一种供电设备、电池保护装置及其保护电路论文和设计-莫敏聪

全文摘要

本公开提出了一种供电设备、电池保护装置及其保护电路，该电池保护电路通过采用包括第一级保护模块、第二级保护模块以及第三级保护模块组成的电路结构，使得第一级保护模块对锂电池组中的锂电池进行第一级充放电保护，第二级保护模块对锂电池组中的锂电池进行第二级充放电保护，第三级保护模块对锂电池组中的锂电池进行过温保护，以实现防止锂电池中的电池发生损坏，并且其电路结构简单、便于设计，解决了现有的电池保护电路存在结构复杂，不便于设计的问题。

主设计要求

1.一种电池保护电路，用于对锂电池组中的锂电池进行保护，其特征在于，所述电池保护电路包括：第一级保护模块、第二级保护模块以及第三级保护模块；所述第一级保护模块的第一输入端、所述第二级保护模块的第一输入端以及所述第三级保护模块的第一输入端均与所述锂电池组的第一端连接，所述第一级保护模块的第二输入端与所述第二级保护模块的第二输入端均与所述锂电池组的第二端连接，所述第一级保护模块的第三输入端与所述锂电池组的第三端连接，所述第二级保护模块的第三输入端与所述第一级保护模块的输出端连接，所述第二级保护模块的输出端与所述第三级保护模块的第二输入端连接，所述第三级保护模块的输出端与充电设备连接；所述第一级保护模块获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差对所述锂电池组中的锂电池进行第一级充放电保护；所述第二级保护模块获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差对所述锂电池组中的锂电池进行第二级充放电保护；所述第三级保护模块获取所述锂电池组的温度，并根据所述锂电池组的温度对所述锂电池组中的锂电池进行过温保护。

设计方案

1.一种电池保护电路，用于对锂电池组中的锂电池进行保护，其特征在于，所述电池保护电路包括：

第一级保护模块、第二级保护模块以及第三级保护模块；

所述第一级保护模块的第一输入端、所述第二级保护模块的第一输入端以及所述第三级保护模块的第一输入端均与所述锂电池组的第一端连接，所述第一级保护模块的第二输入端与所述第二级保护模块的第二输入端均与所述锂电池组的第二端连接，所述第一级保护模块的第三输入端与所述锂电池组的第三端连接，所述第二级保护模块的第三输入端与所述第一级保护模块的输出端连接，所述第二级保护模块的输出端与所述第三级保护模块的第二输入端连接，所述第三级保护模块的输出端与充电设备连接；

所述第一级保护模块获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差对所述锂电池组中的锂电池进行第一级充放电保护；所述第二级保护模块获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差对所述锂电池组中的锂电池进行第二级充放电保护；所述第三级保护模块获取所述锂电池组的温度，并根据所述锂电池组的温度对所述锂电池组中的锂电池进行过温保护。

2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一级保护模块包括第一电压检测单元与第一开关单元；

所述第一电压检测单元的第一输入端为所述第一级保护模块的第一输入端，所述第一电压检测单元的第二输入端为所述第一级保护模块的第二输入端，所述第一电压检测单元的第三输入端为所述第一级保护模块的第三输入端，所述第一电压检测单元的输出端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一电压检测单元的检测端与所述第一开关单元的输出端共接形成所述第一级保护模块的输出端，所述第一电压检测单元的第一控制端与所述第一开关单元的第一控制端连接，所述第一电压检测单元的第二控制端与所述第一开关单元的第二控制端连接；

所述第一电压检测单元获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差，控制所述第一开关单元处于第一工作状态，以对所述锂电池组中的锂电池进行第一级充电保护；

所述第一电压检测单元获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差，控制所述第一开关单元处于第二工作状态，以对所述锂电池组中的锂电池进行第一级放电保护。

3.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一电压检测单元包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容以及第一电压检测芯片；

所述第一电阻的第一端为所述第一电压检测单元的第一输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端共接，并与所述第一电压检测芯片的第五引脚连接，所述第二电阻的第一端为所述第一电压检测单元的第二输入端，所述第二电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，并与所述第一电压检测芯片的第四引脚连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端、所述第一电压检测芯片的第六引脚以及所述第四电阻的第一端共接形成所述第一电压检测单元的第三输入端，所述第四电阻的第二端为所述第一电压检测单元的输出端，所述第一电压检测芯片的第三引脚与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端为所述第一电压检测单元的检测端，所述第一电压检测芯片的第一引脚为所述第一电压检测单元的第一控制端，所述第一电压检测芯片的第二引脚为所述第一电压检测单元的第二控制端。

4.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：

第一开关元件与第二开关元件；

所述第一开关元件的控制端为所述第一开关单元的第一控制端，所述第二开关元件的控制端为所述第一开关单元的第二控制端，所述第一开关元件的输入端为所述第一开关单元的输入端，所述第一开关元件的输出端与所述第二开关元件的输入端连接，所述第二开关元件的输出端为所述第一开关单元的输出端。

