一种基于比较器和MOS管的电池防反灌电路的制作方法

一种基于比较器和mos管的电池防反灌电路
技术领域
1.本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其是一种基于比较器和mos管的电池防反灌电路。


背景技术：

2.防反灌保护电路常被用于防止输出端电流反灌损坏电源。
3.现有技术中，参见图1所示的电池并联防反灌电路，电池bat1和电池bat2通过二极管隔离，电池bat1、电池bat2共同为负载电阻r供电，从而增加供电时长。
4.然而，图1所示的电池并联防反灌电路存在如下缺点，电流流过二极管，二极管两端压降约0.7v，那么，当流过二极管的电流较大时，会导致二极管产生较大的功耗，散热困难。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种基于比较器和mos管的电池防反灌电路，以改善现有技术中实现防反灌时功耗大及散热困难的技术问题。
6.本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
7.本实用新型实施例提供了一种基于比较器和mos管的电池防反灌电路，包括：第一电池bat1、第一比较电路、第一关断电路、第二电池bat2、第二比较电路、第二关断电路和负载电阻r1；
8.所述第一电池bat1和所述第一比较电路连接，所述第一比较电路和所述第一关断电路连接；
9.所述第二电池bat2和所述第二比较电路连接，所述第二比较电路和所述第二关断电路连接；
10.所述第一关断电路和所述第二关断电路之间并联所述负载电阻r1；
11.所述第一电池bat1和所述第二电池bat2共同为所述负载电阻r1进行供电。
12.可选地，在本实用新型实施例中，第一比较电路包括比较器u1、检流电阻r5、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10和电阻r2；
13.所述比较器u1的3引脚分别和所述电阻r8的一端、所述电阻r10的一端连接，所述电阻r8的另一端连接电源vdd，所述电阻r10的另一端和所述检流电阻r5的一端连接，所述检流电阻r5的另一端分别和所述电阻r9的一端连接，所述检流电阻r5和所述第一电池bat1串联，所述比较器u1的4引脚分别和所述电阻r7的一端、所述电阻r9的另一端连接，所述电阻r7的另一端连接所述电源vdd，所述比较器u1的1引脚和所述电阻r2连接。
14.可选地，在本实用新型实施例中，所述第一比较电路还包括电容c49；
15.所述比较器u1的2引脚和5引脚之间连接有所述电容c49。
16.可选地，在本实用新型实施例中，所述第一关断电路包括三极管q1、电阻r3和mos管m1；
17.所述三极管q1的基极和所述电阻r2连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极和所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端和所述mos管m1的栅极连接。
18.可选地，在本实用新型实施例中，所述第一关断电路还包括电阻r4；
19.所述mos管m1的栅极和源极之间连接所述电阻r4。
20.可选地，在本实用新型实施例中，所述第二比较电路和所述第一比较电路的结构相同；
21.第二比较电路包括比较器u2、检流电阻r18、电阻r11、电阻r6、电阻r13、电阻r12和电阻r15；
22.所述比较器u2的3引脚分别和所述电阻r11的一端、所述电阻r13的一端连接，所述电阻r11的另一端连接所述电源vdd，所述电阻r13的另一端和所述检流电阻r18的一端连接，所述检流电阻r18的另一端分别和所述电阻r12的一端连接，所述检流电阻r18和所述第二电池bat2串联，所述比较器u2的4引脚分别和所述电阻r6的一端、所述电阻r12的另一端连接，所述电阻r6的另一端连接所述电源vdd，所述比较器u1的1引脚和所述电阻r15连接；
23.所述第二比较电路还包括电容c1；
24.所述比较器u2的2引脚和5引脚之间连接有所述电容c1。
25.可选地，在本实用新型实施例中，所述第二关断电路和所述第一关断电路结构相同；
26.所述第二关断电路包括三极管q4、电阻r16和mos管m2；
27.所述三极管q4的基极和所述电阻r15连接，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q4的集电极和所述电阻r16的一端连接，所述电阻r16的另一端和所述mos管m2的栅极连接；
28.所述第二关断电路还包括电阻r17；
29.所述mos管m1的栅极和源极之间连接所述电阻r17。
30.可选地，在本实用新型实施例中，还包括电源电路；
31.所述电源电路包括第一供电电路和第二供电电路；
32.所述第一供电电路和所述第二供电电路连接；
33.所述第一供电电路包括电阻r14、电阻r62、电阻r63、稳压二极管d6、三极管q2、三极管q3、电容c30；
