一种包含精工s-8254芯片的充放电保护装置制造方法
一种包含精工s-8254芯片的充放电保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，用于车载充电器，包括精工S-8254芯片（1）、充电控制MOS管（Qc）和放电控制MOS管（Qd），所述的精工S-8254芯片（1）配有VM控制电路（11），并分别与电池组（7）、充电控制MOS管（Qc）和放电控制MOS管（Qd）相连接，精工S-8254芯片（1）与放电控制MOS管（Qd）之间串联有反相电路（4），由充电器（3）、充电控制MOS管（Qc）和电池组（7）串联构成充电回路，由负载（2）、放电控制MOS管（Qd）和电池组（7）串联构成放电回路，充电回路与放电回路之间相互独立，且放电负端保护，以此降低硬件成本，可适应市场中充放电电流差异的多元化需求。
【专利说明】—种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种包含精工s-8254芯片的充、放电保护电路，用于3-5串锂离子或磷酸铁锂可充电电池组的保护电路，主要应用于电动工具领域。
【背景技术】
[0002]锂离子可充电电池以其特有的性能优势已经在多个领域中得到了普遍应用，可以预计其必将成为21世纪的主要动力电源之一。随着锂离子可充电电池工业的发展，必要的充、放电保护电路作为其不可分割的一部分必将起到越来越重要的作用。
[0003]S-8254系列芯片内置高精度电压检测电路和延迟电路，可以针对各节电池进行高精度电压检测，实现单节过充电保护和单节过放电保护，并具备三段过电流检测功能，通过外接电容可设置过充电检测延迟时间、过放电检测延迟时间和过电流检测延迟时间1，而过电流检测延迟时间2和过电流检测延迟时间3在芯片内部被固定。S-8254系列芯片的充、放电保护电压和过电流检测电压以50mV为进阶单位，根据不同场合的使用需求，可以选择相应适合的型号。
[0004]精工S-8254标准电路可以使用在3_5串锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护电路中，采用的是充、放电共用同一回路的设计模式，且充、放电均为正端保护，使用的是P型MOS管。由于P型MOS管成本较高与N型，且充电回路共用同一回路，如果放电电流大于充电电流，硬件成本就会提升。
[0005]精工S-8254芯片在过放电、过电流保护和短路保护时是通过VM引脚检测回路信号来控制放电控制MOS管的，在过放电的时候，放电控制MOS管断开，由于精工S-8254芯片内部的RVMS(900KQ )电阻VMP端子被下拉至VSS ;在过电流的时候，通过精工S-8254芯片内部的RVMD (IM)电阻VMP端子被上拉至VDD，过电流状态在开路负载(30 ΜΩ以上)时，过电流状态被解除；短路状态的保护及恢复同过流状态。如果要实现负端保护功能正常，以上所述技术要求必须满足，这也是将精工S-8254芯片改为负端保护的难点。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种包含精工S-8254芯片的充、放电保护电路，使充、放电回路分开设计，将放电回路改为负端保护，以降低硬件成本，适应市场中充放电电流差异的多元化需求。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是:一种包含精工S-8254芯片的充放电保护电路，包括精工S-8254芯片、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd，其中，所述的精工S-8254芯片配有VM控制电路，并分别与电池组、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd相连接，精工S-8254芯片与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路，由充电器、充电控制MOS管Qc和电池组串联构成充电回路，由负载、放电控制MOS管Qd和电池组串联构成放电回路，充电回路与放电回路之间相互独立，且放电负端保护。
[0008]本实用新型利用反相电路将放电场效应管Qd改为负端保护，依序由充电器正端、充电控制MOS管Qc和电池组正端串联构成的充电回路，依序由负载、放电控制MOS管Qd和电池组负端串联的构成放电回路，使电路具有独立分开的充放电回路，实现放电负端保护，即充电信号控制充电回路中的功率型场效应管Qc，实现充电回路的导通及关断；放电信号控制放电回路中的功率型场效应管Qd，实现放电回路的导通和断开。
[0009]本实用新型电路保护功能全部通过硬件设计的方式完成，具有极高的稳定性，将充、放电回路分开设计，将放电回路改为负端保护，在使用精工S-8254的情况下，且充、放电电流有明显差异的时候，以此降低硬件成本，可适应市场中充放电电流差异的多元化需求。
[0010]在上述方案的基础上，为进一步保护充电安全，所述的充电控制MOS管Qc配有高、低温保护模块。
[0011]所述的高、低温保护模块，包括热敏电阻和比较器，利用热敏电阻对于温度的敏感特性产生不一样的电阻值，利用比较器对产生的电阻分压值进行比较，再利用比较器输出，去控制充电场效应管Qc的关断，从而实现充电回路的保护。
