一種具有開關狀態檢測功能的快速放電電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子電路領域，具體地說是一種具有開關狀態檢測功能的快速放電電路。
【背景技術】
[0002]在電池系統應用中，尤其是鋰電池電動工具應用，通常都采用主開關控制電池包與快速放電線路的通斷，當開關接通，電路上電；開關斷開，電路掉電并停止工作。但在實際應用中，通常應用板的輸入端都需要增加比較大的電容，用于濾除電源噪聲，這樣，當開關斷開后，如果應用板進入保護狀態或低功耗狀態，通常電容上的電量會保持比較長的時間，從而造成開關在次閉合后，由于應用線路還沒完全掉電或復位，從而無法正常進入上電啟動。正常的操作應該是電池包連接正確，然后接通開關，應用線路工作，但為了滿足某些特定條件下的特殊要求，有時會要求當開關閉合狀態下，直接插入電池包，而應用線路不能啟動，以防造成安全事故。
[0003]針對上述問題，當前很多產品采用三端開關，一端用于接通電池包與應用板；一端用于對輸入電容C4放電，如圖1所示。此方案的優點是放電快，線路簡單，但三端開關多一個觸點，成本比較高，且無法解決開關SI閉合的狀態下，直接插入電池不能啟動的問題，安全性不高。
[0004]當前的另一解決方案是直接把電容C4的正極接入電池報的正極，從而當開關斷開后，應用線路的輸入電容存電問題就解決了，如圖2所示。此方案解決了開關成本的問題，但當斷開開關后，電容C4依然存在電量，從而對生產測試、安全方面等均不利，同時，由于電容C4距離在應用板過遠，濾波效果不好，且同樣沒有解決開關SI閉合，插入電池包不能啟動的問題。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術，本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有開關狀態檢測功能的快速放電電路，能夠通過開關閉合，斷開，從而解決以上兩個問題，從而使得產品的性能更好，安全性更高。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型的具有開關狀態檢測功能的快速放電電路，包括電池包，與所述電池包正極相連的開關Si，通過所述開關SI與電池包相連的放電電路模塊，所述放電電路模塊中設置有與開關SI另一側連接的應用板，應用板的端口 V+與端口GND之間連接有電容C4，在端口 V+與開關SI之間設置節點B+，在電池包的端口 Pak-與地之間設置節點B-，在電池包的端口 Pak+與開關SI之間設置節點SWl ;快速放電時，電信號從節點B+通過電阻R7和開關元件Q2流向地端，其中，開關元件Q2的控制端接入電阻R2與電阻R3之間的節點處；電阻R2的另一端通過開關元件Ql接入節點SW1，其中開關元件Ql的控制端通過電阻Rl連接至自身的輸出端，同時通過依次連接的二極管D1、電阻R4和電容Cl與節點B+相連；電阻R4和電容Cl之間的節點通過依次接入的開關元件Q3，電阻R6和穩壓管Zl接地，其中開關元件Q3的控制端通過電阻R5和二極管D2連接至節點SWl ；所述應用板的端口 SW_R1與電阻R6和穩壓管Zl之間的節點電連接。
[0007]優選的，所述的開關元件Ql為PNP型三極管，開關元件Q2為NPN型三極管，開關元件Q3為PNP型三極管。
[0008]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0009]一、電路簡單，易于實現，且電路成本低；
[0010]二、解決了在實際應用中，開關斷開后由于某些原因造成開關再次閉合所導致的工作電路無法正常上電啟動的問題。
[0011]三、解決了在開關閉合狀態下，直接插入電池包所帶來的安全隱患，防止造成安全事故，其安全性高，能夠滿足要求較高的應用場合。
【附圖說明】
[0012]圖1為現有技術的一種快速放電電路示意圖。
[0013]圖2為現有技術的另一種快速放電電路示意圖。
[0014]圖3為本實用新型實施的具有開關狀態檢測功能的快速放電電路示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了讓本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0016]本實用新型的【具體實施方式】如圖3所示，一種具有開關狀態檢測功能的快速放電電路，包括電池包1，與電池包I正極相連的開關SI，通過開關SI與電池包I相連的放電電路模塊2，放電電路模塊2中設置有與開關SI另一側連接的應用板3，其特征在于:應用板3的端口 V+與端口 GND之間連接有電容C4，在端口 V+與開關SI之間設置節點B+，在電池包I的端口 Pak-與地之間設置節點B-，在電池包I的端口 Pak+與開關SI之間設置節點Sffl ;快速放電時，電信號從節點B+通過電阻R7和開關元件Q2流向地端，其中，開關元件Q2的控制端接入電阻R2與電阻R3之間的節點處；電阻R2的另一端通過開關元件Ql接入節點SW1，其中開關元件Ql的控制端通過電阻Rl連接至自身的輸出端，同時通過依次連接的二極管D1、電阻R4和電容Cl與節點B+相連；電阻R4和電容Cl之間的節點通過依次接入的開關元件Q3，電阻R6和穩壓管Zl接地，其中開關元件Q3的控制端通過電阻R5和二極管D2連接至節點SWl ;應用板3的端口 SW_R1與電阻R6和穩壓管Zl之間的節點電連接。
[0017]開關元件Ql為PNP型三極管，開關元件Q2為NPN型三極管，開關元件Q3為PNP型三極管。
