电池充电保护电路、电池充电器及电池包.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020464474.2 (22)申请日 2020.04.01 (73)专利权人 珈伟新能源股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙岗区坪地街 道中心社区新发工业区1、 2、 3、 4号 (72)发明人 曾晓洋陈国强 (74)专利代理机构 深圳中一联合知识产权代理 有限公司 44414 代理人 李艳丽 (51)Int.Cl. H02J 7/00(2006.01) H02H 7/18(2006.01) (54)实用新型名称 电池充电保护电路、 电池充电器及电池包 (57。

2、)摘要 本申请适用于电池技术领域， 提供了一种电 池充电保护电路、 电池充电器及电池包， 上述电 池充电保护电路包括电压采集单元、 第一开关单 元、 第二开关单元和逻辑单元， 电压采集单元与 电池连接， 用于采集电池的电压， 并输出采集信 号； 逻辑单元与电压采集单元连接， 用于根据采 集信号输出第一控制信号； 第一开关单元与逻辑 单元连接， 用于根据第一控制信号输出第二控制 信号； 第二开关单元与第一开关单元连接， 并串 接在充电电源与电池之间的充电线路上， 用于根 据第二控制信号控制充电电源与电池之间的导 通和断开。 该电路可以解决电池过充造成电池老 化、 影响电池使用寿命的问题。 权利要。

3、求书1页 说明书6页 附图1页 CN 212231110 U 2020.12.25 CN 212231110 U 1.一种电池充电保护电路， 其特征在于， 包括电压采集单元、 第一开关单元、 第二开关 单元和逻辑单元； 所述电压采集单元与电池连接， 用于采集所述电池的电压， 并输出采集信号； 所述逻辑 单元与所述电压采集单元连接， 用于根据所述采集信号输出第一控制信号； 所述第一开关 单元与所述逻辑单元连接， 用于根据所述第一控制信号输出第二控制信号； 所述第二开关 单元与所述第一开关单元连接， 并串接在充电电源与所述电池之间的充电线路上， 用于根 据所述第二控制信号控制所述充电电源与所述电池。

4、之间的导通和断开。 2.根据权利要求1所述的电池充电保护电路， 其特征在于， 所述逻辑单元包括第一电阻 和稳压芯片； 所述第一电阻的第一端与所述充电电源的正极连接， 所述第一电阻的第二端分别与所 述稳压芯片的阴极端和所述第一开关单元连接， 所述稳压芯片的阳极端与所述充电电源的 负极连接， 所述稳压芯片的参考端与所述电压采集单元连接。 3.根据权利要求1所述的电池充电保护电路， 其特征在于， 所述第一开关单元包括第二 电阻和三极管； 所述第二电阻的第一端与所述逻辑单元连接， 所述第二电阻的第二端与所述三极管的 基极连接， 所述三极管的发射极与所述充电电源的正极连接， 所述三极管的集电极与所述 第。

5、二开关单元连接。 4.根据权利要求1所述的电池充电保护电路， 其特征在于， 所述第二开关单元包括第三 电阻、 第四电阻和开关管； 所述第三电阻的第一端分别与所述开关管的源极和所述充电电源的正极连接， 所述第 三电阻的第二端分别与所述开关管的栅极、 所述第一开关单元、 所述电压采集单元、 所述逻 辑单元和所述第四电阻的第一端连接， 所述开关管的漏极与所述电池的正极连接， 所述第 四电阻的第二端分别与所述充电电源的负极和所述电池的负极连接。 5.根据权利要求4所述的电池充电保护电路， 其特征在于， 所述第二开关单元还包括第 五电阻； 所述第三电阻通过所述第五电阻与所述电压采集单元和所述逻辑单元连接。

