電池保護電路的制作方法
【專利摘要】本發明屬于保護電路【技術領域】，具體涉及電池保護電路【技術領域】。包括電芯、一次保護電路、二次保護電路、放電/充電正極端口以及放電/充電負極端口，二次保護電路與電芯連接，一次保護電路與二次保護電路連接。一次保護電路包括第一電池保護芯片、第一N溝道M0S管及第二N溝道M0S管、第一電阻，二次保護電路包括第二電池保護芯片、第三N溝道M0S管及第四N溝道M0S管、第四電阻。第一N溝道M0S管與第二N溝道M0S管串聯后分別與第一電池保護芯片連接，第三N溝道M0S管與第四N溝道M0S管串聯后分別與第二電池保護芯片連接。本發明在不使用電流保險絲及PTC或電流開關等二次保護元件的情況下，可滿足比常規保護電路更大的電流需求，符合UL2054安規認證標準和LPS認證。
【專利說明】電池保護電路
【技術領域】
[0001] 本發明屬于保護電路【技術領域】，具體涉及電池保護電路【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 隨著各類電子產品對電源的需求，促使了電池行業的迅速發展。由此，市場上衍 生出各種各樣的電池，出于安全的考慮，通常電池都會配置電池保護電路，不同廠家電池 保護電路的形式不一，為了規范市場，電池需要通過UL2054安規認證標準，當主機端的外 殼或電池的外殼不防火的時候，電池還需要通過LPS (Limited power sources)認證。 UL2054安規認證標準及LPS對電流保險絲及正溫度系數熱敏電阻（Positive Temperature Coefficient)或電流開關(如Breaker)等二次保護元件的最大電流值及響應速度等參數有 著嚴格的要求，若使用電流保險絲或熱敏電阻等二次保護元件的電池要滿足大電流的要求 時，則不能通過UL2054安規認證標準及LPS認證，反之，若使用電流保險絲或熱敏電阻等二 次保護元件的電池要通過UL2054安規認證標準及LPS認證，則該電池可能不能滿足大電流 的要求。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種不需要使用電流保險絲及熱 敏電阻等二次保護元件的電池保護電路，滿足大電流的要求，且符合UL2054安規認證標準 和LPS認證。
[0004] 為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：電池保護電路，包括電芯、一次保護 電路、二次保護電路、放電/充電正極端口以及放電/充電負極端口，所述二次保護電路與 所述電芯（電芯可以為1串1并或1串多并）電連接，所述一次保護電路與所述二次保護電 路電連接，所述一次保護電路包括第一電池保護芯片、第一 N溝道M0S管及第二N溝道M0S 管、偵測過流用的第一電阻，所述二次保護電路包括第二電池保護芯片、第三N溝道M0S管 及第四N溝道M0S管、偵測過流用的第四電阻，所述第一 N溝道M0S管與所述第二N溝道 M0S管串聯后分別與所述第一電池保護芯片電連接，所述第三N溝道M0S管與所述第四N溝 道M0S管串聯后分別與所述第二電池保護芯片電連接。
[0005] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述一次保護電路還包括偵測過流用的第 一電阻，所述第一電阻與所述第一 N溝道M0S管串聯后與所述二次保護電路電連接，所述第 一電阻與所述第一 N溝道M0S管之間拉一引線端與所述第一電池保護芯片電連接，所述第 一電阻與所述二次保護電路之間拉一引線端與所述第一電池保護芯片電連接。
[0006] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述一次保護電路還包括第一電容，所述 第一電容兩端與所述第一電池保護芯片電連接。所述第一電容起到濾除雜訊等干擾信號， 穩定第一電池保護芯片工作電壓的作用，防止一次保護電路誤動作。
[0007] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述一次保護電路還包括第二電阻和第二 電容，所述第二電阻與所述第二電容串聯后一端與所述二次保護電路電連接，另一端與所 述放電/充電正極端口電連接，所述第二電阻和所述第二電容之間拉一引線端與所述第一 電池保護芯片電連接。所述第二電阻和所述第二電容串聯成RC電路，給所述第一電池保護 芯片提供穩定的供電。
