一种可调回差低压放电保护电路和保护系统的制作方法

本发明实施例涉及电池放电保护，尤其涉及一种可调回差低压放电保护电路和保护系统。

背景技术：

1、由于锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长等优点，被广泛应用于移动电源、蓝牙音箱、嵌入式设备等领域，但在电路中，如何防止电池过放造成电池永久性损伤，仍是设计人员所面临的艰巨挑战。

2、目前，锂电池低压放电保护电路普遍采用的方法有两种，一种是通过微控制芯片实现电池的低压保护，通过在芯片反馈引脚增加分压电阻来实现放电保护电压的设定，当电池电压放电至低于芯片设定放电保护电压时，切断负载的供电；另一种方法是通过比较器的比较和自锁功能实现电池低压保护，将保护基准电压接入比较器的一端，比较器的另一端接入电池电压，当电池电压小于保护基准电压时，断开电池与负载的供电。

3、综上所述，现有的两种常见电池低压放电保护电路中，通常只设定一个低压保护电路阈值，这样的不足之处在于：在负载断开后，电池电压会回升，导致电池电压重新高于电池保护电压阈值，使电池重新接入负载，导致电池处于保护放电的循环中，这样会导致系统不能正常工作，且对电池寿命有损伤；另一方面，一个低电压保护阈值也会导致电池刚刚充电至启动电压，就接入负载进行放电，如果系统充电速度小于放电速度，会导致电池很快再次进入保护状态，使系统工作不稳定；此外，使用比较器搭建的低压保护电路通常还需要通过辅助电源来提供一个基准电压，增加了系统成本。

技术实现思路

1、本发明提供一种可调回差低压放电保护电路和保护系统，以克服现有电池低压保护电路中由于充电速度小于放电速度，且只有单电压保护阈值时所造成的系统短时间频繁启停的缺陷。

2、根据本发明的一方面，提供了一种可调回差低压放电保护电路，可调回差低压放电保护电路包括：电池组、保护电路以及控制电路；

3、所述电池组与所述保护电路以及所述控制电路连接，所述电池组用于为所述保护电路以及所述控制电路提供电源；

4、所述保护电路与所述控制电路连接，所述保护电路用于检测所述电池组的电压并对所述控制电路进行控制，所述控制电路用于控制所述电池组的供电。

5、可选地，所述保护电路包括：电压采样单元、基准电压单元、回差比较单元以及开关单元；

6、所述电压采样单元与所述电池组连接，所述电压采样单元用于对所述电池组的电压进行分压采样；

7、所述基准电压单元与所述电池组连接，所述基准电压单元用于生成基准电压并设定所述电池组的电压保护阈值；

8、所述回差比较单元与所述电压采样单元、所述基准电压单元以及连接，所述回差比较单元用于比较所述电压保护阈值和所述电池组的当前电压并输出控制信号；

9、所述开关单元与所述回差比较单元以及所述控制电路连接，所述开关单元用于对所述控制电路输出后级控制信号。

10、可选地，所述电压采样单元包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述电池组的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接后与所述回差比较单元连接，所述第二电阻的第二端与所述电池组的负极连接。

11、可选地，所述基准电压单元包括：三端可调分流基准源、第一限流电阻、第一分压电阻以及第二分压电阻；

12、所述第一限流电阻的第一端与所述电池组的正极连接，所述第一限流电阻的第二端与所述第一分压电阻的第一端、所述三端可调分流基准源的阴极以及所述回差比较单元连接，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端以及所述三端可调分流基准源的参考极连接，所述第二分压电阻的第二端与所述三端可调分流基准源的阳极以及所述电池组的负极连接。

13、可选地，所述回差比较单元包括：上拉电阻、反馈电阻以及比较器；

14、所述上拉电阻的第一端与所述电池组的正极连接，所述上拉电阻的第二端与所述比较器的输出端连接，所述反馈电阻连接在所述比较器的同向输入端和输出端之间，所述比较器的反向输入端与所述电压采样单元连接，所述比较器的第一端和第二端分别与所述电池组的正极、所述电池组的负极连接。

