[實用新型]一種柔性紙電池保護電路

有效

• 申請號: 201120406633.4
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN202276137U
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張耀輝;佟永剛;孔令杭;張瑞峰;秦國軒
• 申請（專利權）人: 天津長榮印刷設備股份有限公司;天津大學
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 王里歌

(一)技術領域：

本實用新型涉及電池保護領域，尤其是一種柔性紙電池保護電路。

(二)背景技術：

目前已有的傳統電池保護電路有很多種，其原理和應用都相對成熟，它們均是基于傳統硬質印刷電路板，針對傳統硬質電池，因而與電池的連接也較容易。

隨著電池技術的發展，新型電池層出不窮，柔性紙電池由于其特有的超薄靈活有彈性(厚度僅有0.6mm，尺寸和形狀可以隨意調整)，高度安全和環保(不含任何腐蝕，有毒性化學物質，屬于非易燃品，因此不會產生過熱。爆炸現象，而且可以自由運輸，儲存，丟棄，無需特殊處理)和可集成(利用生產技術和集成技術可將紙電池精確合成于其他最終產品中)的特點，已被用于美容、醫療器件、玩具和IT器件等多種領域，，并且紙電池作為有源RFID電子標簽的電源的最佳選擇，將在物聯網領域大放異彩，紙電池作為電池的一種，電池保護電路必不可少，為了保持紙電池的柔軟性的特點，并且考慮到紙電池的特殊性(不能耐壓，耐高溫，焊接)，設計了一種基于薄膜基材的柔性紙電池保護電路，并且通過特殊的PCB設計和專用的導電膠實現了其與紙電池的組裝。

(三)實用新型內容：

本實用新型的目的在于提供一種電池保護電路，它可以克服現有電池保護電路的不足，是一種基于柔性薄膜基材的、可以用于彎曲狀態下的、可以承受外界應力的影響的電池保護電路，并且實現了保護電路與紙電池的組裝。

本實用新型的技術方案：一種柔性紙電池保護電路，包括柔性紙電池POWERPAPER，其特征在于它是由保護電路輸入端BAT+、保護電路輸入端BAT-、保護電路輸出端PACK+、保護電路輸出端PACK-、負載RL、場效應管Q1、場效應管Q2和電阻R1組成；其中，所述保護電路輸入端BAT+的一端連接柔性紙電池POWERPAPER的正極端，其另一端與保護電路輸出端PACK+連接，同時經電阻R1與場效應管Q1的漏極D1和場效應管Q2的柵極G2連接；保護電路輸入端BAT-的一端連接柔性紙電池POWERPAPER的負極端，其另一端與場效應管Q1的源極S1和場效應管Q2源極S2連接；保護電路輸出端PACK-的一端經負載RL與保護電路輸出端PACK+連接，其另一端則與場效應管Q1的柵極G1和場效應管Q2的漏極D2連接。

所述柔性紙電池保護電路是焊接在使用柔性薄膜基材的PCB板上的電池保護電路，所述柔性薄膜基材厚度為0.25mm～0.50mm。

所述柔性紙電池是一節1.5V的柔性紙電池，電池主體為39mm×39mm，電池兩個突出的電極尺寸為10mm(寬)×4mm(長)。

所述場效應管Q1和場效應管Q2是N溝道增強型場效應晶體管。

所述電阻R1是經0603貼片封裝的100Ω～10KΩ電阻。

本實用新型的工作原理：正常工作時，Q1截止，Q2導通，負載與Q2的導通電阻RDS(ON)電阻串聯后加在電池兩端，保護電路不起保護作用并且未對電路幾乎沒有影響。當負載端短路或者電流過大時，Q1導通，Q2截止，相當于R1與Q2的導通電阻RDS(ON)串聯后在電池兩端，由于R1取值較大，此時電路中電流非常小，因為起到保護電池作用。

本實用新型的組裝工藝：首先為了節約成本，制作的柔性PCB版為單面板，而紙電池的兩個電極是相對的(見附圖二，紙電池的正極朝下，負極朝上)，而且紙電池的電極即不能焊接，也不能耐高溫，因此，在保護電路的PCB設計上滿足了：(1)尺寸足夠下，能放入紙電池電極間6mm×12mm的狹小空間內。(2)考慮到紙電池的正極接觸面朝下，負極接觸面朝上(從正面看去)，而為了節約制作成本，制作的柔性薄膜基材的PCB板是單面的，這就需要在紙電池負極對應的焊盤的中央位置打一圓形通孔，把紙電池負極趴在對面，再設法通過通孔實現與PCB正面的焊盤實現連接。其次，為了實現紙電池電極與保護電路對應焊盤的固定良好并且不影響電路的性能，選擇了堅固粘合性和導電性都優良的導電膠。