[0018]其中，電容C4為電路的濾波電容，通常情況下取值100 μ F-680 μ F之間，而電容Cl的容值通常較小，為nF級，一般取值為100~470nF。
[0019]電路的工作原理如下:
[0020]設置端口 V+的電壓為Vout，端口 Pak+的電壓為Vin。當開關SI持續閉合時開關SI的兩個端電壓Vout=Vin,因此電容Cl兩端放電完畢。當開關SI斷開后，由于Vout電壓開始下降，Vin電壓為電池包I電壓，此時Vin>Vout，從而電池包I電壓通過電阻Rl及PNP型三極管Ql的eb極，二極管Dl，電阻R4給電容Cl充電，在給電容Cl充電階段，由于PNP型三極管Ql開啟，因此電阻R2，電阻R3上有電流流過，從而使得NPN型三極管Q2開啟，在NPN型三極管Q2開啟階段會通過電阻R7對電容C4進行更快的放電，從而實現對C4快速放電，有效解決了在實際應用中，開關斷開后由于某些原因造成開關再次閉合所導致的工作電路無法正常上電啟動的問題。
[0021]當電池包I已插入，開關SI閉合前，電容C4兩端電壓接近于0V，Vin電壓為電池包I電壓，此時電容Cl通過電阻Rl及PNP型三極管Ql的eb極，二極管D1，電阻R4充滿電荷；當開關SI閉合后，Vin=Vout,電容Cl上的電壓會瞬間被浮高，從而通過PNP型三極管Q3的eb極，電阻R5，二極管D2，開關SI形成放電回路，此時PNP型三極管Q3處于開啟狀態，并通過電阻R6，穩壓管Zl放電，從而使得電阻R6與穩壓管Zl之間的節點輸出高電平信號SW_RD ;應用電路上電工作后，應用板3的端口 SW_R1讀取信號SW_RD，并結合SW_RD為持續一段時間的高電平，判斷出此時電池包I已經接入，且開關SI處于閉合狀態，因此正常進入工作狀態。
[0022]當開關SI斷開，此時插上電池包1，由于開關SI是斷開的，因此應用電路不工作；此時雖然電池包I會通過電阻Rl及PNP型三極管Ql的eb極，二極管Dl，電阻R4，電容Cl給電容C4充電，但由于電容Cl遠遠小于電容C4，因此并不能使電容C4的電壓上升太多，從而無法造成應用電路啟動。
[0023]當SI閉合的情形下，再插入電池包1，由于開關SI是閉合的，因此開關SI的兩個端電壓Vout=Vin,電容Cl兩端放電完畢，PNP型三極管Q3的eb極無電流流過，PNP型三極管Q3處于截止狀態，電阻R6上沒有電流流過，此時電信號SW_RD為低電平。所以，此時插入電池包1，應用電路上電后開始工作，但應用電路可以通過檢測SW_RD信號沒有出現持續一定時間的高電平來判斷此時是在開關SI閉合狀態下再插入電池包I的，從而使得應用線路上電，但不工作。
[0024]需要說明的是，本實施例中所提及的應用板3內設置有應用電路，應用電路的類型可根據具體的應用場景而變化。
[0025]需要說明的是，在本實施例中，未詳細展開進行闡述的地方，均為本領域技術人員可根據現有公知常識與實踐經驗來實現。
[0026]以上所述為本實用新型的較佳實施方式，并非對本實用新型作任何形式上的限制。需要說明的是，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種具有開關狀態檢測功能的快速放電電路，包括電池包(1)，與所述電池包正極相連的開關SI，通過所述開關SI與電池包相連的放電電路模塊(2)，所述放電電路模塊中設置有與開關SI另一側連接的應用板(3)，其特征在于:應用板的端口 V+與端口 GND之間連接有電容C4，在端口 V+與開關SI之間設置節點B+，在電池包的端口 Pak-與地之間設置節點B-，在電池包的端口 Pak+與開關SI之間設置節點SWl ;快速放電時，電信號從節點B+通過電阻R7和開關元件Q2流向地端，其中，開關元件Q2的控制端接入電阻R2與電阻R3之間的節點處；電阻R2的另一端通過開關元件Ql接入節點SW1，其中開關元件Ql的控制端通過電阻Rl連接至自身的輸出端，同時通過依次連接的二極管D1、電阻R4和電容Cl與節點B+相連；電阻R4和電容Cl之間的節點通過依次接入的開關元件Q3，電阻R6和穩壓管Zl接地，其中開關元件Q3的控制端通過電阻R5和二極管D2連接至節點SWl ;所述應用板的端口 SW_R1與電阻R6和穩壓管Zl之間的節點電連接。2.根據權利要求1所述的具有開關狀態檢測功能的快速放電電路，其特征在于，所述的開關元件Ql為PNP型三極管，開關元件Q2為NPN型三極管，開關元件Q3為PNP型三極管。
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有開關狀態檢測功能的快速放電電路，包括電池包，開關S1及通過開關S1與電池包相連的放電電路模塊，模塊中設置有一應用板，其端口V+與端口GND之間連接有電容C4，電路通過開關元件Q1～Q3對信號進行控制，實現對電路的保護，應用板的端口SW_R1通過讀取電阻R6和穩壓管Z1之間的節點信號，檢測并判斷開關的狀態。本實用新型具有電路簡單，易于實現，電路成本低的優點，有效解決了開關斷開后由于某些原因造成開關再次閉合所導致的工作電路無法正常上電啟動的問題，以及在開關閉合狀態下，直接插入電池包所帶來的安全隱患，防止造成安全事故，其安全性高，能夠滿足要求較高的應用場合。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN204669022
【申請號】CN201520382715
【發明人】劉輝, 徐文賦, 李鯤鵬, 朱立湘, 李潤朝
【申請人】惠州市藍微電子有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月4日