具有多级保护的多功能锂电保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种具有多级保护的多功能锂电保护电路。


背景技术：

2.电池充放电保护通常是通过电动工具的主控芯片来执行的，但当主控芯片出现故障时，就会丧失对电池的管理和保护的能力，因此，如何在主控芯片出现故障时，依然能够有效地保护电池，是目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有多级保护的多功能锂电保护电路，该电路能够在主控芯片出现故障时，对电池过充、过放电进行保护，延长电池使用寿命。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：具有多级保护的多功能锂电保护电路，包括充电连接端子、第一级电池保护芯片和第二级电池保护芯片，所述第一级电池保护芯片连接电池正极，检测电池电压，第二级电池保护芯片连接电池正极，检测电池电压，充电连接端子通过第一充电mos管与电池的正极连接，充电连接端子的正极接第一充电mos管的源极，电池正极接第一充电mos管的漏极，所述第一级电池保护芯片的一个输出引脚与第一充电mos管的栅极连接，第二电池保护芯片的一个输出引脚也与第一充电mos管的栅极连接，电池给第一级电池保护芯片和第二级电池保护芯片供电。
5.作为一种优选方案，所述充电连接端子和第一充电mos管之间串联有一个升压模块，所述第一充电mos管为大功率mos管，第一充电mos管的栅极连接一个第二充电mos管的漏极，第一级电池保护芯片的输出引脚和第二级电池保护芯片的输出引脚并联在第二充电mos管的栅极上，第二充电mos管的源极接地。
6.作为一种优选方案，电池的正极与一个正极输出端子连接，正极输出端子与电池正极之间串联有一个放电mos管，放电mos管的源极与电源正极连接、漏极连接正极输出端子、栅极与主控芯片的一个输出引脚连接，所述主控芯片通过采样电阻和热敏电阻分别检测电池的电压和温度；所述电池给主控芯片供电，主控芯片的另一个输出引脚与第二充电mos管的栅极连接。
7.作为一种优选方案，所述第二级电池保护芯片与升压模块连接，第二级电池保护芯片可控制升压模块的启停。
8.作为一种优选方案，所述第一充电mos管的漏极和电池正极之间串接有一个普通二极管，二极管的正极接第一充电mos管的漏极，二极管的负极接电池正极。
9.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在电池正极并联第一级电池保护芯片和第二级电池保护芯片，并且，第一级电池保护芯片和第二级电池保护芯片均能够控制。
附图说明
10.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
11.图1是本实用新型所述锂电保护电路的电路图。
具体实施方式
12.下面结合附图，详细描述本实用新型的具体实施方案。
13.如图1所示，具有多级保护的多功能锂电保护电路，包括充电连接端子type-c、第一级电池保护芯片u1和第二级电池保护芯片u2，所述第一级电池保护芯片u1的输入引脚vc1连接电池正极，检测电池电压，第二级电池保护芯片u2的输入引脚vc2也连接电池正极，检测电池电压，充电连接端子type-c通过第一充电mos管q1与电池的正极连接，充电连接端子type-c的正极接第一充电mos管q1的源极，电池正极接第一充电mos管q1的漏极，所述第一级电池保护芯片u1的一个输出引脚co1与第一充电mos管q1的栅极连接，第二电池保护芯片u2的一个输出引脚co2也与第一充电mos管q1的栅极连接，电池给第一级电池保护芯片u1和第二级电池保护芯片u2供电。本实施例中的第一充电mos管q1为p型mos管。
14.为提高第一级电池保护芯片u1和第二级电池保护芯片u2检测电池电压的准确性，优选地在第一级电池保护芯片u1的输入引脚vc1和电池正极之间串联两个滤波电阻r1；在第二级电池保护芯片u2的输入引脚vc2和电池正极之间也串联两个滤波电阻r1。
15.在本实施例中，所述充电连接端子type-c和第一充电mos管q1之间串联有一个升压模块u3，所述第一充电mos管q1为大功率mos管，第一充电mos管q1的栅极连接一个第二充电mos管q2的漏极，第一级电池保护芯片u1的输出引脚co1和第二级电池保护芯片u2的输出引脚co2并联在第二充电mos管q2的栅极上，第二充电mos管q2的源极接地。此处采用的第二充电mos管q2为n型mos管。
16.接入了升压模块u3后，本实施例所述的锂电保护电路可将type-c输入的5v电压转化为适合电池充电的高电压，比如12v、12.6v等，这样可应用于对电动工具电池包的充电。
