单向充电的充放电异口保护电路的制作方法

本实用新型涉及电池充电供电电路领域，尤其涉及一种单向充电的充放电异口保护电路。

背景技术：

在各种电子产品中，现有不少产品的电源是由锂电池或电池组进行供电，锂电池的温度保护通过主机来实现，电池本身没有温度保护功能。有的产品设计有座充功能，因此电池的设计是充放电异口，即一个充电端口和一个放电端口，充电端口长期暴露在外并且带电，会存在短路风险，并且长期接触汗液容易发生腐蚀影响产品功能。

对于锂电池的温度保护，现有技术通常是通过主机检测热敏电阻温度，无法精确地对电池进行温度保护。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足和缺陷，本实用新型提出了一种带有多重保护功能的单向充电的充放电异口保护电路方案，当电池温度过高时，可以自行切断电路；正常使用状态充电端口不带电，当接上充电器时，则充电器能给电池充电。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种单向充电的充放电异口保护电路，其特征在于：采用断路器串联锂电池的正极作为温度保护装置；采用场效应管作为充电控制电路的开关。

优选地，包括：温度保护装置、一级保护电路、二级保护电路、充电控制电路、放电端口和充电端口；所述温度保护装置、二级保护电路和一级保护电路依次连接，所述一级保护电路经充电控制电路连接充电端口；所述一级保护电路连接放电端口。

优选地，所述充电控制电路由包括场效应管q3、场效应管q4、场效应管q5、电阻r5、电阻r6和电阻r7构成；所述场效应管q3的s极连接锂电池正极端，d极连接场效应管q4的d极，g极连接场效应管q5的d极；所述电阻r5并联在场效应管q3的g极和s极之间；所述场效应管q4的s极连接充电端口的正极，g极连接场效应管q5的d极；所述场效应管q5的s极接地，g极经电阻r6连接充电端口的控制接口，经电阻r7接地。

优选地，所述一级保护电路和二级保护电路分别带有串联在充电和放电回路上的场效应管q1和场效应管q2。

本实用新型及其优选方案通过断路器的温度保护功能实现温度保护和充电器提供控制信号电平，由场效应管的开关来控制充电回路的通断使电池正常使用时充电端口不带电，从而提高电池保护电路的稳定性和使用的安全性。同时还采用了基于场效应管作为通断开关的二级保护电路，使电池使用时发生异常的情况下能够得到保护，从而防止意外情况发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

图1是本实用新型实施例整体结构原理框图；

图2是本实用新型实施例电路原理示意图（锂电池-温度保护装置-二级保护电路-一级保护电路-放电端口）；

图3是本实用新型实施例充电控制电路原理示意图。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

如图1所示，本实施例提供的电路结构由温度保护装置、一级保护电路、二级保护电路、充电控制电路、充电端口、放电端口组成。其中，锂电池正极与温度保护装置连接；温度保护装置与锂电池、一级保护电路连接；一级保护电路与温度保护装置、二级保护电路连接；二级保护电路与放电端口、充电控制电路、一级保护电路连接；充电控制电路与充电端口、二级保护电路连接。

如图2、图3所示，具体地，充电端口用于作为电池充电端口使用，包括接口j1瞬态二极管tvs1。

放电端口用于作为电池放电端口使用，包括接口j2,电容c5及瞬态二极管tvs2。

温度保护装置用于电池的过温度保护和过电流保护，包括断路器f1。

一级保护电路用于电池使用时发生异常的情况进行保护，防止意外情况发生，包括芯片u1、场效应管q1、电阻r1、电阻r2、电阻rs1、电容c1、电容c4。在本实施例中，芯片u1采用s-82f1bag电池保护ic。

二级保护电路用于当一级保护电路失效，电池发生异常的情况进行保护，防止电池发生意外情况，包括芯片u2、场效应管q2、电阻r3、电阻r4、电阻rs2、电容c2、电容c3。在本实施例中，芯片u2采用s-82f1bah电池保护ic。

充电控制电路用于使充电端口单向导通，正常使用状态不导通，连接充电器后导通为电池充电，包括场效应管q3、场效应管q4、场效应管q5、电阻r5、电阻r6、电阻r7。

作为本实施例方案的核心特征之一，电路中采用的断路器f1监测锂电池的温度和电流，当温度或电流达到保护点时切断电池充放电回路。其相较于现有技术方案，引入了温度保护的功能。

充电控制电路的设计则是核心特征之二，电路中r5对q5的d极电流起限流作用，r7为泄放电阻，对q5的g极进行下拉，q5作为开关使用，场效应管q3、q4为充电回路开关。正常使用状态chg_ctrl为悬空状态，r7对q5的g极下拉，使q5的g极为低电平，q5的d极通过r5上拉到vbat高电平，q3、q4的g极也被拉为vbat高电平，q3、q4为断开状态，vchg不带电；连接充电器时chg_ctrl则为高电平信号，此时q5的g极为高电平，q5的d、s之间导通，q5的d极变为低电平，q3、q4的g极也被拉为低电平，q3、q4为导通状态，使充电器正常给电池充电。该种设计避免了现有技术当中，充电端口长期暴露在外并且带电，会存在短路风险，并且长期接触汗液容易发生腐蚀影响产品功能的缺陷。

本实施例方案可以使用在各种以锂电池供电的电子产品应用领域，可以使用在单节霍多节电池保护应用上。断路器f1可以准确的对电池过温进行保护切断充放电回路，避免电池发生危险。q3、q4导通后的压降非常小，几乎可忽略不计，同时整个保护电路的静态功耗很低（实际应用中可以低到小于10ua），而且成本也很低，该电路能够有效地控制充电回路的开关，保证电池使用的安全性和可靠性。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的单向充电的充放电异口保护电路，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

技术特征：

1.一种单向充电的充放电异口保护电路，其特征在于：采用断路器串联锂电池的正极作为温度保护装置；采用场效应管作为充电控制电路的开关；

包括：温度保护装置、一级保护电路、二级保护电路、充电控制电路、放电端口和充电端口；所述温度保护装置、二级保护电路和一级保护电路依次连接，所述一级保护电路经充电控制电路连接充电端口；所述一级保护电路连接放电端口；

所述充电控制电路由包括场效应管q3、场效应管q4、场效应管q5、电阻r5、电阻r6和电阻r7构成；所述场效应管q3的s极连接锂电池正极端，d极连接场效应管q4的d极，g极连接场效应管q5的d极；所述电阻r5并联在场效应管q3的g极和s极之间；所述场效应管q4的s极连接充电端口的正极，g极连接场效应管q5的d极；所述场效应管q5的s极接地，g极经电阻r6连接充电端口的控制接口，经电阻r7接地。

2.根据权利要求1所述的单向充电的充放电异口保护电路，其特征在于：所述一级保护电路和二级保护电路分别带有串联在充电和放电回路上的场效应管q1和场效应管q2。

技术总结
本实用新型提出一种单向充电的充放电异口保护电路，其特征在于，采用断路器串联锂电池的正极作为温度保护装置；采用场效应管作为充电控制电路的开关。其通过断路器的温度保护功能实现温度保护和充电器提供控制信号电平，由场效应管的开关来控制充电回路的通断使电池正常使用时充电端口不带电，从而提高电池保护电路的稳定性和使用的安全性。同时还采用了基于场效应管作为通断开关的二级保护电路，使电池使用时发生异常的情况下能够得到保护，从而防止意外情况发生。

技术研发人员：霍文广;刘志云;池晨翔
受保护的技术使用者：飞毛腿(福建)电子有限公司
技术研发日：2020.08.31
技术公布日：2021.06.22