[发明专利]电池输出短路保护电路

说明书

技术领域

本发明是为一种保护电路，特别指一种电池输出短路保护电路。

背景技术

随着锂离子应用范围越来越广，对锂电池保护电路的要求也变得多样化、复杂化。过去的电池保护电路，针对锂系列的电池在短路时，因为过度的充、放电导致电池炸坏或损毁、电源起火等问题所提供的一种保护机制，此保护机制亦可搭配温度控管功能，使电池温度过高时可以立即对应停止充放电。

请参阅图1，现有技术是由一开关组件1、一电压比较器2、一参考电压Vref以及一分压保护电阻3所组成。该开关组件1具有一栅极端11、一第一端12及一第二端13，该第一端12电连接至一电池100，而该第二端13电连接至一第一输出负载端61；该电压比较器2具有一输出端21、一第一输入端22及一第二输入端23，该输出端21电连接至开关组件的栅极端11；该参考电压Vref电连接至电压比较器2的第二输入端23；该分压保护电阻3电连接于第二输出负载端62与电池100之间，而该第二输出负载端62再电连接至电压比较器2的第一输入端22。

请参阅图1，当第一输出负载端61与第二输出负载端62接上负载6时，该分压保护电阻3与第二输出负载端62的负载6共同承受电池100的分压，该分压保护电阻3的分压相对于电压比较器2的参考电压Vref较小，使分压比较器2输出一低准位的信号，该信号再经过开关组件1使整个回路启用，此时呈现正常供电的状态。当第一输出负载端61与第二输出负载端62短路时，该分压保护电阻3直接承受来自于电池100的分压，该分压相对于电压比较器2的参考电压Vref较大，使电压比较器2输出一高准位的信号，该信号再经过开关组件1使整个回路停滞，此时则呈现保护切换的状态。该分压保护电阻3所扮演的即是一状态分压感测的角色，可以藉由所感测到的分压来决定整个回路的启用与停滞，最终达到保护锂系列电池的目的。

然而，这样的保护机制功能虽然很强大，也很容易实现，却仍有其需要改进的空间。因为这样的电池输出短路保护电路使用的主要组件是一大功率的分压保护电阻，当该电阻很大时，在常态供电的状态会产生很高的温度，并且会造成不必要的能量损耗；而当该电阻很小时，却必需支出高额的花费；此外，将分压保护电阻与负载做串联亦会产生负载效应，目的确实是达到了，却无法兼顾效率与成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的即是提供一种电池输出短路保护电路，藉由一短路感测组件来取代现有技术中的分压保护电阻，扮演一感测输出负载端是否短路的感测组件，避免分压保护电阻所造成的大功率损耗与负载效应等问题。

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段，是在一种电池输出短路保护电路包括了：一开关组件、一电压比较器、一参考电压、一状态电压产生电路及一短路感测组件。该开关组件，具有一栅极端、一第一端及一第二端，该第一端电连接至一电池，而该第二端电连接至一负载端；该电压比较器，具有一输出端、一第一输入端及一第二输入端，该输出端电连接至开关组件的栅极端；该参考电压，电连接至电压比较器的第一输入端；该状态电压产生电路，具有一电压输出端电连接至电压比较器的第二输入端；该短路感测组件，具有一第一电连接端与一第二电连接端分别电连接至第一输出负载端与状态电压产生电路的电压输出端。

当正常供电时输出负载端接上负载，该短路感测组件断路，状态电压产生电路随即输出一高于参考电压的电压值，使电压比较器输出一低准位信号，经由开关组件之后使整个回路呈现导通状态；而当输出负载端短路时，该短路感测组件即导通，使状态电压产生电路随即输出一低于参考电压的电压值，使电压比较器输出一高准位信号，经由开关组件之后使整个回路呈现断路状态。藉由短路感测组件来感测回路的输出负载端是否短路，来确实达到保护电池的目的。

本发明如此的设计只需要使用小功率的分压电阻于状态电压产生电路中即可，不需要用到大功率电阻，使本发明的耗电率大幅下降；此外，本发明使锂电池在正常供电时，小功率的分压电阻未流经负载电流，只提供了偏压，不但耗电较小，更无所谓虚耗功率的问题；再者，因为不需要现有技术中的分压保护电阻直接与负载串联，避免掉了负载效应的问题，因此这样的设计更能适应于大电流、高动力的电机(如电动车)。

总合以上优点，本发明不只是解决了先前技术的问题，更确实地提供了一个更具备灵活性的设计，在未来绿能产业想必可以预见本发明将广泛的应用在锂系列的电池保护之中。

附图说明

图1是显示习知技术的示意图；

图2是显示本发明电池输出短路保护电路的系统架构图；