本實用新型專利技術公開了一種鋰電池雙重保護電路，在第二控制芯片電路的放電控制端與第二MOS管電路的柵極端之間連接有用于保護第二控制芯片電路的隔離電路，第二控制芯片電路的放電控制端連接有控制信號采樣電路、降壓電路，控制信號采樣電路連接有用于控制第二MOS管電路快速通斷的驅動控制電路，降壓電路連接有電源儲能供電電路，第二MOS管電路的柵極端與源極端之間連接有MOS能量泄放電路，第四MOS管電路的柵極端與源極端之間連接有用于保護第四MOS管電路的穩壓控制電路，采用雙IC+雙MOS方案，實現雙重保護功能，即使一級電路發生失效也有第二重電路實現對電芯的保護，提高電池組系統的安全性、可靠性。可靠性。可靠性。
【技術實現步驟摘要】
一種鋰電池雙重保護電路
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][0001]本技術涉及一種鋰電池雙重保護電路。
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技術介紹
][0002]現有鋰電池因其自身的化學特性，在使用的過程中若電池超規格使用，會有熱失控、著火或爆炸的風險，因此對于電芯組成的電池組中，就需要一塊電路板對每一顆電芯進行保護管理，確保在使用的過程中不會發生嚴重的安全事故。
[0003]對于一般使用場景的電池組，一般采用一級電路板保護方案，若當一級保護電路因不可控因素失效，則所有保護功能失效，電芯隨時處于超規格使用的風險；對于要求更嚴格的使用場景，則一般使用雙重保護電路方案，即當一級保護電路板失效，還有第二級電路進行保護，增加系統的冗余性，提高系統的安全。
[0004]目前市面上常用的雙重保護硬件保護電路有三種：
[0005]第一種：IC控制器+MOS+Fuse或PTC組成的硬件保護電路，但存在如下缺點，1、保護功能不全，無雙重電壓保護；2、目前的技術PTC做不到大電壓和大電流，且PTC多次保護后，會有內阻變大的缺點，存在一定的局限性；3、Fuse選型困難，Fuse選型較小，則在短路的過程中Fuse優先于MOS動作，造成電池組不可恢復使用的缺點；若Fuse選型較大，則在安規認證中，MOS和采樣電阻優先于Fuse失效，造成著火的風險，且Fuse本身個體差異參數較大，因此設計選型較為困難；4設計上，很難通過Fuse對電池組進行充放電過流保護。
[0006]第二種：IC控制器+二級控制器+MOS+三端Fuse組成的硬件保護電路，但存在如下缺點，1、功能不全，無過放二級保護，無溫度雙重保護，基本無電流雙重保護；2、三端Fuse同樣存在選型困難的問題，參考第一種方案中的3和4。
[0007]第三種：IC控制器+IC控制器+MOS+MOS組成的硬件保護電路，但存在如下缺點，在大電流充放電或短路等極端情況下，充放電MOS和IC會有失效的風險。
[0008]常規雙重保護電路結構如圖1所示，當放電過流過大或短路時，由于電路存在寄生等效電感，其感應電壓U＝L*DI/DT，因此當電流足夠大時，第一MOS電路中的放電MOS管關斷時其DS兩端的感應電壓會達到電池組自身的數倍電壓值，例如電池組12V，則第一MOS電路中的放電MOS管關斷時的感應電壓高達30
?
50V。
[0009]圖1的電路中，若放電的過程中出現大電流，若第一MOS電路中的放電MOS管此時關斷，則根據U＝L*DI/DT，在該放電MOS管的DS兩端會產生一個極高的感應電壓，而此感應電壓會導致第二MOS電路中的充電MOS管的Vgs超
±
20V，導致第二MOS電路中的充電MOS管失效的風險；同時感應的能量會隨下圖中的紅色曲線箭頭方向流入第二控制芯片電路中的控制IC，導致該控制IC的充電控制端損壞。
[0010]圖1的電路中，若充電的過程中出現異常高電壓和電流，若第三MOS電路中的充電MOS管此時關斷，則P
?
