使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置制造方法
使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片，充、放电保护芯片、充电控制MOS管和放电控制MOS管，采用带弱电开关的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放电保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充、放电回路独立分开。利用弱电开关体积的可塑性，使电动自行车整个车体结构增加可变性，满足市场多样化需求。
【专利说明】使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，主要应用于使用锂离子或磷酸铁锂可充电电池的电动自行车。
技术背景
[0002]电动自行车使用的锂离子或磷酸铁锂可充电电池，在电池组保护电路与电动自行车的电机之间需要一个输出控制开关，控制放电回路的输出。当开关闭合后，电池组给电机供电，电动自行车可以通过电力驱动正常的工作；当开关断开后，电池组停止给电机供电，电动自行车停止工作。对于此类放电控制开关的设计，一般利用在放电回路中串联入一个电门锁开关控制放电回路。但是，这种解决方法存在一定限制，在放电回路中串联电门锁开关，需要选择能承受高强度电流的电门锁开关，由此造成整体成本的增加；若长期处于高电流使用状态，会导致电门锁开关内阻增大，减少电池的使用寿命和使用效率；锂离子或磷酸铁锂可充电电池组属于新能源，具有轻巧、便捷、体积小的特性，在设计锂离子或磷酸铁锂可充电电池组PACK时，若使用电门锁开关会使电池组体积增大，导致电动自行车整个车体结构的可变性降低，不利于应对市场多样化的需求。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，以克服上述现有技术的缺点，同时，利用弱电开关体积的可塑性，使电动自行车整个车体结构的可变性增加。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是:一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片，充、放电保护芯片、充电控制MOS管和放电控制MOS管，采用带弱电开关的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放电保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
[0005]在上述方案的基础上，所述的输出控制保护芯片外接有输出控制保护芯片延迟控制模块，充、放电保护芯片外接有充、放电保护芯片延迟控制模块。
[0006]在上述方案的基础上，所述的充电控制MOS管与充电器之间串联有充电反接、短路保护模块。
[0007]在上述方案的基础上，所述的弱电开关控制模块包括弱电开关。
[0008]在上述方案的基础上，所述的充、放电保护芯片延迟控制模块包括充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容。[0009]在上述方案的基础上，所述的充电反接短路保护模块包括肖特基二极管。
[0010]本实用新型的优点在于:全部功能均由硬件的形式实现，具有极高的稳定性；弱电开关体积可塑性强，为设计电池组PACK提供了方便，从而使电动自行车整体结构的可变性增加，提高了应对市场多样化需求的能力；额外增加了充电反接、短路保护，提供更多重保护，使锂离子或磷酸铁锂可充电电池在使用过程中更安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型整体电路模块图；
[0012]图2为本实用新型充电、放电、过流延时控制电路模块图；
[0013]图3为本实用新型使用弱电开关控制放电电路模块图；
[0014]图4为本实用新型充电反接、短路保护电路模块图；
[0015]图5为本实用新型应用于电动自行车的具体实施例；
[0016]VDD——供电端；I——电池组；
[0017]2——充电器；3——电机；
[0018]4—弱电开关控制模块；5—充电反接、短路保护模块；
[0019]K——弱电开关；
[0020]ICl——输出控制保护芯片；
[0021]ICll——输出控制保`护芯片放电检测端；IC12——输出控制保护芯片放电输出端；
[0022]IC2——充、放电保护芯片；
[0023]IC21——充、放电保护芯片放电检测端；IC22——充、放电保护芯片放电输出端；
[0024]Cl 输出控制保护心片延迟控制t旲块；
[0025]C2—充、放电保护芯片延迟控制模块；
[0026]Ce——充电延迟控制电容；Cd——放电延迟控制电容；
[0027]Ci——过流延迟控制电容
[0028]Qc——充电控制MOS管；Qd——放电控制MOS管；
[0029]Dl——肖特基二极管。
【具体实施方式】
[0030]请参阅图1为本实用新型电路模块图、图2为本实用新型充电、放电、过流延时控制电路模块图、图3为本实用新型使用弱电开关控制放电电路模块图、图4为本实用新型充电反接、短路保护电路模块图:
[0031]一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片IC1，充、放电保护芯片IC2、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd，采用带弱电开关K的弱电开关控制模块4串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端ICll之间，输出控制保护芯片ICl与充、放电保护芯片IC2相互级联，输出控制保护芯片放电输出端IC12与充、放电保护芯片放电检测端IC21相连接，充、放电保护芯片IC2分别与充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端IC22与放电控制MOS管Qd的栅极相连接，充电控制MOS管Qc的源极与漏极串联在充电器2与电池组I之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管Qd的源极与漏极串联在电机3与电池组I之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
[0032]如图1所示，所述的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放点保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
