极上并联有电阻RM4，电阻RM4接地，三极管Q5的发射极电性连接有供电电源IC的第二引脚，三极管Q5的集电极与MOS管M1的源极电性连接，MOS管M1的栅极电性连接有电阻RM2，电阻RM2上电性连接有三极管Q3，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极电性连接有电阻RM3，电阻RM3与控制模块单片机IC2的第五引脚电性连接， MOS管M1的漏极与二极管D3的正极电性连接，二极管D3的负极与电阻RA6电性连接，电阻RA6和三极管Q1的基极电性连接，三极管Q1的集电极电性连接有电阻RA7，三极管Q1的发射极与集电极之间并联有充电MOS管QC1，且三极管Q1的发射极和集电极分别与充电MOS管QC1的源极和栅极电性连接，充电MOS管QC1的漏极连接有放电MOS管QF1，放电MOS管QF1的栅极连接有电阻RA8，电阻RA8上电性连接有二极管D2，二极管D2的负极与电阻RA7电性连接，三极管Q1的发射极和充电MOS管QC1的源极之间并联有电阻 RA5和三极管Q2，三极管Q2的基极与电阻RA5电性连接，三极管 Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与控制模块单片机IC2的第二引脚电性连接，控制模块单片机IC2的第三引脚和第四引脚分别与供电电源IC的第一引脚和第三引脚电性连接，控制模块单片机IC2的第八引脚上电性连接有三极管Q7的集电极，三极管Q7的基极电性连接有电阻RM6，电阻RM6电性连接三极管Q6的集电极，三极管Q6的基极电性连接有电阻RM5，电阻RM5接地，控制模块单片机IC2第六引脚上电性连接有电阻RM1，电阻RM1的输入端分别与三极管Q5的基极和二极管D2的正极并联，电阻RM1的输出端电性连接有三极管 Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极电性连接有电阻RA9，电阻RA9上电性连接有MOS管M2的栅极，MOS管 M2的漏极电性连接有二极管D1的正极，二极管D1的负极与保护管理芯片U1的第四引脚电性连接，二极管D1的源极与放电MOS管QF1 的栅极并联，放电MOS管QF1的源极分别并联有电阻RA3、电阻RS2 和电阻RCS1，电阻RS2的另一端接地，电阻RCS1与保护管理芯片 U1的第三引脚电性连接，保护管理芯片U1的第二引脚上电性连接有电阻R11，电阻R11的输出端与保护管理芯片U1的第十引脚电性连接，保护管理芯片U1的第五、六、七和八引脚上均电性连接有电容C，电容C的另一端接地，保护管理芯片U1的第九引脚接地，保护管理芯片U1的第十三引脚接地，保护管理芯片U1的第十四、十五、十六、十七和十八引脚上分别电性连接有电容CB2、电容CB3、电容CB4、电容CB5和电容CVDD1，电容CB2、电容CB3、电容CB4、电容CB5 和电容CVDD1的另一端接地，保护管理芯片U1的第十一引脚上电性连接有电阻R1.1，电阻R1.1的输出端与电阻RS2的另一端电性连接，保护管理芯片U1的第十二与第十八引脚之间串联有电阻R2.1，保护管理芯片U1的第十四、十五、十六、十七和十八引脚上分别并联有电阻RB2、电阻RB3、电阻RB4、电阻RB5和电阻RVDD1，电阻RB5 和电阻RVDD1并联，保护管理芯片U1的第十九引脚上串联有电阻 RVC1，电阻RVC1上并联有电容COC1，保护管理芯片U1的第二十引脚上串联有电阻RVD1，电阻RVD1上并联有电容CDC1，电容CDC1、电阻RVD1、电阻RVC1和电容COC1的另一端均保护管理芯片U1的第十八引脚和供电电源IC的第二引脚并联，控制模块单片机IC1的第一引脚和第四引脚之间串联有电阻RA1，控制模块单片机IC1的第二引脚接地，且控制模块单片机IC1的第二引脚和第四引脚之间并联有电阻RA2，控制模块单片机IC1的第三引脚和第五引脚之间串联有电阻RA4，控制模块单片机IC1的第三引脚与电阻RA3并联。