6、。 6.根据权利要求4所述的电池充电保护电路， 其特征在于， 所述开关管为MOS管。 7.根据权利要求1所述的电池充电保护电路， 其特征在于， 所述电压采集单元包括第六 电阻和第七电阻； 所述第六电阻的第一端与所述电池的正极连接， 所述第六电阻的第二端分别与所述第 七电阻的第一端和所述逻辑单元连接， 所述第七电阻的第二端与所述电池的负极连接。 8.根据权利要求1至7任一项所述的电池充电保护电路， 其特征在于， 所述电池充电保 护电路还包括二极管； 所述二极管串接在所述逻辑单元与所述电池之间。 9.一种电池充电器， 其特征在于， 包括权利要求1至8任一项所述的电池充电保护电路。 10.一种电池包。

7、， 其特征在于， 包括权利要求1至8任一项所述的电池充电保护电路。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212231110 U 2 电池充电保护电路、 电池充电器及电池包 技术领域 0001 本申请属于电池技术领域， 尤其涉及一种电池充电保护电路、 电池充电器及电池 包。 背景技术 0002 电池充电过程中， 如果电池电量已经充满， 若不加以检测控制， 则将继续进行充 电， 长期处于过充状态， 会造成电池出现老化现象， 寿命大大降低。 0003 为了杜绝出现电池过充的现象， 技术人员设计了电池充电保护电路对电池进行过 充保护， 但现有的电池充电保护电路中需要使用控制芯片进行控制， 在对电路设计时。

8、， 需要 进行程序的编写， 并且电路结构复杂， 设计难度大。 实用新型内容 0004 本申请实施例提供了一种电池充电保护电路、 电池充电器及电池包， 可以解决电 池充电保护电路结构复杂、 设计难度大的问题。 0005 第一方面， 本申请实施例提供了一种电池充电保护电路， 包括电压采集单元、 第一 开关单元、 第二开关单元和逻辑单元； 0006 所述电压采集单元与电池连接， 用于采集所述电池的电压， 并输出采集信号； 所述 逻辑单元与所述电压采集单元连接， 用于根据所述采集信号输出第一控制信号； 所述第一 开关单元与所述逻辑单元连接， 用于根据所述第一控制信号输出第二控制信号； 所述第二 开关单。

9、元与所述第一开关单元连接， 并串接在充电电源与所述电池之间的充电线路上， 用 于根据所述第二控制信号控制所述充电电源与所述电池之间的导通和断开。 0007 在第一方面的一种可能的实现方式中， 所述逻辑单元包括第一电阻和稳压芯片； 0008 所述第一电阻的第一端与所述充电电源的正极连接， 所述第一电阻的第二端分别 与所述稳压芯片的阴极端和所述第一开关单元连接， 所述稳压芯片的阳极端与所述充电电 源的负极连接， 所述稳压芯片的参考端与所述电压采集单元连接。 0009 在第一方面的一种可能的实现方式中， 所述第一开关单元包括第二电阻和三极 管； 0010 所述第二电阻的第一端与所述逻辑单元连接， 所。

10、述第二电阻的第二端与所述三极 管的基极连接， 所述三极管的发射极与所述充电电源的正极连接， 所述三极管的集电极与 所述第二开关单元连接。 0011 在第一方面的一种可能的实现方式中， 所述第二开关单元包括第三电阻、 第四电 阻和开关管； 0012 所述第三电阻的第一端分别与所述开关管的源极和所述充电电源的正极连接， 所 述第三电阻的第二端分别与所述开关管的栅极、 所述第一开关单元、 所述电压采集单元、 所 述逻辑单元和所述第四电阻的第一端连接， 所述开关管的漏极与所述电池的正极连接， 所 述第四电阻的第二端分别与所述充电电源的负极和所述电池的负极连接。 说明书 1/6 页 3 CN 21223。