對GND會出現一個較高的負電壓，若此時第四MOS電路中的放電MOS管還未關斷，則該放電MOS管的VGS的電壓會超出
±
20V，導致該放電MOS管的MOS失效。
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技術實現思路
][0011]本技術克服了現有技術的不足，提供了一種鋰電池雙重保護電路，解決了現有鋰電池雙重保護電路中在極端情況下保護失效的問題，實現了鋰電池全面的雙重電壓保護功能。
[0012]為實現上述目的，本技術采用了下列技術方案：
[0013]一種鋰電池雙重保護電路，包括有控制放電的第一MOS管電路和第二MOS管電路、用于控制充電的第三MOS管電路和第四MOS管電路、第一控制芯片電路和第二控制芯片電路，第一控制芯片電路和第二控制芯片電路可檢測鋰電池溫度信息、電壓及電流信息以及控制鋰電池充放電，鋰電池負極端通過電阻R1與第一MOS管電路的源極端連接，第一MOS管電路的漏極端與第二MOS管電路的源極端連接，第二MOS管電路的漏極端與第三MOS管電路的漏極端，第三MOS管電路的源極端與第四MOS管電路的漏極端連接，第四MOS管電路的源極端與負載的負極輸出端連接，第一控制芯片電路的放電控制端與第一MOS管電路的柵極端連接，第一控制芯片電路的充電控制端與第三MOS管電路的柵極端連接，第二控制芯片電路的充電控制端與第四MOS管電路的柵極端連接，其特征在于：第二控制芯片電路的放電控制端與第二MOS管電路的柵極端之間連接有用于保護第二控制芯片電路的隔離電路，第二控制芯片電路的放電控制端連接有用于采樣第二控制芯片電路放電控制信號的控制信號采樣電路、用于對第二控制芯片電路放電控制端輸出電壓降壓的降壓電路，控制信號采樣電路連接有用于控制第二MOS管電路快速通斷的驅動控制電路，降壓電路連接有用于儲能并向驅動控制電路供電的電源儲能供電電路，第二MOS管電路的柵極端與源極端之間連接有用于保護第二MOS管電路的MOS能量泄放電路，第四MOS管電路的柵極端與源極端之間連接有用于保護第四MOS管電路的穩壓控制電路。
[0014]如上所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：第二MOS管電路包括有MOS管Q6，MOS管Q6源極端分別與第一MOS管電路漏極端、電阻R37一端連接，MOS管Q6漏極端與第三MOS管電路漏極端連接，MOS管Q6柵極端分別與電阻R37另一端、電阻R40一端連接，電阻R40另一端通過電阻R35與第二控制芯片電路的放電控制端連接。
[0015]如上所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：隔離電路為二極管D2，二極管D2正極端與第二控制芯片電路的放電控制端連接，二極管D2負極端與電阻R35。
[0016]如上所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：驅動控制電路包括有MOS管Q9和MOS管Q10，MOS管Q9漏極端連接于電阻R40與電阻R35之間，MOS管Q9源極端接地，MOS管Q9柵極端分別與電阻R41一端、電阻R49一端連接，電阻R41另一端接地，電阻R49另一端與MOS管Q10漏極端連接，MOS管Q10源極端分別與電阻R50一端、電源儲能供電電路連接，MOS管Q10柵極端分別與電阻R50另一端、控制信號采樣電路連接。
[0017]如上所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：控制信號采樣電路包括有二極管D8，二極管D8負極端與第二控制芯片電路放電控制端連接，二極管D8正極端通過電阻R52與MOS管Q10柵極端連接。
[0018]如上所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：電源儲能供電電路包括有儲能電容C5，儲能電容C5一端分別與電阻R48一端、MOS管Q10源極端連接，電阻48另一端與降壓電路連接，儲能電容C5另一端接地。
[0019]如上所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：降壓電路為二極管D7，二極管
D7正極端與第二控制芯片電路放電控制端連接，二極管D7負極端電阻R48連接。
[0020]如上所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：MOS能量泄放電路為二極管D6，二極管D6正極端與MOS管Q6源極本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種鋰電池雙重保護電路，包括有控制放電的第一MOS管電路(1)和第二MOS管電路(2)、用于控制充電的第三MOS管電路(3)和第四MOS管電路(4)、第一控制芯片電路(5)和第二控制芯片電路(6)，第一控制芯片電路(5)和第二控制芯片電路(6)可檢測鋰電池溫度信息、電壓及電流信息以及控制鋰電池充放電，鋰電池負極端通過電阻R1與第一MOS管電路(1)的源極端連接，第一MOS管電路(1)的漏極端與第二MOS管電路(2)的源極端連接，第二MOS管電路(2)的漏極端與第三MOS管電路(3)的漏極端，第三MOS管電路(3)的源極端與第四MOS管電路(4)的漏極端連接，第四MOS管電路(4)的源極端與負載的負極輸出端連接，第一控制芯片電路(5)的放電控制端與第一MOS管電路(1)的柵極端連接，第一控制芯片電路(5)的充電控制端與第三MOS管電路(3)的柵極端連接，第二控制芯片電路(6)的充電控制端與第四MOS管電路(4)的柵極端連接，其特征在于：第二控制芯片電路(6)的放電控制端與第二MOS管電路(2)的柵極端之間連接有用于保護第二控制芯片電路(6)的隔離電路(7)，第二控制芯片電路(6)的放電控制端連接有用于采樣第二控制芯片電路(6)放電控制信號的控制信號采樣電路(8)、用于對第二控制芯片電路(6)放電控制端輸出電壓降壓的降壓電路(9)，控制信號采樣電路(8)連接有用于控制第二MOS管電路(2)快速通斷的驅動控制電路(10)，降壓電路(9)連接有用于儲能并向驅動控制電路(10)供電的電源儲能供電電路(11)，第二MOS管電路(2)的柵極端與源極端之間連接有用于保護第二MOS管電路(2)的MOS能量泄放電路(12)，第四MOS管電路(4)的柵極端與源極端之間連接有用于保護第四MOS管電路(4)的穩壓控制電路(13)。2.根據權利要求1所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在于：第二MOS管電路(2)包括有MOS管Q6，MOS管Q6源極端分別與第一MOS管電路(1)漏極端、電阻R37一端連接，MOS管Q6漏極端與第三MOS管電路(3)漏極端連接，MOS管Q6柵極端分別與電阻R37另一端、電阻R40一端連接，電阻R40另一端通過電阻R35與第二控制芯片電路(6)的放電控制端連接。3.根據權利要求2所述的一種鋰電池雙重保護電路，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊坤樹，吳啟杰，溫遂云，曾偉偉，黃穎，
申請(專利權)人：賽爾特電池科技中山有限公司，
類型：新型
國別省市：
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