[發明專利]一種電池保護裝置及保護方法

有效

• 申請號: 201110107490.1
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102170117A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 熊運遠;潘啟輝;盧良飛
• 申請（專利權）人: 海能達通信股份有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H7/18
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 彭愿潔;李文紅

技術領域

本發明涉及電子電路領域，特別涉及一種電池保護裝置及保護方法。

背景技術

通用的可充電池保護方案是電芯電壓通過兩個串接的充電開關和放電開關向負載輸出，如果電芯電壓在電池保護芯片設定的范圍內，充電開關和放電開關一直是開通的，隨時可以向外輸出大的電流。由于電池的極片裸露在空氣中，容易被外界的導電物體接觸到，當電池的放電輸出端正、負極片間有導體短路，電池瞬間有大電流輸出，由此而產生極片打火，易引發火災或燙傷的事故。

可充電池用在手持電器上，更換電池時，由于電池對電器線路電容的充電，電池極片在上電瞬間有大電流流通，出現極片打火碳化。經多次更換電池產生的打火碳化之后，電池極片接觸不良，必須維修或更換電池極片，電器才能正常供電，影響電池和電器的可靠性。

目前，過流保護多數是先把輸出電流轉換成電壓進行采樣，將采樣電壓與預先設定的基準電壓比較，根據比較結果調整電池放電開關管的工作狀態，達到改變輸出電流的目的。但由于電流控制環路的延遲作用，對于輸出快速變化的大電流來說，在限流控制開始動作時，電池的實際輸出電流已經超出預先設定的限制電流值。在這段延遲時間內，快速的瞬間大電流可能已造成事故。

參見圖1，示出現有的電池保護裝置，包括充放電控制邏輯器U1和電壓比較器U2，電壓比較器U2一輸入端接入基準電壓Vref，另一輸入端通過電阻RS連接電池放電端口負極P-，充放電控制邏輯器U1一輸出端連接放電MOS管Q1的柵極，另一輸出端連接充電MOS管Q2的柵極；放電MOS管Q1源極極連接電芯的負極，漏極連接充電MOS管Q2的源極，充電MOS管Q2的漏極連接放電端口負極P-。放電MOS管Q1控制放電，充電MOS管Q2控制充電。

在正常情況下，放電MOS管Q1、充電MOS管Q2都處于導通狀態，導通時有一定的導通電阻Rds(on)，當電池放電端口正極P+、P-間加上負載后，電池的輸出電流會在導通的放電MOS管Q1、充電MOS管Q2上產生壓降，電壓比較器U2把放電端口負極P-的采樣電壓與預先設置的基準電壓Vref進行比較，電池輸出電流大于限定值時，放電端口負極P-的采用電壓高于基準電壓Vref，電壓比較器U1將改變輸出狀態，充放電控制邏輯器U1控制放電MOS管Q1斷開，電池停止放電。

這種控制方式先對電流不做限制，待電流大于設定值時，再做限制。但是，電路把放電端口負極P-的采樣電壓與基準電壓Vref作比較，然后再輸出信號Dout去控制放電MOS管Q1斷開，這個過程有一定的延遲時間。因為該延遲時間存在，如果電池輸出的電路電流快速上升，放電MOS管Q1斷開時，電池輸出的電流比實際要限制的電流值將會大得多。例如，有一款用上述限流保護方案的電池，線路設置的放電輸出電流極限時3A，但是，當這個電池在給手持電器供電瞬間(該電器正常工作時的最大平均電流是1.7A)，測試到的瞬間峰值電流可達15A(見圖2)。

可見，現有電池放電保護裝置的缺陷在于，由于平時電池對外的供電開關是常通的，電池的放電輸出端口只要接上負載就有電流輸出，輸出如果突然短路，很容易發生打火傷人的事故。并且打火事故使電池極片易出現碳化接觸不良的現象，影響電池極片的使用壽命，從而影響電子產品的可靠性。

發明內容

本發明的目的提供一種電池保護裝置，該電池保護裝置有效抑制的瞬態大電流，防止發生打火傷人的事故，增強電池使用的安全性。

本發明一種電池保護裝置，包括充放電控制邏輯器，一輸出端連接第一MOS管的柵極(Q1)，另一輸出端連接第二MOS管(Q2)的柵極；第一MOS管(Q1)源極連地，漏極連接第二MOS管(Q2)源極，第二MOS管(Q2)的漏極連接放電端口負極(P-)；還包括：反饋端(S)和放電控制單元：放電控制單元一端連接反饋端(S)，一端連接放電端口；反饋端(S)，用于電池接通負載時，獲取反饋電壓；放電控制單元，用于在反饋端(S)獲得反饋電壓時，控制放電開關管延時導通，且使放電開關管的導通電阻由大到小變化。

優選的，所述放電控制單元包括第三MOS管(Q3)、第四MOS管(Q4)和第五MOS管(Q5)，第五MOS管(Q5)源極接充電第二MOS管(Q2)的漏極，第五MOS管(Q5)漏極接放電端口負極(P-)，第五MOS管(Q5)柵極通過并聯的第一電容(C1)接地，還接到第三MOS管(Q3)的漏極；第三MOS管(Q3)的源極接放電端口正極(P+)，柵極接到放電端口正極(P+)，還接到第四MOS管(Q4)的漏極；第四MOS管(Q4)源極接地，柵極接到反饋端(S)。