11、1110 U 3 0013 在第一方面的一种可能的实现方式中， 所述第二开关单元还包括第五电阻； 0014 所述第三电阻通过所述第五电阻与所述电压采集单元和所述逻辑单元连接。 0015 在第一方面的一种可能的实现方式中， 所述开关管为MOS管。 0016 在第一方面的一种可能的实现方式中， 所述电压采集单元包括第六电阻和第七电 阻； 0017 所述第六电阻的第一端与所述电池的正极连接， 所述第六电阻的第二端分别与所 述第七电阻的第一端和所述逻辑单元连接， 所述第七电阻的第二端与所述电池的负极连 接。 0018 在第一方面的一种可能的实现方式中， 所述电池充电保护电路还包括二极管； 0019 所。

12、述二极管串接在所述逻辑单元与所述电池之间。 0020 第二方面， 本申请实施例提供了一种电池充电器， 包括第一方面任一项所述的电 池充电保护电路。 0021 第二方面， 本申请实施例提供了一种电池包， 包括第一方面任一项所述的电池充 电保护电路。 0022 本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是： 0023 电压采集单元采集电池两端的电压， 并输出对应的采集信号至逻辑单元， 逻辑单 元根据采集信号输出对应的第一控制信号至第一开关单元， 第一开关单元根据第一控制信 号输出对应的第二控制信号至第二开关单元， 第二开关单元根据第二控制信号控制电池充 电的开启和关闭。 电池充电时， 当电池两端电压。

13、达到预设电压时， 串接在充电电源与电池之 间的第二开关单元会转换为断开状态， 充电电源无法为电池进行充电， 防止出现电池过充 的现象， 提高电池的使用寿命； 并且该电路不含有控制芯片， 不需要进行程序的编写， 降低 了电路设计的难度， 并简化了电路结构， 可以有效的降低电路成本， 有利于市场化的推广。 附图说明 0024 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案， 下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本申请的一些 实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些 附图获得其他的附图。 0025。

14、 图1是本申请一实施例提供的电池充电保护电路的原理框图； 0026 图2是本申请一实施例提供的电池充电保护电路的电路连接示意图。 具体实施方式 0027 以下描述中， 为了说明而不是为了限定， 提出了诸如特定系统结构、 技术之类的具 体细节， 以便透彻理解本申请实施例。 然而， 本领域的技术人员应当清楚， 在没有这些具体 细节的其它实施例中也可以实现本申请。 在其它情况中， 省略对众所周知的系统、 装置、 电 路以及方法的详细说明， 以免不必要的细节妨碍本申请的描述。 0028 应当理解， 当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时， 术语 “包括” 指示所描 述特征、 整体、 步骤、 操作、 。

15、元素和/或组件的存在， 但并不排除一个或多个其它特征、 整体、 步骤、 操作、 元素、 组件和/或其集合的存在或添加。 说明书 2/6 页 4 CN 212231110 U 4 0029 还应当理解， 在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语 “和/或” 是指相关 联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合， 并且包括这些组合。 0030 如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样， 术语 “如果” 可以依据上下 文被解释为 “当.时” 或 “一旦” 或 “响应于确定” 或 “响应于检测到” 。 类似地， 短语 “如果确 定” 或 “如果检测到所描述条件或事件” 可以依据上下文被。

16、解释为意指 “一旦确定” 或 “响 应于确定” 或 “一旦检测到所描述条件或事件” 或 “响应于检测到所描述条件或事件” 。 0031 另外， 在本申请说明书和所附权利要求书的描述中， 术语 “第一” 、“第二” 、“第三” 等仅用于区分描述， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。 0032 在本申请说明书中描述的参考 “一个实施例” 或 “一些实施例” 等意味着在本申请 的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、 结构或特点。 由此， 在本说明书 中的不同之处出现的语句 “在一个实施例中” 、“在一些实施例中” 、“在其他一些实施例中” 、 “在另外一些实施例中” 等不是必然都参考相。