[0033]在上述方案的基础上，所述的输出控制保护芯片外接有输出控制保护芯片延迟控制模块，充、放电保护芯片外接有充、放电保护芯片延迟控制模块。
[0034]在上述方案的基础上，所述的充电控制MOS管与充电器之间串联有充电反接、短路保护模块。当充电器反接或充电回路短路时，若充、放电保护芯片因故障或其他原因未能起到保护作用，充电反接、短路保护模块可以起到第二重保护的作用。
[0035]如图2所示，所述的充、放电保护芯片延迟控制模块包括充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容。通过调整充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容的容量，实现对充、放电及过流保护延迟时间的控制
[0036]如图3所示，所述的弱电开关控制模块包括弱电开关。通过弱电开关的闭合和断开，分别控制输出控制保护芯片检测端的高电平和低电平，通过芯片级联，连锁控制输出控制保护芯片输出端、充、放电保护芯片过放电检测端、充、放电保护芯片放电输出端和放电控制MOS管栅极的高电平和低电平，最终通过控制放电控制MOS管的通断，控制整个放电回路的通断。
[0037]如图4所示，所述的充电反接短路保护模块包括肖特基二极管。利用充电端反接及充电端短路时，利用二极管的单向导电特性，避免了充电器反接或充电回路短路后，造成的高电压及大电流破坏性情况发生。
[0038]图5为本实用新型应用于电动自行车的具体实施例，为本实用新型的应用例。
【权利要求】
1.一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片，充、放电保护芯片、充电控制MOS管和放电控制MOS管，其特征在于，采用带弱电开关的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放电保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
2.根据权利要求1所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的输出控制保护芯片外接有输出控制保护芯片延迟控制模块，充、放电保护芯片外接有充、放电保护芯片延迟控制模块。
3.根据权利要求1所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的充电控制MOS管与充电器之间串联有充电反接短路保护模块。
4.根据权利要求2所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的充、放电保护芯片延迟控制模块包括充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容。
5.根据权利要求3所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的充电反接短路保护模块包括肖特基二极管。
【文档编号】H02J7/00GK203660607SQ201420012798
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】代礼超, 毛卫清 申请人:上海长园维安电子线路保护有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片，充、放电保护芯片、充电控制MOS管和放电控制MOS管，采用带弱电开关的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放电保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充、放电回路独立分开。利用弱电开关体积的可塑性，使电动自行车整个车体结构增加可变性，满足市场多样化需求。
【专利说明】使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，主要应用于使用锂离子或磷酸铁锂可充电电池的电动自行车。
技术背景
[0002]电动自行车使用的锂离子或磷酸铁锂可充电电池，在电池组保护电路与电动自行车的电机之间需要一个输出控制开关，控制放电回路的输出。当开关闭合后，电池组给电机供电，电动自行车可以通过电力驱动正常的工作；当开关断开后，电池组停止给电机供电，电动自行车停止工作。对于此类放电控制开关的设计，一般利用在放电回路中串联入一个电门锁开关控制放电回路。但是，这种解决方法存在一定限制，在放电回路中串联电门锁开关，需要选择能承受高强度电流的电门锁开关，由此造成整体成本的增加；若长期处于高电流使用状态，会导致电门锁开关内阻增大，减少电池的使用寿命和使用效率；锂离子或磷酸铁锂可充电电池组属于新能源，具有轻巧、便捷、体积小的特性，在设计锂离子或磷酸铁锂可充电电池组PACK时，若使用电门锁开关会使电池组体积增大，导致电动自行车整个车体结构的可变性降低，不利于应对市场多样化的需求。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，以克服上述现有技术的缺点，同时，利用弱电开关体积的可塑性，使电动自行车整个车体结构的可变性增加。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是:一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片，充、放电保护芯片、充电控制MOS管和放电控制MOS管，采用带弱电开关的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放电保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
[0005]在上述方案的基础上，所述的输出控制保护芯片外接有输出控制保护芯片延迟控制模块，充、放电保护芯片外接有充、放电保护芯片延迟控制模块。
[0006]在上述方案的基础上，所述的充电控制MOS管与充电器之间串联有充电反接、短路保护模块。
[0007]在上述方案的基础上，所述的弱电开关控制模块包括弱电开关。
[0008]在上述方案的基础上，所述的充、放电保护芯片延迟控制模块包括充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容。[0009]在上述方案的基础上，所述的充电反接短路保护模块包括肖特基二极管。
[0010]本实用新型的优点在于:全部功能均由硬件的形式实现，具有极高的稳定性；弱电开关体积可塑性强，为设计电池组PACK提供了方便，从而使电动自行车整体结构的可变性增加，提高了应对市场多样化需求的能力；额外增加了充电反接、短路保护，提供更多重保护，使锂离子或磷酸铁锂可充电电池在使用过程中更安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型整体电路模块图；
