一种电池过电流保护电路的制作方法

mos管的栅极输出导通信号，所述mos管导通使电池组通电工作；
14.当所述工作电流i大于预设的电流阈值i
max
时，所述主控模块停止向所述mos管 的栅极输出导通信号，所述mos管关断使电池组断电。
15.优选地，所述mos管的数量为n个，n按照如下公式计算：
16.(n向上取整)；
17.其中，ie表示电池组的常态工作电流，ie'表示所述mos管的额定电流，k表示 预留的裕度，且k满足0《k《1。
18.优选地，所述裕度k＝15％。
19.优选地，所述工作电流i通过如下方式计算：
20.通过所述电流检测单元检测所述mos管组中的t个mos管的工作电流，依次记为 i1、i2...i
t
，所述工作电流i按照如下公式计算：
[0021][0022]
优选地，所述t＝3。
[0023]
优选地，所述mos管组的数量为多组，多组所述mos管组并接。
[0024]
优选地，所述切断保护模块还包括：
[0025]
熔断器，所述熔断器与所述mos管组串接。
[0026]
优选地，所述电池过电流保护电路还包括：
[0027]
充电控制模块，所述充电控制模块接入在外部电源与电池组之间，且所述主控模 块的信号输出端连接所述充电控制模块的使能端；
[0028]
放电控制模块，所述放电控制模块接入在电池组与负载之间，且所述主控模块的 信号输出端连接所述放电控制模块的使能端。
[0029]
优选地，所述采样检测模块还包括：
[0030]
电压检测单元，所述电压检测单元与电池组电连接用于检测电池组的电压，所述 电压检测单元的信号输出端连接所述主控模块的信号输入端；
[0031]
温度检测单元，所述温度检测单元设置在电池组处用于检测电池组的温度，所述 温度检测单元的信号输出端连接所述主控模块的信号输入端。
[0032]
优选地，所述主控模块包括mcu。
[0033]
本公开所述的一种电池过电流保护电路，其优点在于：
[0034]
1、本公开的切断保护模块包括mos管组，mos管组包括多个并接的mos管，每 个mos管组均为一个单独的模块，使得切断保护模块整体为模块化结构，可根据实际 情况需求和工作电流等级选择设置的模块数量，可扩展性好，使用时更加灵活方便， 也更便于切断保护模块的检修更换；
[0035]
2、本公开采用mos管作为切断元件，mos管响应速度更快，可快速、及时地切 断电流，减少电池组发热量，延长电池组寿命同时确保电池组安全；
[0036]
3、本公开的mos管在通断控制时无触点碰撞动作，不会产生触点磨损，耐用性 更好，在长时间的使用过程中也能保持稳定的通断控制作用，可靠性更好；同时可避 免因触点碰撞产生电弧，减少电池工作过程中的安全隐患；
[0037]
4、本公开的mos管在通断动作过程中无噪声产生，可降低锂电池的工作噪声， 同时mos管组电路部件体积小、集成度高，使得切断保护模块的体积小、重量轻，这 有利于电池的小型化设计，另外mos管还具有功耗低和部件成本低的优点；
[0038]
5、本公开的切断保护模块还设有熔断器，通过熔断器与mos管组形成“双保险”， 在mos管组失效时可通过熔断器在过流过热环境下熔断，进而切断电池组与外部电源 /负载之间的电路连接，可起到稳定可靠的过流保护作用。
附图说明
[0039]
图1是本公开所述一种电池过电流保护电路的结构示意图；
[0040]
图2是本公开所述一种电池过电流保护电路的判断逻辑图。
[0041]
附图标记说明：1-电池组，2-主控模块，3-切断保护模块，4-采样检测模块，5
‑ꢀ
外部电源，6-负载。
具体实施方式
[0042]
如图1所示，本公开所述的一种电池过电流保护电路，与电池组1配套使用，电 池组1采用常见的锂电池中的电池组1即可，其主要用于储存及输出电能。
[0043]
所述电池过电流保护电路包括：
[0044]
主控模块2，主控模块2主要用于控制切断保护模块3在过流时执行切断动作以 保护电池组1，同时还负责对电池组1的充放电动作进行控制。
[0045]
切断保护模块3，切断保护模块3接入在电池组1与外部电源5(通常为市电) 之间，即通过切断保护模块3自身的导通或关断来控制电池组1与外部电源5之间的 电路连通，当切断保护模块3导通时，电池组1与外部电源5之间导通，外部电源5 可为电池组1输送电能，电池组1执行充电动作。
[0046]
切断保护模块3同时还接入在电池组1与负载6之间，即通过切断保护模块3 自身的导通和关断来控制电池组1与负载6之间的电路连通，当切断保护模块3导通 时，电池组1与负载6之间导通，电池组1可向负载6输送电能，电池组1执行放电 动作。
[0047]
