電池包保護電路、電池包、電動工具的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池包保護電路、應用該電池包保護電路的電池包以及電動工具。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電池材料技術(shù)的發(fā)展，電池的容量已被大幅度的提升，其應用范圍也已經(jīng)從一些小功率的電子類電氣裝置而延伸到一些大功率的動力類電氣裝置，如電動工具等。這樣，采用了高倍率電池的電動工具可以擺脫線纜的束縛而可隨時、隨地地使用。為提高利用率，這些電池通常采用的是可充電電池，如鎳鎘(Nickel-cadmium, NiCd)電池、鎳氫(Nickel-Metal Hydride, NiMH)電池、鋰離子(Lithium-1on, L_1n)電池等。
[0003]上述類型的電池在和電動工具配合工作時，是處于一個放電狀態(tài)，電池放電時，當電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低啟動電壓值(終止電壓)時，還繼續(xù)放電就可能會造成電池內(nèi)壓升高，正、負極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞，從而會使電池的容量產(chǎn)生明顯減少；與此同時，電池放電時，當電池瞬時輸出電流過大并超過不宜再繼續(xù)放電的最大工作電流(終止電流)時，還繼續(xù)放電同樣會造成電池與配合使用的電動工具內(nèi)用電元件的損壞。因此，在這些電動工具的設計過程中，都會考慮采用硬件或硬件與軟件的結(jié)合來對電池包進行過放或過流的保護。
[0004]現(xiàn)有電池包為了提高容量，一般內(nèi)置有多節(jié)電池。在設計具有多節(jié)電池的電池包放電保護電路時，常規(guī)手段有兩種，一是在每節(jié)電池上都連接一單電池保護芯片，只要其中一節(jié)電池出現(xiàn)過放或過流情況時，就停止整個電池包的放電，這種保護手段，使得單電池保護芯片的數(shù)量較多，造成電池包保護電路體積較大，導致收容電池包保護電路的電池包或電氣裝置體積和重量都較大，增加了攜帶的難度，同時增加了電池包保護電路的設計成本；另一種手段是，采用集成的微處理器(MCU)來采集整個電池包的輸出電壓以及輸出電流并判斷該輸出電壓或輸出電流是否符合需求，進而實現(xiàn)對整個電池包的放電進行保護，然而微處理器(MCU)的集成度較高，在單獨用于電池包的過放或過流保護時，除過放和過流檢測外的其他功能利用率較低，并且由于微處理器加工工藝的限制，其成本一直居高不小，同時微處理器(MCU)非常精細，對其工作環(huán)境要求也很高，不利于此種電池保護電路的推廣應用。
[0005]因此，有必要提出一種新的電池包保護電路來解決上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供了一種電池保護電路，其可使得電池包安全放電，并且設計和制造成本較低。
[0007]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種電池包保護電路，用于保護具有N節(jié)電池的電池包，N為大于或等于2的整數(shù)，所述電池包具有輸出電路，其中，所述電池包保護電路包括:開關單元，串聯(lián)于所述輸出電路中；單電池保護芯片，用于獲取所述電池包的輸出參數(shù)，判斷所述輸出參數(shù)是否位于預設參數(shù)范圍，若否，控制所述開關單元斷開，若是，保持所述開關單元導通；供電模塊，用于獲取電池包的輸出電壓，對所述輸出電壓作降壓處理后給所述單電池保護芯片供電。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述輸出參數(shù)包括輸出電壓，所述預設參數(shù)范圍包括預設電壓范圍，所述電池包保護電路還包括:電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于獲取所述電池包的輸出電壓；對所述輸出電壓作降壓處理，并輸出取樣電壓；所述單電池保護芯片，用于獲取所述取樣電壓；判斷所述取樣電壓是否位于所述預設電壓范圍，若否，控制所述開關單元斷開，若是，保持所述開關單元導通。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述取樣電壓為所述輸出電壓的1/N。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述供電模塊對電池包輸出電壓降壓后輸出啟動電壓，所述取樣電壓等于所述啟動電壓。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電池包保護電路包括用于同時作為供電模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊的分壓電路或降壓芯片。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述單電池保護芯片包括型號為S8261-C的芯片，所述S8261-C芯片包括正、負電源輸入端子，所述負電源輸入端子接地設置，所述正電源輸入端子連接所述分壓電路或降壓芯片的輸出端。