防反接保护电路及防反接控制方法技术

本发明专利技术提供一种防反接保护电路及防反接控制方法。其中，一种防反接保护电路，用于开关电源中电池的防反接控制，包括与电池的两极相连接的第一电池端和第二电池端，还包括防反接开关和光耦反馈电路，防反接开关串联在电池的放电回路中，光耦反馈电路包括复用的电压环中的光耦OP1，在电池接反时，即第一电池端接电池负极、第二电池端接电池正极时，防反接开关断开，用以断开电池的放电回路；并且光耦OP1将光耦反馈电路检测到的反接信号传递到原边控制芯片的控制端，用以控制原边控制芯片不工作。相对于现有技术，本发明专利技术有效的解决了电池反接时，电池测试或者充电系统上电后与电池串联短路放电，导致电池测试或者充电系统器件损坏问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源，特别涉及一种可对电池充电的开关电源的防反接保护电路及防反接控制方法。
技术介绍
近年来随着绿色新能源产业的快速发展，电池也越来越多的被人们使用。但是无论在电池生产端，还是在电池使用端都存在一个问题，就是当电池的正负极被反接在开关电源系统中后，将严重影响电池寿命，同时也会将测试或者给电池充电系统的部分器件损坏。对于防反接保护电路目前也有很多方式，但均不能应用于开关电源系统中，因为电池防反接回路中有两个特点：1、回路电流大；2、反接后，如果系统依然对电池充电，则相当于两个电压源串联短路在一起放电(如图1所示)，使得电池放电回路中器件可能受损，并且也缩短电池的使用寿命。因此基于以上两点特殊性，首先，传统的利用二极管单向导电性做成的防反接保护电路，虽然结构简单，但是由于反接回路电流大，因此二极管规格选取难，并且损耗大，因此无法适应反接回路中的大电流应用场合。其它防反接保护电路，还有利用MOS管作为开关管，利用电池正向接通时作为MOS管的开通信号，而当电池反接时，此MOS管无开关信号，MOS管关断，回路断开，以保护电池。但此电路在电池防反接保护电路中应用时，当电池反接后(一般情况下，即使电池反接，作为操作者，也很难发现这种异常，因此电池充电或者测试系统仍然会被上电)，如果对电池充电或者测试的系统依然上电，此时防反接MOS管就会被导通，此时相当于两个电压源串联短路放电模式，测试或者充电系统回路中的电流会非常大，输出端的功率器件及采样器件可靠性受到严重影响，并且也缩短了电池的寿命。或者说，此种防反接保护电路，在电池反接时，可以保护产品。但此时如果输入端上电，则防反接保护电路失效(产品输出端器件和电池组损伤)。下面结合图2对现有方案进行描述。图2是一种电池防反接保护电路，其具体工作原理见专利：CN201320055131；利用MOS管作为控制开关，首先该电路有2个问题：1)、开关管Q11的画法有误，应该为P-MOS此电路才能起到作用，否则即使在正接的情况下，电池也只能依靠MOS管的体二极管进行放电，MOS管无法导通；2)、即使使用了P-MOS管后，在反接情况下二极管D11应该使用稳压管或者去掉，这样在反接情况下，开关管Q11的驱动脚才可以是可靠的高电平，开关管Q11被有效关断。下面结合图3对现有方案进行描述。图3是一种电池防反接保护电路的原理图，包括防反接MOS管Q1、Q2及其采样和控制电路，电路实现原理见专利：CN201320615151。此方案实施后的效果有两点：1、利用MOS管作为防反接开关管，损耗小；2、电池反接情况下可以实现充电端和电池之间的电气隔离。然而使用的电路较为复杂，包括MCU控制芯片、以及隔离芯片和2颗MOS管。虽然可以实现防反接功能，但是在成本和体积层面，不利于低成本、小体积产品的实现。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种能解决开关电源中电池反接时，电池测试或者充电系统上电后与电池串联短路放电，导致电池测试或者充电系统器件损坏的问题的防反接保护电路。与此相应，本专利技术还提供一种解决电池反接时，导致电池及其相应系统损坏问题的防反接控制方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种防反接保护电路，用于开关电源中电池的防反接控制，包括与电池的两极相连接的第一电池端和第二电池端，还包括防反接开关和光耦反馈电路，防反接开关串联在电池的放电回路中，光耦反馈电路包括复用的电压环中的光耦OP1，在电池接反时，即第一电池端接电池负极、第二电池端接电池正极时，防反接开关断开，用以断开电池的放电回路；并且光耦OP1将光耦反馈电路检测到的反接信号传递到原边控制芯片的控制端，用以控制原边控制芯片不工作。优选的，所述防反接开关采用MOS管，在电池接反时，防反接开关的栅极电压Vgs为低电平，防反接开关被关断；在电池正接时，防反接开关导通。优选的，所述防反接开关采用MOS管，包括MOS管Q31，MOS管Q31的栅极分别与电阻R31的一端及电阻R33的一端连接，电阻R31的另一端与第一电池端相连；电阻R33的另一端与MOS管Q31的源极相连，MOS管Q31的漏极与第二电池端连接；MOS管Q31的栅-源极之间还并联稳压管ZD31，稳压管ZD31的阴极与MOS管Q31的栅极连接。优选的，所述防反接保护电路，还包括投入保护开关，投入保护开关串联在电池的放电回路中，在系统上电后、原边控制芯片的供电电压建立之前，投入保护开关断开，用以在投入瞬间确保电池放电回路的断开。