一种锂电保护电子开关的制作方法

本发明涉及电动工具锂电控制领域，尤其涉及一种锂电保护电子开关。

背景技术：

很多电动工具产品，电池与工具是一个整体，静态待机状态，会有电能损耗，即使在关机状态下，由于电池与控制系统连接，也会有微小的电流损耗，长期不使用会将电池放干，损坏电池。

目前市场是通用的做法，检测到欠压或静态时，是尽量减少损耗，关闭各级耗电线路，让mcu进入睡眠状态，这种做法不能根本解决问题，只是延长了时间而已。

技术实现要素：

对现有技术中的问题，本发明提供一种锂电保护电子开关，可以实现在待机或检测到电池欠压状态下，彻底切断电源，实现0损耗，保护电池不被过放的风险。

为解决以上问题，本发明的解决方案是一种锂电保护电子开关，包括轻触开关k1、mcu，mos管q2、mos管q3、电容c61、电阻r66、系统供电端口v+、电池和电池的正负极b+、b-；

所述mos管q2的集电极c与电池的正极b+相连接、发射极e与系统供电端口v+相连接、基极b与mos管q3的集电极c相连接，所述电池的正极b+通过轻触开关k1与电容c61的一端连接，所述电容c61的另一端分别与电阻r66和mos管q3的基极相b连接，所述电阻r66的另一端接地，所述mos管q3的发射极e接地；

所述轻触开关k1按下后，电池正极b+给c61充电，充电电流在r66上产生压降使mos管q3开通，mos管q3开通后控制所述mos管q2开通，电池的正极b+与系统供电端口v+连通，给整个电路系统和mcu供电。

作为改进，还包括r64和d13，所述r64的一端与所述mcupin27脚连接，所述r64的另一端与所述d13的阳极连接，所述d13的阴极分别与电阻r66的非接地的一端和mos管q3的基极b相连接，所述mcupin27脚输出高电位，通过r64,d13维持mos管q3导通，mos管q3导通进而使所述mos管q2导通维持整个电路系统供电。

作为进一步的改进，还包括电阻r67,mos管q14和电阻r69，所述电容c61的一端通过电阻r67与mos管q14的发射极e相连接，所述mos管q14的基极b通过电阻r69接地，所述mos管q14的集电极c与电容c61的另一端相连接；

所述轻触开关k1释放后，所述电容c61充满的电通过r67,mos管q14的发射极e和基极b，电阻r69让mos管q14导通，将c61上的电荷放完，等待下一次充电启动。

作为进一步的改进，还包括电阻r12和电阻r14，所述电阻r12的一端与所述mos管q2的发射极e相连接，电阻r12另一端通过电阻r14连接到mcu,所述电阻r12和电阻r14用于检测电池电压，所述mcu实时检测到电池欠压时，mcupin27脚输出低电位，mos管q3截止和mos管q2依次截止，电源正极b+与系统供电端口v+断开，电池负载全部断开，mcu的供电断开，实现0损耗，保护电池。

作为进一步的改进，还包括电流检测电路模块，所述电流检测电路模块电阻r41，电阻r43,电阻r38,电阻r39和u4a(lm358放大器)，负载电流流经电阻r41，在电阻r41的两端产生电流信号，电流信号经过u4a放大后送到mcupin14脚检测，所述mcu检测到电流过流时做出过流判断，mcupin27脚输出低电位，mos管q3截止和mos管q2依次截止，电源正极b+与系统供电端口v+断开，电池负载全部断开，mcu的供电断开，实现0损耗，保护电池。

作为进一步的改进，还包括温度检测电路模块，所述温度检测电路模块包括电阻r9，电阻r11,电阻c6和batntc(内置在电池包的温度感应器)，所述batntc用于检测电池温度，温度信号经过电阻r11送到mcupin15脚检测，所述mcu检测到电池温度信号过温时做出高温判断，mcupin27脚输出低电位，mos管q3截止和mos管q2依次截止，电源正极b+与系统供电端口v+断开，电池负载全部断开，mcu的供电断开，实现0损耗，保护电池。

作为进一步的改进，还包括二极管d12和二极管d15，所述轻触开关k1依次通过二极管d12和二极管d15与电容c61相连接。

从以上描述可以看出，本发明的电子开关闭合，mcu实时检测负载，电池组状态，当电池欠压或负载工作异常时，mcu输出信号将开关断开，将电池所有负载，包括mcu供电都断开，实现0损耗，保护电池。

本线路结构简单，成本低廉，可以较好的保护电池，延长产品使用寿命，减少市场返修率。本发明可以实现在待机或检测到电池欠压状态下，彻底切断电源，实现0损耗，保护电池不被过放的风险。

附图说明

图1是本发明的电路框图；

图2是本发明的具体线路图；

具体实施方式

结合图1和图2，详细说明本发明的第一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。

如图1和图2所示，一种锂电保护电子开关，包括轻触开关k1、mcu，mos管q2、mos管q3、电容c61、电阻r66、系统供电端口v+、电池和电池的正负极b+、b-；