其中，保护管理芯片U1的型号为MM347GB2，控制模块单片机 IC1的型号为MCP6041，控制模块单片机IC2的型号为Upd78f9202。

本实施例的一个具体应用为：当保护IC管理模块10检测到电池 11电压到了过充保护电压时，就会发信号给控制模块5，控制模块5 就会发信号给充电MOS驱动模块7去关闭充电MOS管14，这样就充电器16就不会充电，同时充电锁死模块4发信号给控制模块5，控制模块5继续发信号给充电MOS驱动模块7去关闭充电MOS管14信号，当保护IC管理模块10检测电池11电压还没有恢复到过充恢复电压以下时，充电MOS管14继续处于关闭状态，这时电池11接上负载15 放电，充电锁死模块4发信号给控制模块5，使得充电器16显示已经被移除，同时电流采样模块12也检测到放电电流，就会发信号给控制模块5，进一步确认电池在放电，此时，控制模块5就会发信号给充电 MOS驱动模块7打开充电MOS管14，这样放电电流就不会经过充电 MOS管14的寄生二极管而发热，避免充电MOS管14损坏，从而引起电池11起火爆炸等安全性事故。当保护IC管理模块10检测到电池 11电压到了过放保护电压时就会发信号给控制模块5，控制模块5就会发信号给放电MOS驱动模块6去关闭放电MOS管13，这样就电池 11就不会放电，同时放电锁死模块3发信号给控制模块5，控制模块5 就继续发信号给放电MOS驱动模块6去关闭放电MOS管13，当保护 IC管理模块10检测电池11电压还没有恢复到过放恢复电压以上时，放电MOS管13继续处于关闭状态，这时电池11接上充电器16充电，放电锁死模块3发信号给控制模块5使得负载15显示已经被移除，同时电流采样模块12也检测到充电电流，就会发信号给控制模块5，进一步确认电池11在充电，此时控制模块5就会发信号给放电MOS驱动模块6打开放电MOS管13，这样充电电流就不会经过放电MOS管13的寄生二极管而发热，避免放电MOS管13损坏，从而引起电池起火爆炸等安全性事故，用上述的方法，就可以解决二次锂电池在发生过充时放电或者过放时充电，而经过充电MOS管14或者放电MOS 管13的寄生二极管所引起发热，导致放电MOS管13和充电MOS管 14的损坏，而引起电池起火、爆炸等安全性故障，简单可靠，安全性高。

当保护管理芯片U1检测到电池11电压到过充保护的电压时，保护管理芯片U1的第1管脚就会输出高阻，通过三极管Q5和三极管 Q1去关闭充电MOS管QC1，同时通过电阻RM5、三极管Q6和三极管Q7也会给控制模块单片机IC2的第8脚高电平信号，说明电池11 已经过充保护了而且充电器16也存在。在过充保护后关闭充电MOS 管QC1情况下以10安培电流放电，电阻RM5、三极管Q6和三极管 Q7也会给控制模块单片机IC2的第8脚低电平信号，而且电流采样电阻通过放大器IC1的第1脚输出信号给控制模块单片机IC2的第10脚信号，控制模块单片机IC2通过计算判断电池11是放电，这时控制模块单片机IC2的第4脚输出低电平，通过电阻RM3、三极管Q3及MOS 管M1，关断保护管理芯片U1的关断信号，再次打开充电MOS管QC1，这样放电电流就没有经过充电MOS管QC1的寄生二极管而导致发热损坏充电MOS管QC1，避免电池过充保护失效，损坏电池而引起燃烧，爆炸等安全性事故。当保护管理芯片U1检测到电池11电压到过放保护的电压时保护管理芯片U1的第4管脚就会输出低电平，通过二极管 D1去关闭放电MOS管QF1，同时通过电阻RA5和三极管Q2也会给控制模块单片机IC2的第2脚低电平信号，说明电池11已经过放保护了而且负载15也存在，在过放保护后关闭放电MOS管QF1情况下以 10安培电流充电，电阻RA5和三极管Q2也会给控制模块单片机IC2 的第4脚高电平信号，而且电流采样电阻通过放大器IC1的第1脚输出信号给控制模块单片机IC2的第10脚信号，控制模块单片机IC2通过计算判断电池11是充电，这时控制模块单片机IC2的第6脚输出低电平，通过电阻RM1、三极管Q4及MOS管M2，关断保护管理芯片 U1的低电平信号，再次打开放电MOS管QF1，这样充电电流就没有经过放电MOS管QF1的寄生二极管而导致发热损坏放电MOS管QF1，避免电池过放保护失效，损坏电池而引起燃烧，爆炸等安全性事故。这样就会通过检测充电和放电电流信号，以及充电器16和负载15是否存在信号，重新导通和关闭充电MOS管14和放电MOS管13，这样充电和放电电流就不会经过充电MOS管14和放电MOS管13的寄生二极管发热而损坏充电MOS管14和放电MOS管13，避免电池11 的燃烧，爆炸等安全性事故。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。