[0012]图2为本实用新型充电、放电、过流延时控制电路模块图；
[0013]图3为本实用新型使用弱电开关控制放电电路模块图；
[0014]图4为本实用新型充电反接、短路保护电路模块图；
[0015]图5为本实用新型应用于电动自行车的具体实施例；
[0016]VDD——供电端；I——电池组；
[0017]2——充电器；3——电机；
[0018]4—弱电开关控制模块；5—充电反接、短路保护模块；
[0019]K——弱电开关；
[0020]ICl——输出控制保护芯片；
[0021]ICll——输出控制保`护芯片放电检测端；IC12——输出控制保护芯片放电输出端；
[0022]IC2——充、放电保护芯片；
[0023]IC21——充、放电保护芯片放电检测端；IC22——充、放电保护芯片放电输出端；
[0024]Cl 输出控制保护心片延迟控制t旲块；
[0025]C2—充、放电保护芯片延迟控制模块；
[0026]Ce——充电延迟控制电容；Cd——放电延迟控制电容；
[0027]Ci——过流延迟控制电容
[0028]Qc——充电控制MOS管；Qd——放电控制MOS管；
[0029]Dl——肖特基二极管。
【具体实施方式】
[0030]请参阅图1为本实用新型电路模块图、图2为本实用新型充电、放电、过流延时控制电路模块图、图3为本实用新型使用弱电开关控制放电电路模块图、图4为本实用新型充电反接、短路保护电路模块图:
[0031]一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片IC1，充、放电保护芯片IC2、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd，采用带弱电开关K的弱电开关控制模块4串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端ICll之间，输出控制保护芯片ICl与充、放电保护芯片IC2相互级联，输出控制保护芯片放电输出端IC12与充、放电保护芯片放电检测端IC21相连接，充、放电保护芯片IC2分别与充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端IC22与放电控制MOS管Qd的栅极相连接，充电控制MOS管Qc的源极与漏极串联在充电器2与电池组I之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管Qd的源极与漏极串联在电机3与电池组I之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
[0032]如图1所示，所述的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放点保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
[0033]在上述方案的基础上，所述的输出控制保护芯片外接有输出控制保护芯片延迟控制模块，充、放电保护芯片外接有充、放电保护芯片延迟控制模块。
[0034]在上述方案的基础上，所述的充电控制MOS管与充电器之间串联有充电反接、短路保护模块。当充电器反接或充电回路短路时，若充、放电保护芯片因故障或其他原因未能起到保护作用，充电反接、短路保护模块可以起到第二重保护的作用。
[0035]如图2所示，所述的充、放电保护芯片延迟控制模块包括充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容。通过调整充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容的容量，实现对充、放电及过流保护延迟时间的控制
[0036]如图3所示，所述的弱电开关控制模块包括弱电开关。通过弱电开关的闭合和断开，分别控制输出控制保护芯片检测端的高电平和低电平，通过芯片级联，连锁控制输出控制保护芯片输出端、充、放电保护芯片过放电检测端、充、放电保护芯片放电输出端和放电控制MOS管栅极的高电平和低电平，最终通过控制放电控制MOS管的通断，控制整个放电回路的通断。
[0037]如图4所示，所述的充电反接短路保护模块包括肖特基二极管。利用充电端反接及充电端短路时，利用二极管的单向导电特性，避免了充电器反接或充电回路短路后，造成的高电压及大电流破坏性情况发生。
[0038]图5为本实用新型应用于电动自行车的具体实施例，为本实用新型的应用例。
【权利要求】
1.一种使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，包括输出控制保护芯片，充、放电保护芯片、充电控制MOS管和放电控制MOS管，其特征在于，采用带弱电开关的弱电开关控制模块串联在供电端与输出控制保护芯片放电检测端之间，输出控制保护芯片与充、放电保护芯片相互级联，输出控制保护芯片放电输出端与充、放电保护芯片放电检测端相连接，充、放电保护芯片分别与充电控制MOS管和放电控制MOS管的栅极相连接，充、放电保护芯片放电输出端与放电控制MOS管的栅极相连接，充电控制MOS管的源极与漏极串联在充电器与电池组之间，控制充电回路的通断，放电控制MOS管的源极与漏极串联在电机与电池组之间，控制放电回路的通断，充电回路与放电回路完全独立分开。
2.根据权利要求1所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的输出控制保护芯片外接有输出控制保护芯片延迟控制模块，充、放电保护芯片外接有充、放电保护芯片延迟控制模块。
3.根据权利要求1所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的充电控制MOS管与充电器之间串联有充电反接短路保护模块。
4.根据权利要求2所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的充、放电保护芯片延迟控制模块包括充电延迟控制电容、放电延迟控制电容和过流延迟控制电容。
5.根据权利要求3所述的使用弱电开关控制输出的充电电池保护装置，其特征在于:所述的充电反接短路保护模块包括肖特基二极管。
【文档编号】H02J7/00GK203660607SQ201420012798
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】代礼超, 毛卫清 申请人:上海长园维安电子线路保护有限公司
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