[0012]在上述方案的基础上，为进一步保护放电安全，所述的放电控制MOS管Qd配有短路保护模块，通过所述的短路保护模块采集负载负端的信号并将信号输出，控制放电控制MOS管Qd的关断。
[0013]本实用新型优越性在于:能提供一种包含精工S-8254芯片的充、放电保护电路，使充、放电回路分开设计，将放电回路改为负端保护，节约放电控制MOS管的成本；并在此基础上，加入充电高、低温保护模块和短路保护模块，在充电安全和放电安全上起到了进一步的保护；电路保护功能全部通过硬件设计的方式完成，具有极高的稳定性；为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型电路框图；
[0015]图2为本实用新型充电高、低温保护电路框图；
[0016]图3为本实用新型放电负端保护电路框图；
[0017]图4为本实用新型放电短路保护框图；
[0018]图5为本实用新型一应用例车载充电器电路图；
[0019]附图中标号说明
[0020]I——精工S-8254芯片；
[0021 ]11-VM控制电路；
[0022]2-负载；3-充电器；
[0023]4——反相电路；
[0024]5—高、低温保护模块；6—短路保护模块；
[0025]7——电池组；
[0026]Qc——充电控制MOS管；Qd——放电控制MOS管。
【具体实施方式】
[0027]请参阅图1为本实用新型电路模块图、图2为本实用新型充电高、低温保护电路模块图、图3为本实用新型放电负端保护电路模块图、图4为本实用新型放电短路保护模块图:
[0028]一种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，用于车载充电器，包括精工S-8254芯片1、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd，所述的精工S-8254芯片I配有VM控制电路11，并分别与电池组7、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd相连接，精工S-8254芯片I与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路4，由充电器3、充电控制MOS管Qc和电池组7串联构成充电回路，由负载2、放电控制MOS管Qd和电池组7串联构成放电回路，充电回路与放电回路之间相互独立，且放电负端保护。
[0029]如图1所示，所述的精工S-8254芯片I配有VM控制电路11，并分别与电池组7、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd相连接，精工S-8254芯片I与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路4。
[0030]如图2所示，所述的充电控制MOS管Qc配有高、低温保护模块5。由充电器3、充电控制MOS管Qc和电池组7串联构成充电回路。充电信号控制充电回路中的充电MOS管Qc，实现充电回路的导通和断开；高、低温保护模块5利用热敏电阻对于温度的敏感特性产生不一样的电阻值，产生电阻分压信号，利用比较器对产生的电阻分压值进行比较并输出信号，控制充电控制MOS管Qc的断开，从而实现对充电回路的高、低温保护。
[0031]如图3所示，所述的放电控制MOS管QcU负载2和电池组7串联构成放电回路，精工S-8254芯片I与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路4。通过反相电路实现放电场效应管Qd负端保护，外加VM控制电路实现所述VM检测信号。所述的反相电路4将放电场效应管Qd改为负端保护，使电路具有独立分开的充、放电回路，放电信号控制放电回路中的放电控制MOS管Qd，实现放电回路的通和断；精工S-8254芯片I在过放电、过电流保护和短路保护时是通过VM控制回路11检测回路信号来控制放电控制MOS管Qd的通、断，从而实现对放电回路的过放电、过电流保护和短路保护。
[0032]如图4所示，放电控制MOS管Qd外加短路保护模块6，通过所述的短路保护模块6采集负载负端的信号，并将信号输出，控制放电控制MOS管Qd的通、断。本实施例所述的短路保护模块6利用短路时的电路特性，采集放电回路的信号，再通过信号输出，控制放电控制MOS管Qd的断开，避免了精工S-8254芯片I自身未实现短路保护或是保护异常时，放电短路后造成的高电压及大电流破坏性情况发生。
[0033]图5为本实用新型一应用例车载充电器电路图，提供一种更安全、经济、便捷、高效的锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块，使车载充电器产品在操作过程中更安全、更可靠。使用保护模块控制输出，包含步骤:(1)使用反相将放电场效应管Qd转为负端保护，采用完全独立分开的充放电回路设计，充电信号控制充电回路中的功率型场效应管Qc，实现充电回路的导通及关断；放电信号控制放电回路中的功率型场效应管Qd，实现放电回路的导通和断开；(2)利用热敏电阻的热敏特性，当温度超出规定的温度范围，根据热敏电阻的实时电阻值产生的电压，利用比较器的功能，输出信号区控制充电场效应管Qc的通断，实现充电高低温保护；(3)保护模块还增加了外加短路保护功能，即放电负载短路时，S-8254自身未实现短路保护或是保护异常时，外加短路模块可将放电场效应管Qd关断，从而实现放电短路保护，提高了产品的安全性，可靠性。