[0008] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述一次保護電路還包括第三電阻和第三 電容，所述第三電阻一端與所述第一電池保護芯片電連接，另一端與所述放電/充電負極 端口電連接，所述第一 N溝道M0S管和所述第二N溝道M0S管的串聯電路與所述第三電容 并聯。所述第三電阻作為限流電阻，當超過額定值以上的電壓或反向充電電壓，或電芯極性 反接時起到限流保護的作用。所述第三電容起ESD (靜電）保護作用，防止所述第一 N溝道 M0S管和所述第二N溝道M0S管被靜電擊穿。
[0009] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述二次保護電路還包括偵測過流用的第 四電阻，所述第四電阻與所述第三N溝道M0S管串聯后與所述電芯電連接，所述第四電阻與 所述第三N溝道M0S管之間拉一引線端與所述第二電池保護芯片電連接，所述第四電阻與 所述電芯之間拉一引線端與所述第二電池保護芯片電連接。
[0010] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述二次保護電路還包括第四電容，所述 第四電容兩端與所述第二電池保護芯片電連接。所述第四電容起到濾除雜訊等干擾信號， 穩定第二電池保護芯片工作電壓的作用，防止二次保護電路誤動作。
[0011] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述二次保護電路還包括第五電阻和第五 電容，所述第五電阻與所述第五電容串聯后一端與所述電芯電連接，另一端與所述放電/ 充電正極端口電連接，所述第五電阻和所述第五電容之間拉一引線端與所述第二電池保護 芯片電連接。所述第五電阻和所述第五電容串聯成RC電路，給所述第二電池保護芯片提供 穩定的供電。
[0012] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述二次保護電路還包括第六電阻和第六 電容，所述第六電阻一端與所述第二電池保護芯片電連接，另一端與所述一次保護電路電 連接，所述第三N溝道M0S管和所述第四N溝道M0S管的串聯電路與所述第六電容并聯。所 述第六電阻作為限流電阻，當超過額定值以上的電壓或反向充電電壓，或電芯極性反接時 起到限流保護的作用。所述第六電容起ESD (靜電）保護作用，防止所述第三N溝道M0S管 和所述第四N溝道M0S管被靜電擊穿。
[0013] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述電池保護電路還包括第七電容，所述 第七電容兩端分別與放電/充電正極端口和放電/充電負極端口電連接。所述第七電容起 到ESD (靜電）保護作用，防止整個電池保護電路受到靜電干擾甚至被擊穿。
[0014] 作為本發明電池保護電路的一種改進，所述第一 N溝道M0S管與所述第二N溝道 M0S管可以集成在第一 M0S管模塊內（也可各自獨立），所述第三N溝道M0S管與所述第四 N溝道M0S管可以集成在第二M0S管模塊內（也可各自獨立）。可以提高整個電池保護電 路的集成度，使整個電路更加緊湊，縮小電路體積。
[0015] 本發明的有益效果在于：本發明在不使用電流保險絲及PTC (正溫度系數熱敏電 阻)或電流開關(如Breaker)等二次保護元件的情況下，可滿足比常規保護電路更大的電流 需求，且符合UL2054安規認證標準和LPS認證。而且所述電池保護電路起到二次保護的作 用，進一步提高了電池的防護性能，防止電池因"過充"、"過放"、"過流"或短路造成損傷，同 時避免電池存在安全隱患，提高電池的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明電路圖。
[0017] 其中，1.電芯，2. -次保護電路，201.第一電池保護芯片，202.第一電阻，203.第 一電容，204.第二電阻，205.第二電容，206.第三電阻，207.第三電容，210.第一 M0S管模 塊，211.第一 N溝道M0S管，212.第二N溝道M0S管，3.二次保護電路，301.第二電池保護 芯片，302.第四電阻，303.第四電容，304.第五電阻，305.第五電容，306.第六電阻，307. 第六電容，310.第二M0S管模塊，311.第三N溝道M0S管，312.第四N溝道M0S管，4.放電 /充電正極端口，5.放電/充電負極端口，6.第七電容。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合具體實施例和說明書附圖詳細描述本發及其有益效果，但是，本發明的 實施例并不局限于此。
