[發(fā)明專利]一種電池保護(hù)架構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910740244.6
• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN112398179A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國欽;杜家豪
• 申請（專利權(quán)）人: 王國欽;杜家豪
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

本發(fā)明提供了一種電池保護(hù)架構(gòu)，包括功率開關(guān)組件、過電流保護(hù)設(shè)定電阻、保護(hù)控制器、第一二極管、第二二極管、切換開關(guān)以及電流感測電阻，用以提供電池保護(hù)功能。主要是將定電流流過過電流保護(hù)設(shè)定電阻時產(chǎn)生的過電流電壓臨限值當(dāng)作過電流保護(hù)的參考位準(zhǔn)，使用者可使用最佳的過電流保護(hù)設(shè)定電阻而彈性調(diào)節(jié)過電流電壓臨限值。同時，由保護(hù)控制器控制切換開關(guān)而切換第一二極管、第二二極管，用于在充電或放電期間發(fā)生過電流的異常狀態(tài)時，關(guān)閉充放電回路，避免損壞功率開關(guān)組件，達(dá)到過電流保護(hù)目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池保護(hù)架構(gòu)，尤其是針對可充電式電池的保護(hù)架構(gòu)，包括保護(hù)控制器、功率開關(guān)組件、第一二極管、第二二極管、切換開關(guān)以及過電流保護(hù)設(shè)定電阻，用以實現(xiàn)單芯片完成充電池進(jìn)行充放電動作時的過充電、過放電的保護(hù)。主要由保護(hù)控制器控制內(nèi)部所整合功率開關(guān)組件內(nèi)的第一二極管、第二二極管進(jìn)行切換，用以在電池進(jìn)行充電或放電期間發(fā)生過度充電、過度放電、過電壓以及過溫的異常狀態(tài)時，關(guān)閉充放電回路，避免電池的損壞或傷害及增加對功率開關(guān)組件的保護(hù)，達(dá)到對電池保護(hù)目的。再者，利用定電流流過過電流保護(hù)設(shè)定電阻時產(chǎn)生過電流電壓的臨限值，當(dāng)作過電流保護(hù)的參考位準(zhǔn)，使用者可使用最佳的過電流保護(hù)設(shè)定電阻而彈性調(diào)節(jié)過電流的臨限值。

背景技術(shù)

隨著電子工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得各種可攜式電子產(chǎn)品的更加普及，包括手機(jī)、平板計算機(jī)、筆記本電腦、隨身影音播放器、無線耳機(jī)，而所配置的可攜式電源一般包含傳統(tǒng)的干電池、堿性電池，但這類的一次性電池只能使用一次，當(dāng)電力輸出下降到下限值時，即須丟棄，造成大量難以處理的垃圾，不環(huán)保而且浪費資源。因此，大部分的可攜式電子產(chǎn)品都改用可重復(fù)多次充電放電循環(huán)的充電電池，比如鋰電池。

眾所周知的是，充電電池所使用的材料相當(dāng)不穩(wěn)定，而當(dāng)充電電池發(fā)生過度充電或過度放電時，便很容易引起爆炸，非常的危險，對使用安全性構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，為避免發(fā)生過度充電或過度放電的問題，如第一圖所示，會利用控制器M、第一二極管D1、第二二極管D2、第一晶體管MOS1以及第二晶體管MOS2以構(gòu)成保護(hù)架構(gòu)，用以保護(hù)充電電池B。具體作法是，在正常充電或放電時，由控制器M導(dǎo)通第一晶體管MOS1以及第二晶體管MOS2，且關(guān)閉第一二極管D1、第二二極管D2，而在發(fā)生充電過電流時，關(guān)閉第一晶體管MOS1，并導(dǎo)通第一二極管D1，如果是放電過電流，則關(guān)閉第二晶體管MOS2，并導(dǎo)通第二二極管D2。再者，過電流保護(hù)的臨限值是設(shè)定為固定的電壓位準(zhǔn)，當(dāng)作是過電流的保護(hù)點，比如150mV，一般是通過第一晶體管MOS1以及第二晶體管MOS2的導(dǎo)通電阻，，來選擇并決定過電流的大小。

然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點在于第一晶體管MOS1以及第二晶體管MOS2為串接組態(tài)，因此在正常操作狀態(tài)下，充電電流或放電電流會串流過第一晶體管MOS1以及第二晶體管MOS2而消耗部分電力，造成浪費，同時降低系統(tǒng)中正極端BTT+及負(fù)極端BTT-之間的跨壓，影響充電電池B的充電放電效率。

此外，現(xiàn)有技術(shù)中過電流保護(hù)的臨限值在電路硬件上為固定值，使用者無法改變，在需要滿足不同過電流大小的需求時，只能更換相對應(yīng)的控制器M，因而大幅限縮應(yīng)用上的方便性。

因此，很需要一種創(chuàng)新的電池保護(hù)架構(gòu)，利用定電源的定電流流過過電流保護(hù)設(shè)定電阻，并將所產(chǎn)生電壓設(shè)定為過電流電壓臨限值，以供過電流保護(hù)的參考位準(zhǔn)，因而使用者可依實際需要使用具最佳電阻值的過電流保護(hù)設(shè)定電阻而到彈性調(diào)節(jié)過電流電壓臨限值的目的，再者，利用切換開關(guān)以切換第一二極管、第二二極管，用以在充電或放電期間發(fā)生過電流的異常狀態(tài)時，關(guān)閉充放電回路，避免損壞功率開關(guān)組件，達(dá)到過電流保護(hù)目的，用于解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容