[0034]上述方法控制的锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块全部由硬件的方式实现，具有很高的稳定性！为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。
【权利要求】
1.一种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，用于车载充电器，包括精工S-8254芯片(I)、充电控制MOS管(Qc )和放电控制MOS管(Qd)，其特征在于，所述的精工S-8254芯片Cl)配有VM控制电路(11)，并分别与电池组(7)、充电控制MOS管(Qc)和放电控制MOS管(Qd)相连接，精工S-8254芯片(I)与放电控制MOS管(Qd)之间串联有反相电路(4)，由充电器(3)、充电控制MOS管(Qc)和电池组(7)串联构成充电回路，由负载(2)、放电控制MOS管(Qd)和电池组(7 )串联构成放电回路,充电回路与放电回路之间相互独立,且放电负端保护。
2.根据权利要求1所述的包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，其特征在于:所述的充电控制MOS管(Qc)配有高、低温保护模块(5)。
3.根据权利要求2所述的包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，其特征在于:所述的高、低温保护模块(5)，包括热敏电阻和比较器，利用比较器对产生的电阻分压值进行比较并输出信号，控制充电控制MOS管(Qc)的关断。
4.根据权利要求2所述的包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，其特征在于:所述的放电控制MOS管(Qd)配有短路保护模块(6)，通过所述的短路保护模块(6)采集负载负端的信号，控制放电控制MOS管(Qd)的关断。
【文档编号】H02H7/18GK203660516SQ201420012797
【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】柯玉龙, 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】本实用新型涉及一种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，用于车载充电器，包括精工S-8254芯片（1）、充电控制MOS管（Qc）和放电控制MOS管（Qd），所述的精工S-8254芯片（1）配有VM控制电路（11），并分别与电池组（7）、充电控制MOS管（Qc）和放电控制MOS管（Qd）相连接，精工S-8254芯片（1）与放电控制MOS管（Qd）之间串联有反相电路（4），由充电器（3）、充电控制MOS管（Qc）和电池组（7）串联构成充电回路，由负载（2）、放电控制MOS管（Qd）和电池组（7）串联构成放电回路，充电回路与放电回路之间相互独立，且放电负端保护，以此降低硬件成本，可适应市场中充放电电流差异的多元化需求。
【专利说明】—种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种包含精工s-8254芯片的充、放电保护电路，用于3-5串锂离子或磷酸铁锂可充电电池组的保护电路，主要应用于电动工具领域。
【背景技术】
[0002]锂离子可充电电池以其特有的性能优势已经在多个领域中得到了普遍应用，可以预计其必将成为21世纪的主要动力电源之一。随着锂离子可充电电池工业的发展，必要的充、放电保护电路作为其不可分割的一部分必将起到越来越重要的作用。
[0003]S-8254系列芯片内置高精度电压检测电路和延迟电路，可以针对各节电池进行高精度电压检测，实现单节过充电保护和单节过放电保护，并具备三段过电流检测功能，通过外接电容可设置过充电检测延迟时间、过放电检测延迟时间和过电流检测延迟时间1，而过电流检测延迟时间2和过电流检测延迟时间3在芯片内部被固定。S-8254系列芯片的充、放电保护电压和过电流检测电压以50mV为进阶单位，根据不同场合的使用需求，可以选择相应适合的型号。
[0004]精工S-8254标准电路可以使用在3_5串锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护电路中，采用的是充、放电共用同一回路的设计模式，且充、放电均为正端保护，使用的是P型MOS管。由于P型MOS管成本较高与N型，且充电回路共用同一回路，如果放电电流大于充电电流，硬件成本就会提升。
