一種儲能鋰電池管理系統保護電路的製作方法
2023-04-28 19:41:06
專利名稱：一種儲能鋰電池管理系統保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種保護電路，尤其是一種儲能鋰電池管理系統保護電路。
背景技術：
隨著環保概念的逐漸深入，在儲能領域中 ，採用環保材料製作的新型鋰電池已逐步替代鉛酸電池。鋰電池具有體積小、容量大、無記憶性、放電倍率高等優點，不過其對安全性有著許多特有的要求，需要通過外部電路對其提供過充，過放，過熱，過流，短路等保護。儲能鋰電池工作電流及開機瞬間電流都比較大，一些突發情況易造成鋰電池產生過流、過放、過熱等情況，當鋰電池發生以上情況時，需要電池管理系統迅速將鋰電池斷開以保護系統的安全。圖I所示為現有技術儲能鋰電池管理系統保護電路原理圖，本電路原理圖中的儲能鋰電池由5個鋰電池串聯組成。GND端接第一節鋰電池的負極、同時GND端接地，Vl端接第一節鋰電池的正極，V2端接第二節鋰電池的正極，以此類推，V5接第五節鋰電池的正極。其中保護電路包括P溝道場效應管Q12、N溝道場效應管Q13、N溝道場效應管Q17 場效應管Q12的源極接高電平——本電路中接V4端、柵極通過電阻R41接高電平——本電路中接V4端、漏極通過電阻R35接場效應管Q13柵極，場效應管Q13的源極通過電阻R18接地、柵極通過電阻R35接場效應管Q12、漏極通過場效應管Q18的漏極和源極後通過節點11接大地，場效應管Ql7的柵極接控制晶片的DSG端、柵極通過電阻R42接地、源極接地、漏極接P溝道場效應管的柵極、漏極通過電阻R41接高電平——本電路中接V4端，還包括電阻R28，電阻R28 —端接場效應管Q13和電阻R35之間、另一端通過電阻18接地。儲能鋰電池的放電主迴路為儲能鋰電池組的負極為GND端接地、正極為V5端接負載電路的正極，負載電路的負極接節點11，節點11通過場效應管Q18的源極和漏極、N溝道場效應管Q13的漏極和源極、電阻R18接回儲能鋰電池組的負極GND端。保護電路工作原理為當儲能鋰電池組出現過充，過放，過熱，過流，短路等異常情況時，控制晶片Ul的DSG端由高電平轉為低電平，N溝道場效應管Q17因柵極電平轉低而截止，P溝道場效應管Q12因柵極電平被電阻R41拉高而截止，位於放電主迴路的N溝道場效應管Q13柵極電平被R28逐漸拉低而截止，當N溝道場效應管Q13截止之後，放電主迴路關斷，從而實現電路的保護。在電路正常工作即管理系統正常運行期間，控制晶片Ul的DSG端為高電平，場效應管Q17、場效應管Q12、場效應管Q13均為導通狀態，此時有電流由V4端至場效應管Q12和電阻R35流至電阻R28並流向鋰電池組負極。即電阻R28在管理系統正常運行期間是一直有電流通過的，為了降低管理系統的自身功耗，電阻R28的阻值必須在500kΩ以上。由於電阻R28的阻值較大，當管理系統電路需要關斷放電主迴路進行電路保護時，場效應管Q13無法迅速截止，如果在場效應管Q13截止期間主迴路有大電流通過，場效應管Q13有可能會因超功率而損壞，嚴重時會損壞整個電路。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠快速關斷主迴路，從而確保電路更安全的儲能鋰電池管理系統保護電路。本實用新型通過以下方案實現一種儲能鋰電池管理系統保護電路，所述的儲能鋰電池的放電主迴路為儲能鋰電池組的負極接地、正極接負載電路的正極，負載電路的負極接節點，節點通過場效應管Q18、N溝道場效應管Q13、電阻R18接儲能鋰電池組的負極，所述的保護電路包括P溝道場效應管Q12、N溝道場效應管Q13、N溝道場效應管Q17，所述的P溝道場效應管Q12的源極接高電平端、柵極通過電阻R41接高電平端、漏極通過電阻R35接N溝道場效應管Q13柵極，N溝道場效應管Q13的源極通過電阻R18接地、柵極通過電阻R35接P溝道場效應管Q12的漏極、漏極通過場效應管Q18的漏極和源極後通過節點接大地，N溝道場效應管Q17的柵極接控制晶片的DSG端、柵極通過電阻R42接地、漏極接P溝道場效應管的柵極、漏極通過電阻R41接高電平端、源極接地，還包括場效應管Q15，所述的場效應管Q15為N溝道場效應管，所述的場效應管Q15的柵極通過電阻R36和電阻R41接高電平、源極通過電阻R18接地、漏極通過電阻R35接場效應管Q12的漏極。本實用新型取得的有益效果為場效應管Q15導通內阻很小，可令場效應管Q13快速關斷而不會因關斷過慢而損壞，更安全的保護整個電路；在管理系統正常運行期間場效應管Q15是不導通的所以不產生功耗；場效應管Q15為常用的小型信號管價格便宜，因此改進成本低。