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述開關單元包括N溝道場效應管，所述S8261-C芯片包括放電控制用連接端子，所述放電控制用連接端子連接所述N溝道場效應管的柵極。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，所述輸出參數(shù)包括輸出電流，所述預設參數(shù)范圍包括預設電流范圍，所述電池包保護電路還包括:電流檢測模塊，用于檢測電池包的輸出電流；所述單電池保護芯片還用于獲取所述輸出電流；判斷所述輸出電流是否位于所述預設電流范圍，若否，控制所述開關單元斷開，若是，保持所述開關單元導通。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電流檢測模塊包括:采樣電阻，所述輸出電流流經(jīng)所述采樣電阻；所述單電池保護芯片包括電壓檢測端子，所述采樣電阻一端接地設置，另一端連接至所述電壓檢測端子。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電池包保護電路還包括:基準電壓生成模塊，輸出一基準電壓；電壓比較器，包括正、負輸入引腳和一個輸出引腳，所述負輸入引腳連接基準電壓生成模塊，所述正輸入引腳獲取所述電池包的輸出電壓，所述輸出引腳連接至所述開關單元；在所述電池包的輸入電壓大于所述基準電壓時，所述輸出引腳控制所述開關單元斷開，反之，所述輸出引腳保持所述開關單元導通。
[0017]本發(fā)明還提供了一種能夠安全放電，并且設計和制造成本較低的電池包。
[0018]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種電池包，用于和電動工具連接來進行放電以為其提供電力，其中，所述電池包包括:殼體；N節(jié)電池,收容于所述殼體內(nèi),N為大于或等于2的整數(shù)；以及如前述
【發(fā)明內(nèi)容】
所述的電池包保護電路，收容于所述殼體內(nèi)，所述電池包具有輸出電路，所述電池包保護電路連接所述輸出電路。
[0019]本發(fā)明還提供了一種能夠使得與其配合使用的電池包安全放電的，并且設計和制造成本較低的電動工具。
[0020]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了可與具有多節(jié)電池的電池包連接，其中，所述電動工具包括:裝置本體，包括機殼、收納于機殼內(nèi)的電機、由所述電機驅(qū)動的工作頭、用于安裝電池包的插接部，所述插接部在安裝電池包后獲取所述電池包的電力并傳遞至所述電機；以及如前述
【發(fā)明內(nèi)容】
中所述的電池包保護電路，所述電池包保護電路設置于所述機殼內(nèi)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的電池包保護電路、應用該電池包保護電路的電池包以及電動工具，通過將原本用于保護單電池的單電池保護芯片與供電模塊配合擴展至具有多節(jié)電池的電池包的放電保護之中，同時有效的控制了電池包保護電路的制造和設計成本，并且不會帶來電池包保護電路體積的增加，具有很強的市場價值。
【附圖說明】
[0022]以上所述的本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及有益效果可以通過下面的能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的具體實施例的詳細描述，同時結(jié)合附圖描述而清楚地獲得。
[0023]圖1為本發(fā)明第一實施例中電池包插接到電動工具后工作的電路框圖。
[0024]圖2為本發(fā)明第二實施例中電池包插接到電動工具后工作的電路框圖。
[0025]圖示中的相關元件對應編號如下:
[0026]電池包保護電路，10a、1b電壓比較器，14
[0027]開關單元，11電池包，20
[0028]供電模塊，12a輸出電路,21
[0029]電壓轉(zhuǎn)換模塊，12b采樣電阻,22
[0030]單電池保護芯片，13
【具體實施方式】
[0031]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0032]參圖1所示，本發(fā)明的第一實施例中，電池包保護電路10a，其能夠在電池包20與電動工具(未圖示)配合進行放電的過程中，防止電池包20的放電異常，確保電池包20以及電動工具中的用電元件的安全。
[0033]需要說明的是，本文所述的電池包20的放電異常，指的是電池包20的過放、過流及溫度過高等易導致電池包20以及與其配接元件發(fā)生損壞的情形。
[0034]本實施例中，電池包20包括殼體，殼體內(nèi)收容有N節(jié)相互串聯(lián)的鋰離子電池，N為大于或等于2的整數(shù)，電池包20還包括電性連接所有電池并延伸殼體外圍的輸出端子，輸出端子包括正、負極端子。
[0035]需要說明的是，本文所述的鋰離子電池是負極材料為鋰元素的可充電電池的總稱，依據(jù)正極材料的不同，其可構(gòu)成許多體系，如“錳鋰”電池、“鋰鐵”電池等；同時根據(jù)工況的不同需求，電池的類型、節(jié)數(shù)、以及設置方式也可視具體情況而不同，此外，由于電池的特性不同，其對應的放電電壓下限