优选的，所述投入保护开关采用MOS管，包括MOS管Q32，MOS管Q32的栅极分别与电阻R35的一端及第二电池端连接，MOS管Q32的漏极通过电阻R34接功率电路的输出端，MOS管Q32的源极与第二电池端连接。优选的，所述光耦反馈电路，还包括二极管D31、电阻R310和二极管D32，光耦OP1包括光敏三极管和发光二极管，光敏三极管的集电极与原边控制芯片的控制端连接，光敏三极管的发射极接地；二极管D31、光耦OP1的发光二极管、电阻R310和二极管D32依次串联形成连接第二电池端与第一电池端的反接检测回路，在电池接反时，反接检测回路工作，用以控制原边控制芯片不工作。优选的，所述光耦反馈电路，还包括二极管D31、电阻R310和二极管D32，光耦OP1包括光敏三极管和发光二极管，光敏三极管的集电极与原边控制芯片的控制端连接，光敏三极管的发射极接地；二极管D31、光耦OP1的发光二极管、电阻R310和二极管D32依次串联连接后，二极管D31的阳极与第二电池端连接，二极管D32的阴极与第一电池端连接。本专利技术还提供一种防反接保护电路，用于电池的防反接控制，包括与电池的两极相连接的第一电池端和第二电池端，其特征在于：包括防反接开关和光耦反馈电路，防反接开关串联在电池的放电回路中，光耦反馈电路包括复用的电压环中的光耦OP1，还包括二极管D31、电阻R310和二极管D32，光耦OP1包括光敏三极管和发光二极管，光敏三极管的集电极与原边控制芯片的反馈端FB连接，光敏三极管的发射极接地；二极管D31、光耦OP1的发光二极管、电阻R310和二极管D32依次正向串联形成连接第二电池端与第一电池端的反接反馈回路，在电池接反时，反接反馈回路工作，用以控制原边控制芯片不工作。光耦反馈电路的正向串联所形成反接反馈回路的具体连接关系是，二极管D31的阳极与第二电池端相连，二极管D31的阴极与光耦OP1的发光二极管的阳极相连；光耦OP1的发光二极管的阴极与电阻R310的一端连接，电阻R310的另外一端与二极管D32的阳极相连，二极管D32的阴极与第一电池端相连。优选的，所述防反接保护电路，还包括投入保护开关，投入保护开关串联在电池的放电回路中，投入保护开关采用MOS管，当电池接反时，在系统上电后、原边控制芯片的供电电压建立之前，投入保护开关断开，用以在投入瞬间确保电池放电回路的断开。优选的，所述投入保护开关采用MOS管，包括MOS管Q32，MOS管Q32的栅极分别与电阻R35的一端及第二电池端连接，MOS管Q32的漏极通过电阻R34接功率电路的输出端，MOS管Q32的源极与第二电池端连接。本专利技术再提供一种防反接控制方法，用于电池的防反接控制，包括如下步骤，在电池接反时，即第一电池端接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防反接保护电路，用于开关电源中电池的防反接控制，包括与电池的两极相连接的第一电池端和第二电池端，其特征在于：还包括防反接开关和光耦反馈电路，防反接开关串联在电池的放电回路中，光耦反馈电路包括复用的电压环中的光耦OP1，在电池接反时，即第一电池端接电池负极、第二电池端接电池正极时，防反接开关断开，用以断开电池的放电回路；并且光耦OP1将光耦反馈电路检测到的反接信号传递到原边控制芯片的控制端，用以控制原边控制芯片不工作。

【技术特征摘要】
1.一种防反接保护电路，用于开关电源中电池的防反接控制，包括与电池的两极相连接的第一电池端和第二电池端，其特征在于：还包括防反接开关和光耦反馈电路，防反接开关串联在电池的放电回路中，光耦反馈电路包括复用的电压环中的光耦OP1，在电池接反时，即第一电池端接电池负极、第二电池端接电池正极时，防反接开关断开，用以断开电池的放电回路；并且光耦OP1将光耦反馈电路检测到的反接信号传递到原边控制芯片的控制端，用以控制原边控制芯片不工作。2.根据权利要求1所述的防反接保护电路，其特征在于：所述防反接开关采用MOS管，在电池接反时，防反接开关的栅极电压Vgs为低电平，防反接开关被关断；在电池正接时，防反接开关导通。3.根据权利要求1所述的防反接保护电路，其特征在于：所述防反接开关采用MOS管，包括MOS管Q31，MOS管Q31的栅极分别与电阻R31的一端及电阻R33的一端连接，电阻R31的另一端与第一电池端相连；电阻R33的另一端与MOS管Q31的源极相连，MOS管Q31的漏极与第二电池端连接；MOS管Q31的栅-源极之间还并联稳压管ZD31，稳压管ZD31的阴极与MOS管Q31的栅极连接。4.根据权利要求1所述的防反接保护电路，其特征在于：所述防反接保护电路，还包括投入保护开关，投入保护开关串联在电池的放电回路中，在系统上电后、原边控制芯片的供电电压建立之前，投入保护开关断开，用以在投入瞬间确保电池放电回路的断开。5.根据权利要求4所述的防反接保护电路，其特征在于：所述投入保护开关采用MOS管，包括MOS管Q32，MOS管Q32的栅极分别与电阻R35的一端及第二电池端连接，MOS管Q32的漏极通过电阻R34接功率电路的输出端，MOS管Q32的源极与第二电池端连接。6.根据权利要求1所述的防反接保护电路，其特征在于：所述光耦反馈电路，还包括二极管D31、电阻R310和二极管D32，光耦OP1包括光敏三极管和发光二极管，光敏三极管的集电极与原边控制芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小亮，冯刚，翁斌，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44