所述mos管q2的集电极c与电池的正极b+相连接、发射极e与系统供电端口v+相连接、基极b与mos管q3的集电极c相连接，所述电池的正极b+通过轻触开关k1与电容c61的一端连接，所述电容c61的另一端分别与电阻r66和mos管q3的基极相b连接，所述电阻r66的另一端接地，所述mos管q3的发射极e接地；

所述轻触开关k1按下后，电池正极b+给c61充电，充电电流在r66上产生压降使mos管q3开通，mos管q3开通后控制所述mos管q2开通，电池的正极b+与系统供电端口v+连通，给整个电路系统和mcu供电。

更具体地，作为改进，还包括r64和d13，所述r64的一端与所述mcupin27脚连接，所述r64的另一端与所述d13的阳极连接，所述d13的阴极分别与电阻r66的非接地的一端和mos管q3的基极b相连接，所述mcupin27脚输出高电位，通过r64,d13维持mos管q3导通，mos管q3导通进而使所述mos管q2导通维持整个电路系统供电。

更具体地，还包括电阻r67,mos管q14和电阻r69，所述电容c61的一端通过电阻r67与mos管q14的发射极e相连接，所述mos管q14的基极b通过电阻r69接地，所述mos管q14的集电极c与电容c61的另一端相连接；

所述轻触开关k1释放后，所述电容c61充满的电通过r67,mos管q14的发射极e和基极b，电阻r69让mos管q14导通，将c61上的电荷放完，等待下一次充电启动。

更具体地，还包括电阻r12和电阻r14，所述电阻r12的一端与所述mos管q2的发射极e相连接，电阻r12另一端通过电阻r14连接到mcu,所述电阻r12和电阻r14用于检测电池电压，所述mcu实时检测到电池欠压时，mcupin27脚输出低电位，mos管q3截止和mos管q2依次截止，电源正极b+与系统供电端口v+断开，电池负载全部断开，mcu的供电断开，实现0损耗，保护电池。

更具体地，还包括电流检测电路模块，所述电流检测电路模块电阻r41，电阻r43,电阻r38,电阻r39和u4a(lm358放大器)，负载电流流经电阻r41，在电阻r41的两端产生电流信号，电流信号经过u4a放大后送到mcupin14脚检测，所述mcu检测到电流过流时做出过流判断，mcupin27脚输出低电位，mos管q3截止和mos管q2依次截止，电源正极b+与系统供电端口v+断开，电池负载全部断开，mcu的供电断开，实现0损耗，保护电池。

更具体地，还包括温度检测电路模块，所述温度检测电路模块包括电阻r9，电阻r11,电阻c6和batntc(内置在电池包的温度感应器)，所述batntc用于检测电池温度，温度信号经过电阻r11送到mcupin15脚检测，所述mcu检测到电池温度信号过温时做出高温判断，mcupin27脚输出低电位，mos管q3截止和mos管q2依次截止，电源正极b+与系统供电端口v+断开，电池负载全部断开，mcu的供电断开，实现0损耗，保护电池。

更具体地，还包括二极管d12和二极管d15，所述轻触开关k1依次通过二极管d12和二极管d15与电容c61相连接。

如图1中，正常工作中，电子开关闭合，mcu实时检测负载，电池组状态，当电池欠压或负载工作异常时，mcu输出信号将开关断开，将电池所有负载，包括mcu供电都断开，实现0损耗，保护电池。

图2是本专利具体实施例之一的电路图，虚线方框中的线路是本专利电子开关的具体电路应用，图中“b+”,“b-”分别是电池的“正”，“负”两端，“k1”是启动开关，“q2”是主开关管，“v+”是整个系统供电端口，所述“v+”连接的为具体的一个电源芯片，可根据实际应用需要，转换为5v/10v/12v等电压供各类具体电路或芯片使用。

工作原理为：按下轻触开关k1,充电电流经：b+,d12,d15,c61,r63,r66,给c61充电，充电电流在r66上产生压降，调整c61,r63,r66参数可以控制充电时间t1,在r66上产生的压降让q3开通，q3开通后控制q2开通，“b+”与“v+”连通，给整个控制系统供电，包括给mcu供电，从q2导通到mcu正常工作的时间为t2，调整充电时间保证t1＞t2,是整个线路关键点。t1一般为100-200ms，t2为10-20ms。

mcu正常工作后，pin27脚(开关控制线)输出高电位，通过r64,d13维持q3导通，维持整个系统供电。

当轻触开关k1释放后，由于c61充满电，通过r67,q14(e，b)，r69,让q14导通，将c61上的电荷放完，等待下一次充电启动。

r12,r14分压，连接到mcu,可以检测电池电压，同时mcu也在实时监控系统其它工作状态，当检测到电池欠压或系统工作异常时，mcu在pin27脚输出低电位，q3截止，q2截止，“b+”与“v+”断开，将电池负载全部断开，包括mcu的电也断开，实现0损耗，保护电池。

综上所述，本发明的电子开关闭合，mcu实时检测负载，电池组状态，当电池欠压或负载工作异常时，mcu输出信号将开关断开，将电池所有负载，包括mcu供电都断开，实现0损耗，保护电池。本发明可以实现在待机或检测到电池欠压状态下，彻底切断电源，实现0损耗，保护电池不被过放的风险。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果，但都在本发明的保护范围之内。