17、同的实施例， 而是意味着 “一个或多个但不是 所有的实施例” ， 除非是以其他方式另外特别强调。 术语 “包括” 、“包含” 、“具有” 及它们的变 形都意味着 “包括但不限于” ， 除非是以其他方式另外特别强调。 0033 电池充电过程中， 如果电池电量已经充满， 若不加以检测控制， 则将继续进行充 电， 长期处于过充状态， 会造成电池出现老化现象， 寿命大大降低。 为了杜绝出现电池过充 的现象， 技术人员设计了电池充电保护电路对电池进行过充保护， 但现有的电池充电保护 电路中需要使用控制芯片进行控制， 在对电路设计时， 需要进行程序的编写， 并且电路结构 复杂， 设计难度大。 0034 基。

18、于上述问题， 本申请实施例公开了一种电池充电保护电路， 电压采集单元采集 电池两端的电压， 并输出对应的采集信号至逻辑单元， 逻辑单元根据采集信号输出对应的 第一控制信号至第一开关单元， 第一开关单元根据第一控制信号输出对应的第二控制信号 至第二开关单元， 第二开关单元根据第二控制信号控制电池充电的开启和关闭。 电池充电 时， 当电池两端电压达到预设电压时， 串接在充电电源与电池之间的第二开关单元会转换 为断开状态， 充电电源无法为电池进行充电， 防止出现电池过充的现象， 提高电池的使用寿 命； 并且该电路不含有控制芯片， 不需要进行程序的编写， 降低了电路设计的难度， 并简化 了电路结构， 。

19、可以有效的降低电路成本， 有利于市场化的推广。 0035 为了说明本申请所述的技术方案， 下面通过具体实施例来进行说明。 0036 图1示出了本申请实施例提供的电池充电保护电路的原理框图， 电池充电保护电 路， 可以包括电压采集单元100、 第一开关单元300、 第二开关单元400和逻辑单元200。 电压 采集单元100与电池600连接， 用于采集电池600的电压， 并输出采集信号； 逻辑单元200与电 压采集单元100连接， 用于根据采集信号输出第一控制信号； 第一开关单元300与逻辑单元 200连接， 用于根据第一控制信号输出第二控制信号； 第二开关单元400与第一开关单元300 连接， 。

20、并串接在充电电源500与电池600之间的充电线路上， 用于根据第二控制信号控制充 电电源500与电池600之间的导通和断开。 0037 具体地， 电压采集单元100采集电池600两端的电压， 并输出对应的采集信号至逻 辑单元200， 逻辑单元200根据采集信号输出对应的第一控制信号至第一开关单元300， 第一 开关单元300根据第一控制信号输出对应的第二控制信号至第二开关单元400， 第二开关单 元400根据第二控制信号控制电池600充电的开启和关闭。 电池600充电时， 当电池600两端 说明书 3/6 页 5 CN 212231110 U 5 电压没有达到预设电压时， 串接在充电电源500。

21、与电池600之间的第二开关单元400处于导 通状态， 充电电源500可以为电池600进行充电； 当电池600两端电压达到预设电压时， 串接 在充电电源500与电池600之间的第二开关单元400会转换为断开状态， 充电电源500无法为 电池600进行充电， 防止出现电池600过充的现象， 提高电池600的使用寿命； 并且该电路不 含有控制芯片， 不需要进行程序的编写， 降低了电路设计的难度， 并简化了电路结构， 可以 有效的降低电路成本， 有利于市场化的推广。 0038 图2示出了本申请实施例提供的电池充电保护电路的电路连接示意图， 电压采集 单元100可以包括第六电阻R6和第七电阻R7， 第六。

22、电阻R6的第一端与电池600的正极连接， 第六电阻R6的第二端分别与第七电阻R7的第一端和逻辑单元200连接， 第七电阻R7的第二 端与电池600的负极连接。 0039 具体地， 第六电阻R6和第七电阻R7构成分压电路， 第六电阻R6和第七电阻R7的公 共端用于输出采集信号(即电压信号)， 电池600充电过程中， 随着电池600两端的电压不断 升高， 第六电阻R6和第七电阻R7公共端输出的电压信号也不断增大， 通过第六电阻R6和第 七电阻R7公共端输出的电压信号可以反映出电池600两端当前的电压值， 实现对电池600两 端电压的检测。 0040 图2示出了本申请实施例提供的电池充电保护电路的电。

