[實用新型]一種低功耗的動力電池組保護電路

有效

• 申請號: 200720196504.0
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN201134665Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 孫元鵬;元金皓;李迪伽
• 申請（專利權）人: 深圳市振華微電子有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所
• 代理人: 朱曉光

技術領域

本實用新型涉及電池保護電路的構成，尤其是涉及鋰離子電池保護電路，特別涉及多節鋰離子電池的保護電路。

背景技術

現有技術中，鋰系電池是近20年來發展最快的電池體系，目前被廣泛用于電子產品領域。與其他充電電池相比，鋰離子電池具有電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應、無污染、快速充電、自放電率低等優點，1991年進入市場不久即獲得消費者的青睞。現在，筆記本電腦、移動電話、數碼相機、MP3等數碼產品大都配備了鋰離子電池，目前它正快步進入電動工具和電動車輛等應用領域。但是，相關產業在高速發展的同時，鋰離子電池的應用必須考慮其安全。鋰離子電池的安全除要考慮電池結構的安全設計外，在應用中還必須用保護電路加于保護。

鋰離子電池保護電路＜10V的低電壓應用方面已相當成熟，有專用的控制芯片。但是，在電動工具和電動車輛方面正在發展中，在現有的動力電池保護電路中，存在保護板功耗過大的問題，一般大于200μA。

常見的電池保護電路如下所述。

單電池保護電路如圖1所示：

單電池保護電路常用精工(SeiKo?Instruments?Inc.)公司的控制芯片S-8261，該電路通過S-8261控制芯片對電池電壓進行監控，當發生過充或過放時，立即關斷FET1或FET2場效管，從而實現對電池的保護作用。

三串電池保護電路如圖2所示：

三電池保護電路常見的是用精工公司的控制芯片S-8233，通過控制芯片-8233可實現三個電池的串聯工作，當三個電池中任何一個電池發生過充或過放時，芯片S-8233控制端COP，DOP將由低電平變為高電平，從而關斷FET-A或FET-B。該芯片還實現三個電池Battery1，Battery2，Battery3均勻充電的功能。

三串以上電池保護電路如圖3所示：

如要實現6串以上電池串聯工作時，必須使用多個控制IC共同工作。如“具有均衡充電和保護功能的電動助力車鋰電池組”專利中的應用，該電路利用圖中標號1的S-8233芯片來實現，組成9串動力電池組保護電路。這種組合方式存在下列不足：1、電池組僅能實3的組合，即不能實現7串、10串等電池組；2、圖中標號2的開關管串接過多，充放電時將消耗功率，不利于節能環保。

圖4是現有技術中，另一結構形式的電池保護電路，這種保護電路可以組成10串電池組。保護電路工作時控制芯片S-8261檢測電池電壓，當任何一個電池的電壓低于或高于一定電壓時，過壓控制端CO或欠壓控制端DO將由高電平變為低電平光電耦合器關斷，場效應管Q1或Q2柵極G端置低電平，Q1或Q2關斷，保護電路實現欠壓或過充保護。該電路使用了光電耦合器，在保護電路正常工作狀態下光電耦合器處于導通工作狀態，每個光電耦合器的工作電流約為200μA，每一組電池的靜態工作電流將達400μA以上，電路的功耗電流過大。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，避免上述現有技術的不足之處而提出一種低功耗的動力電池組保護電路，本文所述的電池保護電路，其功耗可低于20μA。其功耗遠優于現有技術的鋰離子電池保護電路。

本實用新型通過采用以下的技術方案來實現。

設計實施一種低功耗的動力電池組保護電路，包括：

一個以上的取樣控制單元，所述取樣控制單元包括一控制芯片，選用S-8261。

所述控制芯片的檢測正極端VDD接于串聯電池組中一電池的正極，檢測負極端VSS接于該電池的負極；在所述取樣控制單元中一場效應管柵極接于所述控制芯片的過壓控制端CO，另一場效應管柵極接于所述控制芯片的欠壓控制端DO，所述場效應管漏極接有電阻，該電阻的一端接邏輯地GND，所述另一場效應管漏極亦接有電阻，該電阻的一端亦接邏輯地GND；

一過壓控制或非門邏輯電路，所述過壓控制或非門邏輯電路有2個以上輸入端，各輸入端連接所述各取樣控制單元中漏極電阻的另一端；

一欠壓控制或非門邏輯電路，所述欠壓控制或非門邏輯電路有2個以上輸入端，各輸入端連接所述各取樣控制單元中另一漏極電阻的另一端；

一過壓開關場效應管，接于串聯電池組的充放電回路中，其柵極通過電平轉換電路與過壓控制或非門邏輯電路的輸出極相接；

一欠壓開關場效應管，接于串聯電池組的充放電回路中，其柵極與欠壓控制或非門邏輯電路的輸出極相接。