15、可选地，所述开关单元包括：三极管、第二限流电阻以及第三分压电阻；

16、所述第二限流电阻的第一端与所述回差比较单元连接，所述第二限流电阻的第二端与所述三极管的基极连接，所述三极管的第一端与所述电池组的正极连接，所述三极管的第二端与所述第三分压电阻的第一端连接，所述第三分压电阻的第二端与所述电池组的负极连接。

17、可选地，所述控制电路包括：供电控制单元以及后级单元；

18、所述供电控制单元与所述保护电路连接，所述后级单元与所述供电控制单元连接。

19、可选地，所述供电控制单元包括：mos管和第三电阻，所述mos管的控制端与所述保护电路以及所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述mos管的第二端以及所述电池组的负极连接，所述mos管的第一端与所述后级单元连接。

20、可选地，所述后级单元包括负载，所述负载的第一端与所述电池组的正极连接，所述负载的第二端与所述供电控制单元连接；

21、或者，所述后级单元包括稳压芯片，所述稳压芯片的第一端与所述电池组的正极连接，所述稳压芯片的第二端与所述供电控制单元连接。

22、根据本发明的另一方面，还提供了一种可调回差低压放电保护系统，该可调回差低压放电保护系统包括上述一方面中任一所述的可调回差低压放电保护电路。

23、本发明实施例的技术方案，通过提出一种适用于锂电池、磷酸铁锂电池的可调回差低压放电保护电路，保护电路采用比较器、上拉电阻和反馈电阻搭建回差电路，在电池接入电路前后产生两档不同的保护电压阈值，避免了现有电池低压保护电路中由于充电速度小于放电速度，且只有单电压保护阈值时所造成的系统短时间频繁启停的缺陷。系统可以正常工作，且对电池寿命不会造成损伤。综上所述，本发明解决了现有技术通常只设定一个低压保护电路阈值，在负载断开后电池重新接入负载，会导致系统不能正常工作且对电池寿命有损伤；一个低电压保护阈值会导致电池刚刚充电至启动电压，就接入负载进行放电，充电速度小于放电速度，会导致电池很快再次进入保护状态，使系统工作不稳定的问题。此外，保护电路采用三端可调分流基准源，限流电阻和分压电阻生成稳定的基准电压，省去了额外的辅助电源。本发明还解决了使用比较器搭建的低压保护电路通常还需要通过辅助电源来提供一个基准电压，增加成本的问题。

24、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种可调回差低压放电保护电路，其特征在于，包括：电池组、保护电路以及控制电路；

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述保护电路包括：电压采样单元、基准电压单元、回差比较单元以及开关单元；

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电压采样单元包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述电池组的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接后与所述回差比较单元连接，所述第二电阻的第二端与所述电池组的负极连接。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述基准电压单元包括：三端可调分流基准源、第一限流电阻、第一分压电阻以及第二分压电阻；

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述回差比较单元包括：上拉电阻、反馈电阻以及比较器；

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述开关单元包括：三极管、第二限流电阻以及第三分压电阻；

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制电路包括：供电控制单元以及后级单元；

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述供电控制单元包括：mos管和第三电阻，所述mos管的控制端与所述保护电路以及所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述mos管的第二端以及所述电池组的负极连接，所述mos管的第一端与所述后级单元连接。

9.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述后级单元包括负载，所述负载的第一端与所述电池组的正极连接，所述负载的第二端与所述供电控制单元连接；

10.一种可调回差低压放电保护系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的可调回差低压放电保护电路。

技术总结
本发明实施例公开了一种可调回差低压放电保护电路和保护系统。可调回差低压放电保护电路包括：电池组、保护电路以及控制电路；电池组与保护电路以及控制电路连接，电池组用于为保护电路以及控制电路提供电源；保护电路与控制电路连接，保护电路用于检测电池组的电压并对控制电路进行控制，控制电路用于控制电池组的供电。本发明以克服现有电池低压保护电路中由于充电速度小于放电速度，且只有单电压保护阈值时所造成的系统短时间频繁启停的缺陷。

技术研发人员：李泽良,张洪坤,侯铁柱,连振中,金勇
受保护的技术使用者：南京北路智控科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24