一种低功耗高可靠锂电池保护板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低功耗高可靠锂电池保护板，包括控制模块、开关器件和采样电路，采样电路包括采样电阻和比较器，比较器的正输入端进行过流电压取样，负输入端接基准电压，输出端接控制模块的输入端，基于取样电压与基准电压的比较使得控制模块控制开关器件的通断，有效地降低取样电阻功耗，不需要另加散热器件，也降低了保护板的成本，有效地提高了保护板的整体可靠性,提高了储能设备的能源利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗高可靠锂电池保护板


[0001]本技术涉及一种锂电池保护电路，特别是一种低功耗高可靠锂电池保护板。

技术介绍

[0002]锂电池是一种能量密度高的电能储能设备,具有大电流充、放电的特点,基于储能材料特性,若实际使用时对其充、放电流不加以控制，长时间的过大电流充、放会对锂电池造成严重损害,还会对其用电设备造成损毁,因此，锂电池必须进行严格、可靠的充、放电流控制，而在现有锂电池保护领域中，已具有较完善的专用芯片，并以其为核心构成如过充、过放电压保护电路以及充、放电流的过流保护电路，如图2所示的一种通用锂电池保护电路,保护芯片经RS进行电流取样,当用电设备使用时，电流在过流保护设定值内,芯片控制MOS管V1、V2打开(导通),电池给负载正常供电,当过流保护电压达到100mV～250mV时,保护芯片发出信号关闭MOS管V1、V2,电池停止对负载供电,保护电池和用电设备的安全，而取样电压均在100mV至250mV之间，但由于芯片的制造工艺限制，低压(100mV或以下)基准很难实现，精度很差,一般误差在30％至40％，在锂电池大电流(10A或以上)使用时,这种电流控制误差会导致含有过载能力较差的半导体器件用电设备损毁,另外，保护芯片的过流取样电压偏高,造成保护电路的取样电阻功耗大,使保护板发热导致温度升高,可靠性降低，且由于取样电阻串联在电路中，使电池组的内阻增大,取样电阻消耗功率大也浪费储能设备的有效能源，电阻在高温时的阻值还会发生变化，使得过流保护电路状况变化而不可靠。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本技术提供一种低功耗高可靠锂电池保护板。
[0004]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种低功耗高可靠锂电池保护板，包括控制模块、开关器件和采样电路，所述采样电路包括采样电阻RS和比较器U3，所述采样电阻RS和开关器件串联在负载回路中；所述比较器U3的正输入端接所述采样电阻RS与开关器件的节点，负输入端接基准电压，输出端接所述控制模块的输入端；所述控制模块的输出端接所述开关器件的控制端。
[0006]所述控制模块为DW01芯片，所述开管关件包括串接的MOS管V1和MOS管V2，所述MOS管V1受所述DW01芯片的OD端控制，所述MOS管V2受所述DW01芯片的OC端控制，所述比较器的输出端接所述DW01芯片的CS端。
[0007]所述基准电压的电压值为10mV。
[0008]本技术的有益效果是：本技术的比较器的正输入端进行过流电压取样，负输入端接基准电压，输出端接控制模块的输入端，基于取样电压与基准电压的比较使得控制模块控制开关器件的通断，有效地降低取样电阻功耗，不需要另加散热器件，也降低了保护板的成本，有效地提高了保护板的整体可靠性,提高了储能设备的能源利用率。
附图说明
[0009]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0010]图1是本技术的电路原理图；
[0011]图2是现有通用锂电池保护电路的电路原理图。
具体实施方式
[0012]参照图1，一种低功耗高可靠锂电池保护板，包括控制模块、开关器件和采样电路，所述采样电路包括采样电阻RS和比较器U3(型号为LM393)，所述采样电阻RS和控制模块串联在负载回路中；图1中的B1、B2标号处表示为DW01芯片的工作电压，B+标号处表示为串联锂电池组的正极，B
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标号处表示为串联电池组的负极，B+接保护板的正极P+，P
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标号处表示为保护板的负极，负载接在P+和P
‑
之间，构成负载回路，所述比较器U3的正输入端接所述采样电阻RS与开关器件的节点，进行过流电压取样，比较器U3的负输入端接基准电压，输出端接所述控制模块的输入端；所述控制模块的输出端接所述开关器件的控制端，比较器U3比较输出为低电平,控制模块维持开关器件导通，锂电池组电池对负载(本实施例采用负载电阻RL充当负载)正常供电，当取样电阻RS上的电压高于基准电压时，比较器U3输出为高电平，控制模块就截止开关器件，锂电池组停止对负载供电，完成过流保护功能，将控制模块的过流保护取样起控电压从100mV～250mV降低至10mV，设负载电流为50A，则通用保护电路的取样电阻功耗为:100mV*50A＝5W(250mV*50A＝0.25V*50A＝12.5W),这一功耗浪费储能设备的有限电能,同时使保护板温度需要在允许范围内另加散热设备,增加了保护板的体积和成本,降低了保护板的可靠性，而本保护板过流取样电阻的功耗为:10mV*50A＝0.5W，功耗低，不需要另加散热设备，也降低了保护板的成本，有效地提高了保护板的整体可靠性,提高了储能设备的能源利用率，图1中标号相同的端子表示电连接。
[0013]所述基准电压的电压值为10mV，降低过流保护取样的起控电压，且有效降低取样电阻功耗，同时确保保护板可靠工作。
[0014]所述控制模块为DW01芯片，所述开管关件包括串接的MOS管V1和MOS管V2，所述MOS管V1受所述DW01芯片的OD端控制，所述MOS管V2受所述DW01芯片的OC端控制，所述比较器的输出端接所述DW01芯片的CS端，以DW01芯片U1为例，正常时DW01芯片U1的OD和OC脚输出高电平，NPN三极管V1和NPN三极管V2截止，PNP三极管Q5和PNP三极管Q6截止，MOS管V1和MOS管V2的栅极为高电平导通，标号P
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与B
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相当于直接连接形成回路给负载供电，过放时，OC脚输出低电平，NPN三极管V2和PNP三极管Q6导通，MOS管V2的栅极变为低电平截止，整个负载回路断开；过充时，OD脚输出低电平,NPN三极管V1和PNP三极管Q5导通，MOS管V1的栅极变为低电平截止,负载回路断开，完美地与采样电阻RS和比较器U3相配合，为保护板提供可靠低功耗的特点。
[0015]以上的实施方式不能限定本技术创造的保护范围，专业
的人员在不脱离本专利技术创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本专利技术创造涵盖的范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗高可靠锂电池保护板，包括控制模块、开关器件和采样电路，其特征在于所述采样电路包括采样电阻RS和比较器U3，所述采样电阻RS和开关器件串联在负载回路中；所述比较器U3的正输入端接所述采样电阻RS与开关器件的节点，负输入端接基准电压，输出端接所述控制模块的输入端；所述控制模块的输出端接所述开关器件的控制端。2.根据权利要求1所述的低功耗高可靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘邦函，彭国允，
申请(专利权)人：深圳市心谱微发电系统有限公司，
类型：新型
国别省市：