[0019] 參照圖1，電池保護電路，包括電芯1、一次保護電路2、二次保護電路3、放電/充 電正極端口 4以及放電/充電負極端口 5,二次保護電路3與電芯電連接，一次保護電路2 與二次保護電路3電連接。一次保護電路2包括第一電池保護芯片201、第一 N溝道M0S管 211、第二N溝道M0S管212、第一電阻202、第一電容203、第二電阻204、第二電容205、第三 電阻206及第三電容207 ;二次保護電路3包括第二電池保護芯片301、第三N溝道M0S管 311、第四N溝道M0S管312、第四電阻302、第四電容303、第五電阻304、第五電容305、第六 電阻306及第六電容307。第一 N溝道M0S管211與第二N溝道M0S管212串聯后分別與 第一電池保護芯片201的過放電輸出端和過充電輸出端電連接，且第一 N溝道M0S管211 與第二N溝道M0S管212集成在第一 M0S管模塊210內，第一電阻202分別與二次保護電 路3和第一 M0S管模塊210電連接，第一電阻202與第一 M0S管模塊210之間拉出一引線 端與第一電池保護芯片201的電流檢測端電連接，第一電阻202與二次保護電路3之間拉 出一引線端與第一電池保護芯片201的接地端電連接，第一電容203分別與第一電池保護 芯片201的接地端和電流檢測端電連接，第二電阻204和第二電容205串聯后一端與二次 保護電路3電連接，另一端與放電/充電正極端口 4電連接，第二電阻204和第二電容205 之間拉一引線端與第一電池保護芯片201的正電平輸入端電連接，第三電阻206 -端與放 電/充電負極端口 5電連接，另一端與第一電池保護芯片201的負電平輸入端電連接，第三 電容207與第一 M0S管模塊210并聯。第三N溝道M0S管311與第四N溝道M0S管312串 聯后分別與第二電池保護芯片301的過放電輸出端和過充電輸出端電連接，且第三N溝道 M0S管311與第四N溝道M0S管312集成在第二M0S管模塊310內，第四電阻302分別與 電芯1和第二M0S管模塊310電連接，第四電阻302與電芯1之間拉一引線端與第二電池 保護芯片301的接地端電連接，第四電阻302與第二M0S管模塊310之間拉一引線端與第 二電池保護芯片301的電流檢測端電連接，第四電容303分別與第二電池保護芯片301的 接地端和電流檢測端電連接，第五電阻304和第五電容305串聯后一端與電芯1電連接，另 一端與放電/充電正極端口 4電連接，第五電阻304和第五電容305之間拉一引線端與第 二電池保護芯片301的正電平輸入端電連接，第六電阻306 -端與一次保護電路2電連接， 另一端與第二電池保護芯片301的負電平輸入端電連接，第六電容307與第二M0S管模塊 310并聯。第七電容6-端與放電/充電正極端口 4電連接，另一端與放電/充電負極端口 5電連接且接地。
[0020] 工作時，一次保護電路2和二次保護電路3能獨立起到防"過充"、防"過放"、防 "過流"及短路檢測的作用，而當其中一個保護電路出現短路的情況時，另一保護電路仍能 保證整個電池保護電路正常工作，例如，當第一 M0S管模塊210或偵測過流用的第一電阻 202出現短路的情況時，二次保護電路3在第二電池保護芯片301、第二M0S管模塊310及 第四電阻302的配合下，仍能起到保護作用，同樣，當第二M0S管模塊310或偵測過流用的 第四電阻302出現短路的情況下，一次保護電路2在第一電池保護芯片201、第一 M0S管模 塊210及第一電阻202的配合下仍能起到保護作用。
[0021] 根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還能夠對上述實施方 式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，凡是本領域技術人員在 本發明的基礎上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發明的保護范圍。此 夕卜，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明 構成任何限制。
【權利要求】