[0005]精工S-8254芯片在过放电、过电流保护和短路保护时是通过VM引脚检测回路信号来控制放电控制MOS管的，在过放电的时候，放电控制MOS管断开，由于精工S-8254芯片内部的RVMS(900KQ )电阻VMP端子被下拉至VSS ;在过电流的时候，通过精工S-8254芯片内部的RVMD (IM)电阻VMP端子被上拉至VDD，过电流状态在开路负载(30 ΜΩ以上)时，过电流状态被解除；短路状态的保护及恢复同过流状态。如果要实现负端保护功能正常，以上所述技术要求必须满足，这也是将精工S-8254芯片改为负端保护的难点。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种包含精工S-8254芯片的充、放电保护电路，使充、放电回路分开设计，将放电回路改为负端保护，以降低硬件成本，适应市场中充放电电流差异的多元化需求。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是:一种包含精工S-8254芯片的充放电保护电路，包括精工S-8254芯片、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd，其中，所述的精工S-8254芯片配有VM控制电路，并分别与电池组、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd相连接，精工S-8254芯片与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路，由充电器、充电控制MOS管Qc和电池组串联构成充电回路，由负载、放电控制MOS管Qd和电池组串联构成放电回路，充电回路与放电回路之间相互独立，且放电负端保护。
[0008]本实用新型利用反相电路将放电场效应管Qd改为负端保护，依序由充电器正端、充电控制MOS管Qc和电池组正端串联构成的充电回路，依序由负载、放电控制MOS管Qd和电池组负端串联的构成放电回路，使电路具有独立分开的充放电回路，实现放电负端保护，即充电信号控制充电回路中的功率型场效应管Qc，实现充电回路的导通及关断；放电信号控制放电回路中的功率型场效应管Qd，实现放电回路的导通和断开。
[0009]本实用新型电路保护功能全部通过硬件设计的方式完成，具有极高的稳定性，将充、放电回路分开设计，将放电回路改为负端保护，在使用精工S-8254的情况下，且充、放电电流有明显差异的时候，以此降低硬件成本，可适应市场中充放电电流差异的多元化需求。
[0010]在上述方案的基础上，为进一步保护充电安全，所述的充电控制MOS管Qc配有高、低温保护模块。
[0011]所述的高、低温保护模块，包括热敏电阻和比较器，利用热敏电阻对于温度的敏感特性产生不一样的电阻值，利用比较器对产生的电阻分压值进行比较，再利用比较器输出，去控制充电场效应管Qc的关断，从而实现充电回路的保护。
[0012]在上述方案的基础上，为进一步保护放电安全，所述的放电控制MOS管Qd配有短路保护模块，通过所述的短路保护模块采集负载负端的信号并将信号输出，控制放电控制MOS管Qd的关断。
[0013]本实用新型优越性在于:能提供一种包含精工S-8254芯片的充、放电保护电路，使充、放电回路分开设计，将放电回路改为负端保护，节约放电控制MOS管的成本；并在此基础上，加入充电高、低温保护模块和短路保护模块，在充电安全和放电安全上起到了进一步的保护；电路保护功能全部通过硬件设计的方式完成，具有极高的稳定性；为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型电路框图；
[0015]图2为本实用新型充电高、低温保护电路框图；
[0016]图3为本实用新型放电负端保护电路框图；
[0017]图4为本实用新型放电短路保护框图；
[0018]图5为本实用新型一应用例车载充电器电路图；
[0019]附图中标号说明
[0020]I——精工S-8254芯片；
[0021 ]11-VM控制电路；
[0022]2-负载；3-充电器；
[0023]4——反相电路；
[0024]5—高、低温保护模块；6—短路保护模块；
[0025]7——电池组；
[0026]Qc——充电控制MOS管；Qd——放电控制MOS管。
【具体实施方式】
[0027]请参阅图1为本实用新型电路模块图、图2为本实用新型充电高、低温保护电路模块图、图3为本实用新型放电负端保护电路模块图、图4为本实用新型放电短路保护模块图:
[0028]一种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，用于车载充电器，包括精工S-8254芯片1、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd，所述的精工S-8254芯片I配有VM控制电路11，并分别与电池组7、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd相连接，精工S-8254芯片I与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路4，由充电器3、充电控制MOS管Qc和电池组7串联构成充电回路，由负载2、放电控制MOS管Qd和电池组7串联构成放电回路，充电回路与放电回路之间相互独立，且放电负端保护。