34.所述电阻r14的一端连接电源vcc，所述电阻r14的另一端分别和所述电阻r62的一端、所述电阻r63的一端、所述三极管q2的集电极连接，所述电阻r62的另一端分别和所述三极管q3的基极、所述电容c30的一端、所述稳压二极管d6的阴极连接，所述电容c30的另一端和所述稳压二极管d6的阳极连接，所述电阻r63的另一端和所述三极管q3的集电极连接，所述三极管q3的发射极和所述三极管q2的基极连接，所述三极管q2的发射极和所述第二供电电路连接；
35.所述第二供电电路包括芯片u6、电容c41、电容c40、电容c42和电容c43；
36.所述芯片u6的8引脚分别和所述三极管q2的发射极、所述电容c41的一端、所述电容c40的一端连接，所述电容c41的另一端、所述电容c40的另一端均接地，所述芯片u6的1引脚分别和所述电容c42的一端、所述电容c43的一端连接，所述电容c42的另一端、所述电容c43的另一端均接地。
37.本实用新型的优点和积极效果是：
38.如此，本实用新型中，利用mos管m1和mos管m2的反向截止作用和导通阻抗低的特点，通过第一比较电路和第二比较电路，控制mos管m1和mos管m2的导通或关断，实现了mos管m1和mos管m2导通时损耗低的效果和mos管m1和mos管m2截止时防倒灌的效果。
附图说明
39.图1是现有技术中防反灌电路的电路图；
40.图2是本实用新型提供的一种基于比较器和mos管的电池防反灌电路的电路图；
41.图3是本实用新型提供的电源电路的电路图。
具体实施方式
42.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
45.以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
46.本实用新型提出的一种基于比较器和mos管的电池防反灌电路，如图2所示，包括：第一电池bat1、第一比较电路、第一关断电路、第二电池bat2、第二比较电路、第二关断电路和负载电阻r1；
47.所述第一电池bat1和所述第一比较电路连接，所述第一比较电路和所述第一关断电路连接；
48.所述第二电池bat2和所述第二比较电路连接，所述第二比较电路和所述第二关断电路连接；
49.所述第一关断电路和所述第二关断电路之间并联所述负载电阻r1；
50.所述第一电池bat1和所述第二电池bat2共同为所述负载电阻r1进行供电。
51.如此，本实用新型中，利用mos管m1和mos管m2的反向截止作用和导通阻抗低的特点，通过第一比较电路和第二比较电路，控制mos管m1和mos管m2的导通或关断，实现了mos管m1和mos管m2导通时损耗低的效果和mos管m1和mos管m2截止时防倒灌的效果。
52.可选地，在本实用新型实施例中，第一比较电路包括比较器u1、检流电阻r5、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10和电阻r2；
53.所述比较器u1的3引脚分别和所述电阻r8的一端、所述电阻r10的一端连接，所述电阻r8的另一端连接电源vdd，所述电阻r10的另一端和所述检流电阻r5的一端连接，所述检流电阻r5的另一端分别和所述电阻r9的一端连接，所述检流电阻r5和所述第一电池bat1串联，所述比较器u1的4引脚分别和所述电阻r7的一端、所述电阻r9的另一端连接，所述电阻r7的另一端连接所述电源vdd，所述比较器u1的1引脚和所述电阻r2连接。
54.可选地，在本实用新型实施例中，所述第一比较电路还包括电容c49；
55.所述比较器u1的2引脚和5引脚之间连接有所述电容c49。
56.其中，设置电容c49具有储能、滤波的作用。
57.并且，mos管m1的导通门限电流公式为：i1＝vdd[r9/(r9+r7)-r10/(r8+r10)]/[r5-(r5*r10)/(r8+r10)]。
[0058]
需要说明的是，对于mos管m1的导通门限电流i1，可以根据实际情况选择不同阻值的检流电阻r5，以得到不同电流值的导通门限电流i1，因此，提高设计的灵活性，以满足不同场景的需求。
[0059]
可选地，在本实用新型实施例中，所述第一关断电路包括三极管q1、电阻r3和mos管m1；
[0060]
所述三极管q1的基极和所述电阻r2连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极和所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端和所述mos管m1的栅极连接。
[0061]
可选地，在本实用新型实施例中，所述第一关断电路还包括电阻r4；
[0062]
所述mos管m1的栅极和源极之间连接所述电阻r4。
[0063]
其中，设置电阻r4的作用在于：三极管q1导通时，用于为mos管m1导通提供偏置电压；三极管q1断开时，用于泄放mos管m1栅极和源极间电荷，从而实现快速关断。
[0064]
可选地，在本实用新型实施例中，所述第二比较电路和所述第一比较电路的结构相同；
[0065]
第二比较电路包括比较器u2、检流电阻r18、电阻r11、电阻r6、电阻r13、电阻r12和电阻r15；
[0066]