23、路连接示意图， 逻辑单元 200可以包括第一电阻R1和稳压芯片U1， 第一电阻R1的第一端与充电电源500的正极连接， 第一电阻R1的第二端分别与稳压芯片U1的阴极端和第一开关单元300连接， 稳压芯片U1的 阳极端与充电电源500的负极连接， 稳压芯片U1的参考端与电压采集单元100连接。 0041 具体地， 第一电阻R1作用为限制电流， 防止电流过大对稳压芯片U1造成损坏。 稳压 芯片U1的参考端接收电压采集单元100输出的采集信号(电压信号)， 当电池600两端电压没 有达到预设电压时， 此时稳压芯片U1的阴极端输出的第一控制信号为低电平； 当电池600两 端电压达到预设电压时， 此时稳。

24、压芯片U1的阴极端输出的第一控制信号为高电平。 0042 示例性的， 稳压芯片U1的型号可以选择TL431或TL432。 0043 图2示出了本申请实施例提供的电池充电保护电路的电路连接示意图， 第一开关 单元300可以包括第二电阻R2和三极管Q1， 第二电阻R2的第一端与逻辑单元200连接， 第二 电阻R2的第二端与三极管Q1的基极连接， 三极管Q1的发射极与充电电源500的正极连接， 三 极管Q1的集电极与第二开关单元400连接。 0044 具体地， 第二电阻R2起到限流作用， 防止电流过大对三极管Q1造成损坏。 三极管Q1 的基极通过第二电阻R2与逻辑单元200连接， 用于接收逻辑单元2。

25、00输出的第一控制信号， 当三极管Q1接收到的第一控制信号为低电平时， 三极管Q1处于断开状态， 此时三极管Q1的 集电极输出的第二控制信号为低电平； 当三极管Q1接收到的第一控制信号为高电平时， 三 极管Q1转换为导通状态， 此时三极管Q1的集电极输出的第二控制信号为高电平。 0045 图2示出了本申请实施例提供的电池充电保护电路的电路连接示意图， 第二开关 单元400可以包括第三电阻R3、 第四电阻R4和开关管Q2， 第三电阻R3的第一端分别与开关管 Q2的源极和充电电源500的正极连接， 第三电阻R3的第二端分别与开关管Q2的栅极、 第一开 关单元300、 电压采集单元100、 逻辑单元。

26、200和第四电阻R4的第一端连接， 开关管Q2的漏极 与电池600的正极连接， 第四电阻R4的第二端分别与充电电源500的负极和电池600的负极 连接。 说明书 4/6 页 6 CN 212231110 U 6 0046 具体地， 第四电阻R4起到驱动开关管Q2的作用， 第三电阻R3为开关管Q2提供偏置 电压， 开关管Q2的栅极接收第一开关单元300输出的第二控制信号， 并根据第二控制信号实 现源极和漏极之间的导通或断开。 当开关管Q2栅极接收的第二控制信号为低电平(低于开 关管Q2的源极电压)时， 开关管Q2的源极和漏极导通， 充电电源500可以为电池600进行充 电； 当开关管Q2栅极接收。

27、的第二控制信号为高电平(不低于开关管Q2的源极电压)时， 开关 管Q2的源极和漏极不导通， 此时充电电源500不能为电池600充电。 0047 图2示出了本申请实施例提供的电池充电保护电路的电路连接示意图， 第二开关 单元400还可以包括第五电阻R5， 第三电阻R3的第一端分别与开关管Q2的源极和充电电源 500的正极连接， 第三电阻R3的第二端分别与开关管Q2的栅极、 第一开关单元300、 第四电阻 R4的第一端和第五电阻R5的第一端连接， 开关管Q2的漏极与电池600的正极连接， 第四电阻 R4的第二端分别与充电电源500的负极和电池600的负极连接， 第五电阻R5的第二端分别与 电压采集。