1. 電池保護電路，其特征在于：包括電芯（1)、一次保護電路（2)、二次保護電路（3)、放 電/充電正極端口（4)以及放電/充電負極端口（5)，所述二次保護電路（3)與所述電芯（1) 電連接，所述一次保護電路（2)與所述二次保護電路（3)電連接，所述一次保護電路（2)包 括第一電池保護芯片（201)、第一 N溝道MOS管（211)及第二N溝道MOS管（212)、偵測過流 用的第一電阻（202)，所述二次保護電路（3)包括第二電池保護芯片（301)、第三N溝道MOS 管（311)及第四N溝道MOS管（312)、偵測過流用的第四電阻（302)，所述第一 N溝道MOS管 (211)與所述第二N溝道MOS管（212)串聯后分別與所述第一電池保護芯片（201)電連接， 所述第三N溝道MOS管（311)與所述第四N溝道MOS管（312 )串聯后分別與所述第二電池 保護芯片（301)電連接。
2. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述一次保護電路（2)還包括偵 測過流用的第一電阻（202)，所述第一電阻（202)與所述第一 N溝道MOS管（211)串聯后與 所述二次保護電路（3)電連接，所述第一電阻（202)與所述第一 N溝道MOS管（211)之間拉 一引線端與所述第一電池保護芯片（201)電連接，所述第一電阻（202)與所述二次保護電 路（3)之間拉一引線端與所述第一電池保護芯片（201)電連接。
3. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述一次保護電路（2)還包括第 一電容（203)，所述第一電容（203)兩端與所述第一電池保護芯片（201)電連接。
4. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述一次保護電路（2)還包括第 二電阻（204)和第二電容（205)，所述第二電阻（204)與所述第二電容（205)串聯后一端與 所述二次保護電路（3)電連接，另一端與所述放電/充電正極端口（4)電連接，所述第二電 阻（204)和所述第二電容（205)之間拉一引線端與所述第一電池保護芯片（201)電連接。
5. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述一次保護電路（2)還包括第 三電阻（206)和第三電容（207)，所述第三電阻（206) -端與所述第一電池保護芯片（201) 電連接，另一端與所述放電/充電負極端口（5)電連接，所述第一 N溝道MOS管（211)和所 述第二N溝道MOS管（212)的串聯電路與所述第三電容（207)并聯。
6. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述二次保護電路（3)還包括偵 測過流用的第四電阻（302)，所述第四電阻（302)與所述第三N溝道MOS管（311)串聯后與 所述電芯（1)電連接，所述第四電阻（302 )與所述第三N溝道MOS管（311)之間拉一引線端 與所述第二電池保護芯片（301)電連接，所述第四電阻（302)與所述電芯（1)之間拉一引線 端與所述第二電池保護芯片（301)電連接。
7. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述二次保護電路（3)還包括第 四電容（303)，所述第四電容（303)兩端與所述第二電池保護芯片（301)電連接。
8. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述二次保護電路（3)還包括第 五電阻（304)和第五電容（305)，所述第五電阻（304)與所述第五電容（305)串聯后一端與 所述電芯（1)電連接，另一端與所述放電/充電正極端口（4)電連接，所述第五電阻（304) 和所述第五電容（305)之間拉一引線端與所述第二電池保護芯片（301)電連接。
9. 根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：所述二次保護電路（3)還包括第 六電阻（306)和第六電容（307)，所述第六電阻（306) -端與所述第二電池保護芯片（301) 電連接，另一端與所述一次保護電路（2 )電連接，所述第三N溝道MOS管（311)和所述第四 N溝道MOS管（312)的串聯電路與所述第六電容（307)并聯。
10.根據權利要求1所述的電池保護電路，其特征在于：還包括第七電容（6)，所述第七 電容（6)兩端分別與放電/充電正極端口（4)和放電/充電負極端口（5)電連接。
【文檔編號】H02H7/18GK104218542SQ201410460572
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】鐘斌, 陳光輝 申請人:東莞新能德科技有限公司