所述比较器u2的3引脚分别和所述电阻r11的一端、所述电阻r13的一端连接，所述电阻r11的另一端连接所述电源vdd，所述电阻r13的另一端和所述检流电阻r18的一端连接，所述检流电阻r18的另一端分别和所述电阻r12的一端连接，所述检流电阻r18和所述第二电池bat2串联，所述比较器u2的4引脚分别和所述电阻r6的一端、所述电阻r12的另一端连接，所述电阻r6的另一端连接所述电源vdd，所述比较器u1的1引脚和所述电阻r15连接；
[0067]
所述第二比较电路还包括电容c1；
[0068]
所述比较器u2的2引脚和5引脚之间连接有所述电容c1。
[0069]
其中，设置电容c1的具有储能、滤波的作用。
[0070]
并且，mos管m2的导通门限电流公式为：i2＝vdd[r13/(r13+r11)-r12/(r6+r12)]/[r18-(r18*r12)/(r6+r12)]。
[0071]
需要说明的是，对于mos管m2的导通门限电流i2，可以根据实际情况选择不同阻值的检流电阻r18，以得到不同电流值的导通门限电流i2，因此，提高设计的灵活性，以满足不同场景的需求。
[0072]
可选地，在本实用新型实施例中，所述第二关断电路和所述第一关断电路结构相
同；
[0073]
所述第二关断电路包括三极管q4、电阻r16和mos管m2；
[0074]
所述三极管q4的基极和所述电阻r15连接，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q4的集电极和所述电阻r16的一端连接，所述电阻r16的另一端和所述mos管m2的栅极连接；
[0075]
所述第二关断电路还包括电阻r17；
[0076]
所述mos管m1的栅极和源极之间连接所述电阻r17。
[0077]
其中，设置电阻r17的作用在于：三极管q4导通时，用于为mos管m2导通提供偏置电压；三极管q4断开时，用于泄放mos管m2栅极和源极间电荷，从而实现快速关断。
[0078]
可选地，在本实用新型实施例中，如图3所示，还包括电源电路；
[0079]
所述电源电路包括第一供电电路和第二供电电路；
[0080]
所述第一供电电路和所述第二供电电路连接；
[0081]
所述第一供电电路包括电阻r14、电阻r62、电阻r63、稳压二极管d6、三极管q2、三极管q3、电容c30；
[0082]
所述电阻r14的一端连接电源vcc，所述电阻r14的另一端分别和所述电阻r62的一端、所述电阻r63的一端、所述三极管q2的集电极连接，所述电阻r62的另一端分别和所述三极管q3的基极、所述电容c30的一端、所述稳压二极管d6的阴极连接，所述电容c30的另一端和所述稳压二极管d6的阳极连接，所述电阻r63的另一端和所述三极管q3的集电极连接，所述三极管q3的发射极和所述三极管q2的基极连接，所述三极管q2的发射极和所述第二供电电路连接；
[0083]
所述第二供电电路包括芯片u6、电容c41、电容c40、电容c42和电容c43；
[0084]
所述芯片u6的8引脚分别和所述三极管q2的发射极、所述电容c41的一端、所述电容c40的一端连接，所述电容c41的另一端、所述电容c40的另一端均接地，所述芯片u6的1引脚分别和所述电容c42的一端、所述电容c43的一端连接，所述电容c42的另一端、所述电容c43的另一端均接地。
[0085]
其中，第一供电电路的输出电压v1＝v
d6-1.4v，v
d6
为稳压二极管d6的稳压值。
[0086]
并且，三极管q3be间的结电压为0.7v，三极管q2be间的结电压为0.7v，总和为1.4v。
[0087]
需要说明的是，第一供电电路的输出电压v1为第二供电电路的输入电压，通过芯片u6，将电压v1转换成第二供电电路的输出电压v2，输出电压v2即为图3中所示的vdd，其中，vdd为5v，从而为电池防反灌电路提供电源，以保证整个电路能够正常工作。
[0088]
可选地，芯片u6的型号可以为lp2951。
[0089]
本实用新型的工作原理和工作过程如下：
[0090]
当负载电阻r1的电流较小时，也就是说，小于mos管m1和mos管m2的导通门限电流，比较器u1和比较器u2的同向端电压低于反向端电压，其中，比较器u1输出低电平，经过三极管q1，驱动mos管m1截止，比较器u2输出低电平，经过三极管q4，驱动mos管m2截止，电流经mos管m1、mos管m2的体二极管到负载电阻r1。此时，若第一电池bat1和第二电池bat2的压差较大，由于mos管的体二极管具有反向阻隔的特性，因此，电压较低的电池无法放电，实现了电池防反灌。当负载电阻r1的电流较大时，也就是说，大于mos管m1和mos管m2的导通门限电
流，比较器u1和比较器u2的同向端电压高于反向端电压，比较器u1从输出的低电平变为高电平，经过三极管q1，驱动mos管m1导通，比较器u2从输出的低电平变为高电平，经过三极管q4，驱动mos管m2导通，第一电池bat1和第二电池bat2共同为负载电阻r1供电。
[0091]
如此，本实用新型中，利用mos管m1和mos管m2的反向截止作用和导通阻抗低的特点，通过第一比较电路和第二比较电路，控制mos管m1和mos管m2的导通或关断，实现了mos管m1和mos管m2导通时损耗低的效果和mos管m1和mos管m2截止时防倒灌的效果。
[0092]
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。