[0029]如图1所示，所述的精工S-8254芯片I配有VM控制电路11，并分别与电池组7、充电控制MOS管Qc和放电控制MOS管Qd相连接，精工S-8254芯片I与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路4。
[0030]如图2所示，所述的充电控制MOS管Qc配有高、低温保护模块5。由充电器3、充电控制MOS管Qc和电池组7串联构成充电回路。充电信号控制充电回路中的充电MOS管Qc，实现充电回路的导通和断开；高、低温保护模块5利用热敏电阻对于温度的敏感特性产生不一样的电阻值，产生电阻分压信号，利用比较器对产生的电阻分压值进行比较并输出信号，控制充电控制MOS管Qc的断开，从而实现对充电回路的高、低温保护。
[0031]如图3所示，所述的放电控制MOS管QcU负载2和电池组7串联构成放电回路，精工S-8254芯片I与放电控制MOS管Qd之间串联有反相电路4。通过反相电路实现放电场效应管Qd负端保护，外加VM控制电路实现所述VM检测信号。所述的反相电路4将放电场效应管Qd改为负端保护，使电路具有独立分开的充、放电回路，放电信号控制放电回路中的放电控制MOS管Qd，实现放电回路的通和断；精工S-8254芯片I在过放电、过电流保护和短路保护时是通过VM控制回路11检测回路信号来控制放电控制MOS管Qd的通、断，从而实现对放电回路的过放电、过电流保护和短路保护。
[0032]如图4所示，放电控制MOS管Qd外加短路保护模块6，通过所述的短路保护模块6采集负载负端的信号，并将信号输出，控制放电控制MOS管Qd的通、断。本实施例所述的短路保护模块6利用短路时的电路特性，采集放电回路的信号，再通过信号输出，控制放电控制MOS管Qd的断开，避免了精工S-8254芯片I自身未实现短路保护或是保护异常时，放电短路后造成的高电压及大电流破坏性情况发生。
[0033]图5为本实用新型一应用例车载充电器电路图，提供一种更安全、经济、便捷、高效的锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块，使车载充电器产品在操作过程中更安全、更可靠。使用保护模块控制输出，包含步骤:(1)使用反相将放电场效应管Qd转为负端保护，采用完全独立分开的充放电回路设计，充电信号控制充电回路中的功率型场效应管Qc，实现充电回路的导通及关断；放电信号控制放电回路中的功率型场效应管Qd，实现放电回路的导通和断开；(2)利用热敏电阻的热敏特性，当温度超出规定的温度范围，根据热敏电阻的实时电阻值产生的电压，利用比较器的功能，输出信号区控制充电场效应管Qc的通断，实现充电高低温保护；(3)保护模块还增加了外加短路保护功能，即放电负载短路时，S-8254自身未实现短路保护或是保护异常时，外加短路模块可将放电场效应管Qd关断，从而实现放电短路保护，提高了产品的安全性，可靠性。
[0034]上述方法控制的锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块全部由硬件的方式实现，具有很高的稳定性！为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。
【权利要求】
1.一种包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，用于车载充电器，包括精工S-8254芯片(I)、充电控制MOS管(Qc )和放电控制MOS管(Qd)，其特征在于，所述的精工S-8254芯片Cl)配有VM控制电路(11)，并分别与电池组(7)、充电控制MOS管(Qc)和放电控制MOS管(Qd)相连接，精工S-8254芯片(I)与放电控制MOS管(Qd)之间串联有反相电路(4)，由充电器(3)、充电控制MOS管(Qc)和电池组(7)串联构成充电回路，由负载(2)、放电控制MOS管(Qd)和电池组(7 )串联构成放电回路,充电回路与放电回路之间相互独立,且放电负端保护。
2.根据权利要求1所述的包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，其特征在于:所述的充电控制MOS管(Qc)配有高、低温保护模块(5)。
3.根据权利要求2所述的包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，其特征在于:所述的高、低温保护模块(5)，包括热敏电阻和比较器，利用比较器对产生的电阻分压值进行比较并输出信号，控制充电控制MOS管(Qc)的关断。
4.根据权利要求2所述的包含精工S-8254芯片的充放电保护装置，其特征在于:所述的放电控制MOS管(Qd)配有短路保护模块(6)，通过所述的短路保护模块(6)采集负载负端的信号，控制放电控制MOS管(Qd)的关断。
【文档编号】H02H7/18GK203660516SQ201420012797
【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】柯玉龙, 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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