17.在本实施例中，第二级电池保护芯片u2的一个输出引脚co5通过一个保护mos管q4与升压模块u3的一个输出引脚p连接，第二级电池保护芯片u2的输出引脚co5连接在保护mos管4的栅极，升压模块u3的一个输出引脚p连接在保护mos管q4的源极，保护mos管q4的漏极接地，当第二级电池保护芯片u2检测到电池电压超过预设值时，可通过输出引脚co5控制保护mos管q4导通，从而拉低升压模块u3的输出引脚p的电平，当升压模块u3的输出引脚p电平被拉低，升压模块u3停止工作，当电池温度下降到合理区间，第二级电池保护芯片u2再控制保护mos管q4断开，升压模块u3恢复工作。
18.电池的正极与一个正极输出端子v+连接，与正极输出端子v+配合的是负极端子v-，负极端子v-直接接地。正极输出端子v+与电池正极b+之间串联有一个p型放电mos管q3，放电mos管q3的源极与电池正极b+连接、漏极连接正极输出端子v+、栅极与主控芯片mcu的一个输出引脚co3连接，所述主控芯片mcu通过采样电阻rv和热敏电阻ntc分别检测电池的电压和温度；所述电池给主控芯片mcu供电，采样电阻rv的正极通过分压电阻r2连接电池正极b+，采样电阻rv的负极接地，采样电阻rv的正极还连接到主控芯片mcu的输入引脚vc3上，热敏电阻ntc的正极通过一个分压电阻r3与5v检测电压连接，热敏电阻ntc的负极接地，热敏电阻ntc的正极连接到主控芯片mcu的输入引脚vc4上。主控芯片mcu的另一个输出引脚co4与第二充电mos管q2的栅极连接。
19.在本实施例中，第一充电mos管q1的漏极和电池正极b+之间串接有一个普通二极
管d1，二极管d1的正极接第一充电mos管的漏极q1，二极管的负极接电池正极b+。这样可避免在不充电状态时，电池电压对升压模块u3造成伤害。
20.本实用新型工作过程是：如图1所示，本实用新型所述的锂电保护电路在使用之前，先对第一级电池保护芯片u1预设第一保护电压，对第二级电池保护芯片u2预设第二保护电压，地主控芯片mcu预设第三保护电压和低压保护电压和高温保护温度，为方便理解，此处假设第一保护电压小于第二保护电压小于第三保护电压。
21.在接上电池后，电池给第一级电池保护芯片u1、第二级电池保护芯片u2和主控芯片mcu供电，第一级电池保护芯片u1、第二级电池保护芯片u2和主控芯片mcu分别检测电池电压，当电池电压低于第一保护电压时，第一级电池保护芯片u1、第二级电池保护芯片u2和主控芯片mcu均控制第二充电mos管q2导通，进而导通第一充电mos管q1。
22.在电池充电时，type-c连接充电器，当第一充电mos管q1导通时，电池可顺利进行充电，充电过程中第一级电池保护芯片u1、第二级电池保护芯片u2和主控芯片mcu分别持续对电池电压进行检测，当电池充电后电压超过第一保护电压时，第一级电池保护芯片u1就会控制第二充电mos管q2断开，进而断开第一充电mos管q1，充电电路断开，电池得到充电保护。
23.在第一级电池保护芯片u1故障时，当电池电压超过第一保护电压时，第一充电mos管q1无法被断开，电池依然在充电，电池电压继续上升，当电池电压超过第二保护电压时，第二级电池保护芯片u2就会控制第二充电mos管q2断开，进而断开第一充电mos管q1，充电电路断开，电池得到充电保护。
24.当充电电路中连接有升压模块u3时，第二级电池保护芯片u2还可同时通过接通保护mos管q4使升压模块u3停止工作，从而保护电池不过充。这样可避免第一充电mos管q1故障短路时造成的第一级电池保护芯片u1和第二级电池保护芯片u2都失效的问题。
25.同理，在第二级电池保护芯片u2故障时，当电池电压超过第二保护电压时，第二充电mos管qq无法被断开，电池依然在充电，电池电压继续上升，当电池电压超过第三保护电压时，主控芯片mcu就会控制第二充电mos管q2断开，进而断开第一充电mos管q1，充电电路断开，电池得到充电保护。
26.当电池充电过程中的温度超过了高温保护温度，主控芯片mcu也会控制第二充电mos管q2和放电mos管q3断开，进而断开第一充电mos管q1，充电电路和放电电路均断开，电池得到过温保护，待电池温度下降到安全值时，主控芯片mcu再控制第二充电mos管q2和放电mos管q3导通，进而导通第一充电mos管q1，接通电池充电电路或放电电路。
27.通过三级保护，可以有效的保护电池充电安全。
28.将负载连接在正极输出端子v+和输出端子v-上，电池便可进行放电了，电池放电过程中，主控芯片mcu依然监控电池电压和温度，当电池电压低于低压保护电压时，主控芯片muc控制放电mos管q3断开，从而断开电池放电电路，对电池进行低压保护。
29.上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。