[发明专利]一种电池保护装置及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路领域，特别涉及一种电池保护装置及保护方法。

背景技术

通用的可充电池保护方案是电芯电压通过两个串接的充电开关和放电开关向负载输出，如果电芯电压在电池保护芯片设定的范围内，充电开关和放电开关一直是开通的，随时可以向外输出大的电流。由于电池的极片裸露在空气中，容易被外界的导电物体接触到，当电池的放电输出端正、负极片间有导体短路，电池瞬间有大电流输出，由此而产生极片打火，易引发火灾或烫伤的事故。

可充电池用在手持电器上，更换电池时，由于电池对电器线路电容的充电，电池极片在上电瞬间有大电流流通，出现极片打火碳化。经多次更换电池产生的打火碳化之后，电池极片接触不良，必须维修或更换电池极片，电器才能正常供电，影响电池和电器的可靠性。

目前，过流保护多数是先把输出电流转换成电压进行采样，将采样电压与预先设定的基准电压比较，根据比较结果调整电池放电开关管的工作状态，达到改变输出电流的目的。但由于电流控制环路的延迟作用，对于输出快速变化的大电流来说，在限流控制开始动作时，电池的实际输出电流已经超出预先设定的限制电流值。在这段延迟时间内，快速的瞬间大电流可能已造成事故。

参见图1，示出现有的电池保护装置，包括充放电控制逻辑器U1和电压比较器U2，电压比较器U2一输入端接入基准电压Vref，另一输入端通过电阻RS连接电池放电端口负极P-，充放电控制逻辑器U1一输出端连接放电MOS管Q1的栅极，另一输出端连接充电MOS管Q2的栅极；放电MOS管Q1源极极连接电芯的负极，漏极连接充电MOS管Q2的源极，充电MOS管Q2的漏极连接放电端口负极P-。放电MOS管Q1控制放电，充电MOS管Q2控制充电。

在正常情况下，放电MOS管Q1、充电MOS管Q2都处于导通状态，导通时有一定的导通电阻Rds(on)，当电池放电端口正极P+、P-间加上负载后，电池的输出电流会在导通的放电MOS管Q1、充电MOS管Q2上产生压降，电压比较器U2把放电端口负极P-的采样电压与预先设置的基准电压Vref进行比较，电池输出电流大于限定值时，放电端口负极P-的采用电压高于基准电压Vref，电压比较器U1将改变输出状态，充放电控制逻辑器U1控制放电MOS管Q1断开，电池停止放电。

这种控制方式先对电流不做限制，待电流大于设定值时，再做限制。但是，电路把放电端口负极P-的采样电压与基准电压Vref作比较，然后再输出信号Dout去控制放电MOS管Q1断开，这个过程有一定的延迟时间。因为该延迟时间存在，如果电池输出的电路电流快速上升，放电MOS管Q1断开时，电池输出的电流比实际要限制的电流值将会大得多。例如，有一款用上述限流保护方案的电池，线路设置的放电输出电流极限时3A，但是，当这个电池在给手持电器供电瞬间(该电器正常工作时的最大平均电流是1.7A)，测试到的瞬间峰值电流可达15A(见图2)。

可见，现有电池放电保护装置的缺陷在于，由于平时电池对外的供电开关是常通的，电池的放电输出端口只要接上负载就有电流输出，输出如果突然短路，很容易发生打火伤人的事故。并且打火事故使电池极片易出现碳化接触不良的现象，影响电池极片的使用寿命，从而影响电子产品的可靠性。

发明内容

本发明的目的提供一种电池保护装置，该电池保护装置有效抑制的瞬态大电流，防止发生打火伤人的事故，增强电池使用的安全性。

本发明一种电池保护装置，包括充放电控制逻辑器，一输出端连接第一MOS管的栅极(Q1)，另一输出端连接第二MOS管(Q2)的栅极；第一MOS管(Q1)源极连地，漏极连接第二MOS管(Q2)源极，第二MOS管(Q2)的漏极连接放电端口负极(P-)；还包括：反馈端(S)和放电控制单元：放电控制单元一端连接反馈端(S)，一端连接放电端口；反馈端(S)，用于电池接通负载时，获取反馈电压；放电控制单元，用于在反馈端(S)获得反馈电压时，控制放电开关管延时导通，且使放电开关管的导通电阻由大到小变化。

优选的，所述放电控制单元包括第三MOS管(Q3)、第四MOS管(Q4)和第五MOS管(Q5)，第五MOS管(Q5)源极接充电第二MOS管(Q2)的漏极，第五MOS管(Q5)漏极接放电端口负极(P-)，第五MOS管(Q5)栅极通过并联的第一电容(C1)接地，还接到第三MOS管(Q3)的漏极；第三MOS管(Q3)的源极接放电端口正极(P+)，栅极接到放电端口正极(P+)，还接到第四MOS管(Q4)的漏极；第四MOS管(Q4)源极接地，栅极接到反馈端(S)。