28、单元100和逻辑单元200连接。 0048 具体地， 当电池600两端电压达到预设电压时， 电压采集单元100输出的采集信号 为高电平， 开关管Q2转换为断开状态， 第三电阻R3、 第五电阻R5和三极管Q1可以将稳压芯片 U1的参考端的电压拉高， 使稳压芯片U1的阴极输出的第一控制信号为高电平， 使开关管Q2 锁定在断开状态， 只有将充电电源500断电或电池600两端电压降低到设定电压， 重新将时， 才可以解除开关管Q2的锁定状态(断开状态)， 实现电池600过充时的滞回效果。 0049 本申请的一个实施例中， 开关管Q2为MOS管， MOS管可以通过较大的电流， 开关管Q2 使用MOS管可以。

29、对电池600进行大电流充电， 提高充电速度。 0050 图2示出了本申请实施例提供的电池充电保护电路的电路连接示意图， 电池充电 保护电路还可以包括二极管D1， 二极管D1串接在逻辑单元200与电池600之间。 0051 具体地， 二极管D1的阳极与开关管Q2的漏极连接， 二极管D1的阴极与电池600的正 极连接， 二极管D1可以防止电池600的反向放电， 起到保护电路的作用。 0052 为了清楚说明电池充电保护电路的工作原理， 以图2为例进行说明。 0053 电池600两端电压没有达到预设电压时， 开关管Q2的漏极和源极处于导通状态， 充 电电源500的正极通过开关管Q2和二极管D1与电池6。

30、00的正极连接， 充电电源500的负极与 电池600的负极连接， 充电电源500为电池600进行充电， 此时第六电阻R6和第七电阻R7对电 池600两端电压进行分压， 并通过第六电阻R6和第七电阻R7的公共端输出采集信号(电压信 号)， 此时的采集信号无法使稳压芯片U1的阴极端输出的第一控制信号为低电平， 三极管Q1 不导通， 开关管Q2处于导通状态； 当电池600两端电压达到预设电压时， 第六电阻R6和第七 电阻R7公共端输出的采集信号相应变大， 使稳压芯片U1的阴极端输出高电平信号， 三极管 Q1导通， 进而控制开关管Q2断开， 充电电源500不能对电池600进行充电， 防止电池600出现。

31、 过充的现象， 延长电池600的使用寿命。 0054 传统的电池充电保护电路通过使用单片机进行电池电压信号的采集、 判断和控制 开关管Q2， 需要对单片机进行程序的编写， 并且电路的结构复杂， 设计难度大。 而本申请公 开的电池充电保护电路为纯硬件搭建， 不需要程序的判定， 降低了电路设计的难度， 并简化 了电路结构， 可以有效的降低电路成本， 有利于市场化的推广。 0055 本申请还公开了一种电池充电器， 包括上述的电池充电保护电路， 该电池充电器 可以实现电池600的过充保护， 不会对电池600造成损坏。 说明书 5/6 页 7 CN 212231110 U 7 0056 本申请还公开了一。

32、种电池包， 包括上述的电池充电保护电路， 为电池包设置上述 的电池充电保护电路后， 在充电电源500对电池包充电达到预设电压时， 电池包中的电池充 电保护电路可以实现与充电电源500的自动断开， 保证电池包中的电池不会出现过充的现 象， 有效延长电池包的使用寿命。 0057 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案， 而非对其限制； 尽管参照前述实 施例对本申请进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各 实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改 或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围， 均应 包含在本申请的保护范围之内。 说明书 6/6 页 8 CN 212231110 U 8 图1 图2 说明书附图 1/1 页 9 CN 212231110 U 9 。