[发明专利]一种锂电池短路保护电路

说明书

技术领域

本发明属于电路控制技术领域，涉及电动工具内部电路，尤其涉及一种锂电池短路保护电路。

背景技术

目前在各种机械行业中、建筑业和家具制造业中，小型电动工具因具有体积小巧、操作灵活等优点已应用非常广泛，现有的小型电动工具已大多采用锂离子电池作为主要电源，主要是由于锂离子电池具有体积小，能量密度高，无记忆效应，循环寿命高，自放电率低等优点，但是同时锂离子电池对充放电要求很高，当过充、过放、过电流及短路等情况发生时，如发生短路时如不及时进行处理，很可能会烧毁电动工具内的电机或引起锂电池爆炸，因此需要设置短路保护电路对锂电池进行控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种锂电池短路保护电路，提高整个电路的安全性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锂电池短路保护电路，其特征在于，包括多个串联接一起的电池芯组、双栅极场效应管Q1、检测单元以及输出调整单元，所述的电池芯组的正极端与检测单元连接，电池芯组的负极端与输出调整单元连接，双栅极场效应管Q1连接在检测单元以及输出调整单元之间，所述的检测单元包括控制芯片MCU、电容C1、电阻R1、稳压二极管DZ3以及电阻R2，所述的电容C1、电阻R1以及稳压二极管DZ3三者相互并联后一端与电阻R2串联连接，另一端与控制芯片MCU的A/D端连接，所述电阻R2的一端与双栅极场效应管Q1的漏极连接，所述的电容C1的一端连接到公共接地端。

为优化上述方案采取的措施具体包括：

在上述的一种锂电池短路保护电路中，所述的电阻R2的另一端与电池芯组之间连接有单向二级管D1，在单向二级管D1的两端分别为CHR+端和CHR-端。

在上述的一种锂电池短路保护电路中，所述的电容C1的电容值为0.01uf，所述的电阻R1的电阻值为38K，所述的电阻R2的电阻值为10K。

在上述的一种锂电池短路保护电路中，所述的输出调整单元包括通过控制芯片MCU控制的RC2端、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、三极管Q2以及三极管Q3，所述的电阻R4和电阻R5串联连接后与电阻R3并联连接，电阻R3和电阻R4共同连接到D+端，三极管Q3的基极与电阻R5连接，三极管Q3的基极的发射极与电阻R3连接，三极管Q3的集电极分别与电阻R7和双栅极场效应管Q1的栅极连接，所述的RC2端与电阻R6的一端串联连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极连接，所述的三极管Q2的集电极连接在电阻R4和电阻R5之间，三极管Q2的发射极分别连接到电阻R7和电池芯组的负极端。

在上述的一种锂电池短路保护电路中，所述的电阻R7上还并联设置有稳压二极管DZ2，所述的稳压二极管DZ2的一端连接在双栅极场效应管Q1的栅极与三极管Q3的集电极之间，另一端连接在三极管Q2的发射极和电池芯组的负极端之间。

在上述的一种锂电池短路保护电路中，所述的电阻R3的电阻值为2K，电阻R4的电阻值为1M，电阻R5的电阻值为100K，电阻R6的电阻值为100K，电阻R7的电阻值为68K。

在上述的一种锂电池短路保护电路中，所述的双栅极场效应管Q1的源极和漏极之间连接有稳压二极管DZ1，所述的双栅极场效应管Q1的源极连接到公共接地端，所述的双栅极场效应管Q1的内阻为2.6～3.7mΩ。

在上述的一种锂电池短路保护电路中，本短路保护电路按以下方法进行控制保护：在电池芯组不工作时控制芯片MCU处于休眠状态，这时双栅极场效应管Q1关闭，内阻无穷大，当电池芯组启动工作时(相当于在CHR+端和CHR-端之间加载)，由于双栅极场效应管Q1关闭，双栅极场效应管Q1的源极电压等于电池芯组电压，当电路出现负载短路时，此时控制芯片MCU的A/D端检测到高电位，控制芯片MCU被唤醒，并通过RC2端打开双栅极场效应管Q1开始放电。

在上述的一种锂电池短路保护电路中，当电流超过110A时认为负载短路，此时双栅极场效应管Q1的源极按最小内阻计算为110A*2.6mΩ＝286Mv，按最大内阻计算为110A*3.7mΩ＝407Mv，取中间值350mv，当控制芯片MCU的A/D端采样到350mv以上时长5ms以上就关闭双栅极场效应管Q1。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过控制芯片MCU的A/D端检测电路电压并控制锂电池的充放电，以保证电动工具使用安全性和稳定性，整个电路结构简单，反应速度快，具备较好的实用性和兼容性。

附图说明