切断保护模块3具体包括mos管组，mos管组包括多个mos管，多个mos管的源 极共接，漏极共接，多个mos管并接为模块化结构，多个mos管并接的结构可由多个 mos管来共同分担电池组1工作时产生的大电流，能满足大电流锂电池的使用需求， 可根据电池组1工作时的电流大小来灵活设置mos管的数量，使得本公开的切断保护 模块3的适用性广泛。单个mos管组为一个模块，源极共接点和漏极共接点均向外引 出引脚以便于接线，源极共接点接入在靠近外部电源5的一端，漏极共接点接入在靠 近负载6的一端，锂电池组1的电流输入输出端与漏极共接点电接。
[0048]
主控模块2的信号输出端连接mos管的栅极，更具体的，主控模块2的其中一个 信号输出端同时连接到所有mos管的栅极，主控模块2通过该信号输出端向所有mos 管同步输出导通信号，当mos管的栅极有导通信号输入时，mos管的源极和漏极导通， 使mos管的两端导通，即切断保护模块3导通，反之，当mos管栅极无信号输入时， 源极和漏极断开，切断保护模块3关断。
[0049]
采样检测模块4，采样检测模块4包括电流检测单元，电流检测单元与切断保护 模
块3电连接，电流检测单元采用常规的电流检测电路即可，其检测端与切断保护模 块3电连接，电流检测单元的信号输出端连接主控模块2的信号输入端，用于将电流 检测单元的检测信号输入到主控模块2中。更具体的，其检测端与mos管组的其中一 个mos管电连接，用于检测其中一个mos管的内部电流数值。电流检测电路的数量可 以为多组，用于分别检测多个mos管的内部电流数值，再根据多组内部电流数值，计 算切断保护模块3两端的总电流，即锂电池工作电路中的工作电流i。
[0050]
如图2所示，主控模块2根据电流检测单元的实时检测结果，计算获得电池组1 实时的工作电流i，并将所得工作电流i与预设的电流阈值i
max
做数值比对，其中， 电流阈值i
max
可根据电池组1、线材及其他部件可承受的最大电流进行设计，以各部 件不烧坏、不过热为准。
[0051]
当工作电流i小于或等于预设的电流阈值i
max
时，主控模块2判断电路中电流正 常，电池组1正常工作，此时主控模块2的输出端持续向所有mos管的栅极输出导通 信号，使mos管导通，进而使切断保护模块3导通，此时电池组1与外部电源5/负 载6之间为导通状态，电池组1通电可执行充放电动作。
[0052]
当工作电流i大于预设的电流阈值i
max
时，主控模块2判断电路中的电流为过流， 电池组1工作异常，此时主控模块2停止向mos管的栅极输出导通信号，mos管的栅 极无信号输入，mos管关断使得切断保护模块3关断，此时电池组1与外部电源5/ 负载6之间为断开状态，电池组1断电，停止执行充放电动作。
[0053]
本公开的切断保护模块3包括mos管组，mos管组包括多个并接的mos管，每个 mos管组均为一个单独的模块，使得切断保护模块3整体为模块化结构，可根据实际 情况需求和工作电流等级选择设置的模块数量，可扩展性好，使用时更加灵活方便， 也更便于切断保护模块3的检修更换；
[0054]
本公开采用mos管作为切断元件，mos管响应速度更快，可快速、及时地切断电 流，减少电池组1发热量，延长电池组1寿命同时确保电池组1安全；
[0055]
本公开的mos管在通断控制时无触点碰撞动作，不会产生触点磨损，耐用性更好， 在长时间的使用过程中也能保持稳定的通断控制作用，可靠性更好；同时可避免因触 点碰撞产生电弧，减少电池工作过程中的安全隐患；
[0056]
本公开的mos管在通断动作过程中无噪声产生，可降低锂电池的工作噪声，同时 mos管组电路部件体积小、集成度高，使得切断保护模块3的体积小、重量轻，这有 利于电池的小型化设计，另外mos管还具有功耗低和部件成本低的优点。
[0057]
进一步的，本实施例中，mos管的数量为n个，n按照如下公式计算：
[0058]
(n向上取整)；
[0059]
其中，ie表示电池组1的常态工作电流，ie'表示所述mos管的额定电流，k表 示预留的裕度，且k满足0《k《1；
[0060]
由于mos管组中的多个mos管为并接结构，电池组1的工作电流由多个mos管均 分，因而需要根据电池组1的常态工作电流(即电池组1正常工作时电路中的电流)， 及所选定的mos管的额定电流来确定mos管的数量，以合理地确定mos管的数量，使 mos管数量合适，避免数量过多时导致部件浪费，数量过少时又容易出现mos管过流 烧坏的现象。更进一步，
在具体的电路设计时，还需预留一定的裕度k，以避免mos 管过流烧坏，使切断保护模块3的可靠性和稳定性更好。
[0061]
更具体的，裕度k＝15％，以使mos管的数量合适，既能避免mos管数量冗余， 同时又能避免单个mos管过流烧坏。
[0062]
进一步的，本实施例中，工作电流i通过如下方式计算：
[0063]
通过所述电流检测单元检测所述mos管组中的t个mos管的工作电流，依次记为 i1、i2...i
t
，所述工作电流i按照如下公式计算：
[0064][0065]