圖I所示為現有技術儲能鋰電池管理系統保護電路原理圖。圖2為本實用新型實施例電路原理圖。
具體實施方式
如附圖2所示設計一種儲能鋰電池管理系統保護電路，所述的儲能鋰電池的放電主迴路為儲能鋰電池組的負極接地、正極接負載電路的正極，負載電路的負極接節點11，節點11通過場效應管9184溝道場效應管013、電阻1 18接儲能鋰電池組的負極，所述的保護電路包括P溝道場效應管Q12、N溝道場效應管Q13、N溝道場效應管Q17，所述的P溝道場效應管Q12的源極接高電平端、柵極通過電阻R41接高電平端、漏極通過電阻R35接N溝道場效應管Q13柵極，N溝道場效應管Q13的源極通過電阻R18接地、柵極通過電阻R35接P溝道場效應管Q12的漏極、漏極通過場效應管Q18的漏極和源極後通過節點11接大地，N溝道場效應管Q17的柵極接控制晶片的DSG端、柵極通過電阻R42接地、漏極接P溝道場效應管的柵極、漏極通過電阻R41接高電平端、源極接地，還包括場效應管Q15，所述的場效應管Q15為N溝道場效應管，所述的場效應管Q15的柵極通過電阻R36和電阻R41接高電平、源極通過電阻R18接地、漏極通過電阻R35接場效應管Q12的漏極。保護電路工作原理為當儲能鋰電池組出現過充，過放，過熱，過流，短路等異常情況時，控制晶片Ul的DSG端由高電平轉為低電平，N溝道場效應管Q17因柵極電平轉低而截止，進而P溝道場效應管Q12因柵極電平被電阻R41拉高而截止、N溝道場效應管Q15因柵極電平被電阻R36、電阻R41拉高而導通，進而位於放電主迴路的N溝道場效應管Q13柵極電平被N溝道場效應管Q15拉低而截止，當N溝道場效應管Q13截止之後，放電主迴路關斷，從而實現電路的保護。由於場效應管Q15的導通內阻很小，故可快速拉低場效應管Q13的柵極電平使場效應管Q13快速截止，從而避免了場效應管Q13無法迅速截止而因超功率而損壞，嚴重時會損壞整個電路的情況。當放電主迴路正常工作時，控制晶片Ul的DSG端為高電平，N溝道場效應管Q17因柵極為高電平從而導通，進而P溝道場效應管Q12因柵極電平為低電平導通，進而位於放電主迴路的N溝道場效應管Q13因柵極為高電平而導通，此時放電主迴路處於正常放電狀態。而此時N溝道場效應管Q15的柵極為低電平而截止，此時場效應管Q15不產生功耗。·
權利要求1. 一種儲能鋰電池管理系統保護電路，所述的儲能鋰電池的放電主迴路為儲能鋰電池組的負極接地、正極接負載電路的正極，負載電路的負極接節點(11)，節點通過場效應管Q18、N溝道場效應管Q13、電阻R18接儲能鋰電池組的負極，所述的保護電路包括P溝道場效應管Q12、N溝道場效應管Q13、N溝道場效應管Q17，所述的P溝道場效應管Q12的源極接高電平端、柵極通過電阻R41接高電平端、漏極通過電阻R35接N溝道場效應管Q13柵極，N溝道場效應管Q13的源極通過電阻R18接地、柵極通過電阻R35接P溝道場效應管Q12的漏極、漏極通過場效應管Q18的漏極和源極後通過節點接大地，N溝道場效應管Q17的柵極接控制晶片的DSG端、柵極通過電阻R42接地、漏極接P溝道場效應管的柵極、漏極通過電阻R41接高電平端、源極接地，其特徵在於 還包括場效應管Q15,所述的場效應管Q15為N溝道場效應管,所述的場效應管Q15的柵極通過電阻R36和電阻R41接高電平、源極通過電阻R18接地、漏極通過電阻R35接場效應管Q12的漏極。
專利摘要一種儲能鋰電池管理系統保護電路，包括P溝道場效應管Q12、N溝道場效應管Q13、N溝道場效應管Q17，所述的N溝道場效應管Q13位於放電主迴路中，還包括場效應管Q15。當儲能鋰電池組出現過放，過熱，過流等異常情況時，場效應管Q15可令場效應管Q13快速關斷從而使場效應管Q13不會因關斷過慢而損壞，更安全的保護整個電路，同時在管理系統正常運行期間場效應管Q15是不導通的所以不產生功耗。
文檔編號H02H7/18GK202488112SQ20112053730
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者楊宇幫 申請人:惠州市藍微電子有限公司