工作电流i表示电池组1工作时电路中电流，即切断保护模块3两端的电流，由 于切断保护模块3的mos管组为多个mos管并接的结构，为了使得工作电流i计算准 确，采用了如上所述的计算方法，选取其中t个mos管，通过电流检测单元检测所选 取的t个mos管的工作电流(即内部流通电流)，更具体的，t可以为3，将t个mos 管的工作电流值相加后除以t，即取所选取的t个mos管的工作电流的均值，然后根 据并接结构的特性，将所得均值乘以mos管的数量n，即可获得切断保护模块3的两 端电流，即所需的工作电流i。
[0066]
本公开的多mos管并接结构，工作电流i计算方便，通过上述方式计算的工作电 流i，计算结果准确，更有利于电池的过流保护控制过程。
[0067]
进一步的，本实施例中，mos管组的数量为多组，多组mos管组并接，每组mos 管组均为一个单独的模块，各mos管组的源极共点相连接，漏极共点相连接，使得各 个mos管组之间为并接结构，在具体的实施例中，可根据常用的mos管数量，加工形 成多种规格(mos管数量不同)的mos管组，这样在装配切断保护模块3时，就可以 根据需求灵活选用所需规格的mos管组进行安装，使得本公开的电池过电流保护电路 可扩展性良好，装配时更加方便灵活。
[0068]
进一步的，本实施例中，切断保护模块3还包括：
[0069]
熔断器，熔断器与mos管组串接，当熔断器熔断时，切断保护模块3呈关断状态， 通过熔断器与mos管组形成“双保险”，在mos管组失效时可通过熔断器在过流过热 环境下熔断，进而切断电池组1与外部电源5/负载6之间的电路连接，可起到稳定 可靠的过流保护作用。
[0070]
进一步的，本实施例中，所述电池过电流保护电路还包括：
[0071]
充电控制模块，所述充电控制模块接入在外部电源5与电池组1之间，且所述主 控模块2的信号输出端连接所述充电控制模块的使能端；具体的，充电控制模块由常 规的充电控制电路和两个开关三极管组成，充电控制电路一端连接主控模块2的信号 输出端，另一端连接到两个开关三极管的基极，两个开关三极管的集电极和发射极接 入在外部电源5与电池组1之间的连接电路上，当主控模块2向外输出充电驱动信号 时，两个开关三极管导通，使电池组1接通外部电源5进行充电。
[0072]
放电控制模块，所述放电控制模块接入在电池组1与负载6之间，且所述主控模 块2的信号输出端连接所述放电控制模块的使能端。具体的，放电控制模块由常规的 放电控制电路和两个开关三极管组成，放电控制电路一端连接主控模块2的信号输出 端，另一端连接到两个开关三极管的基极，两个开关三极管的集电极和发射极接入在 负载6与电池组
1之间的连接电路上，当主控模块2向外输出放电驱动信号时，两个 开关三极管导通，使电池组1接通负载6进行放电。
[0073]
上述的充电控制模块和放电控制模块，可配合主控模块2稳定地控制电池组1 的充放电动作，且结构简单，部件成本低。
[0074]
进一步的，本实施例中，采样检测模块4还包括：
[0075]
电压检测单元，电压检测单元采用常规的电压检测电路即可，电压检测单元与电 池组1电连接用于检测电池组1的电压，电压检测单元的信号输出端连接主控模块2 的信号输入端。更具体的，电压检测单元接入在电池组1的输入输出端，以实时检测 电池组1的电压，进而判断电池组1的蓄电状态，当电池组1的电压上升到一定数值 时，主控模块2判断电池组1充电完成，通过上述的充电控制模块控制电池组1停止 充电。
[0076]
温度检测单元，温度检测单元可选用热敏电阻温度检测电路，也可选用集成化的 温度传感器电路，温度检测单元设置在电池组1处用于检测电池组1的温度，温度检 测单元的信号输出端连接主控模块2的信号输入端，主控模块2接收温度检测单元的 检测信号，将信号进行识别转换，然后可通过外部显示设备对电池组1处的温度进行 显示，以便于更好地掌握电池的运行状态。
[0077]
进一步的，本实施例中，主控模块2包括mcu(microcontroller unit，微控制 单元)，mcu具有体积小、运行快、能耗低的优点，适合作为本实施例的主控模块2 的控制元件。
[0078]
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横 向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方 位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这 些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位 构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
[0079]
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各 种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保 护范围之内。