5.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二级保护模块包括第二电压检测单元与第二开关单元；

所述第二电压检测单元的第一输入端为所述第二级保护模块的第一输入端，所述第二电压检测单元的第二输入端为所述第二级保护模块的第二输入端，所述第二电压检测单元的第三输入端为所述第二级保护模块的第三输入端，所述第二电压检测单元的输出端与所述第二开关单元的输入端连接，所述第二电压检测单元的检测端与所述第二开关单元的输出端共接形成所述第二级保护模块的输出端，所述第二电压检测单元的第一控制端与所述第二开关单元的第一控制端连接，所述第二电压检测单元的第二控制端与所述第二开关单元的第二控制端连接；

所述第二电压检测单元获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差，控制所述第二开关单元处于第一工作状态，以对所述锂电池组中的锂电池进行第二级充电保护；

所述第二电压检测单元获取所述锂电池组的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据所述第二端电压与所述第一端电压之间的压差或者所述第三端电压与所述第二端电压之间的压差，控制所述第二开关单元处于第二工作状态，以对所述锂电池组中的锂电池进行第二级放电保护。

6.如权利要求5所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二电压检测单元包括：

第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容以及第二电压检测芯片；

所述第五电阻的第一端为所述第二电压检测单元的第一输入端，所述第五电阻的第二端与所述第三电容的第一端共接，并与所述第二电压检测芯片的第五引脚连接，所述第六电阻的第一端为所述第二电压检测单元的第二输入端，所述第六电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，并与所述第二电压检测芯片的第四引脚连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第二端、所述第二电压检测芯片的第六引脚以及所述第八电阻的第一端共接形成所述第二电压检测单元的第三输入端，所述第八电阻的第二端为所述第二电压检测单元的输出端，所述第二电压检测芯片的第三引脚与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端为所述第二电压检测单元的检测端，所述第二电压检测芯片的第一引脚为所述第二电压检测单元的第一控制端，所述第二电压检测芯片的第二引脚为所述第二电压检测单元的第二控制端。

7.如权利要求5所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二开关单元包括：

第三开关元件与第四开关元件；

所述第三开关元件的控制端为所述第二开关单元的第一控制端，所述第四开关元件的控制端为所述第二开关单元的第二控制端，所述第三开关元件的输入端为所述第二开关单元的输入端，所述第三开关元件的输出端与所述第四开关元件的输入端连接，所述第四开关元件的输出端为所述第二开关单元的输出端。

8.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述第三级保护模块包括：

反接保护单元与过温保护单元；

所述反接保护单元的第一输入端为所述第三级保护模块的第一输入端，所述反接保护单元的输出端与所述过温保护单元的输入端连接，所述反接保护单元的第二输入端为所述第三级保护模块的第二输出端，所述过温保护单元的输出端与所述反接保护单元的第二输入端共接形成所述第三级保护模块的输出端；

所述反接保护单元在所述充电设备与所述锂电池组反接时，对所述锂电池组中的锂电池进行防反接保护；所述过温保护单元获取所述锂电池组的温度，并根据所述锂电池组的温度对所述锂电池组中的锂电池进行过温保护。

9.一种电池保护装置，其特征在于，所述电池保护装置包括如权利要求1至8任一项所述的电池保护电路。

10.一种供电设备，包括锂电池组，其特征在于，所述供电设备还包括如权利要求9所述的电池保护装置。

设计说明书

技术领域

本公开涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种供电设备、电池保护装置及其保护电路。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，锂电池已经成为了供电时所需的主流电源，而随着锂电池的广泛应用和用电设备的充电功率增大，多节锂电池组成锂电池组使用已经成为了必然。此外，由于现有的锂电池允许在隔爆外壳内充电，因此如何防止锂电池组中的电池发生损坏已经成为目前亟待解决的问题之一。

目前，为了解决上述技术问题，现有技术主要采用运算放大电路对锂电池进行降压输入，虽然该方法可以对锂电池进行有效保护，但是其电路结构复杂，不方便设计。

综上所述，现有的电池保护电路存在结构复杂，不便于设计的问题。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种供电设备、电池保护装置及其保护电路，以解决现有的电池保护电路存在结构复杂，不便于设计的问题。

本公开是这样实现的，本公开第一方面提供一种电池保护电路，用于对锂电池组中的锂电池进行保护，所述电池保护电路包括：

第一级保护模块、第二级保护模块以及第三级保护模块；

本公开第二方面提供一种电池保护装置，所述电池保护装置包括第一方面所述的电池保护电路。

本公开第三方面提供一种供电设备，所述供电设备包括锂电池组和第二方面所述的电池保护装置。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开第一种实施例提供的一种电池保护电路的结构示意图；

图2是本公开第二种实施例提供的一种电池保护电路的另一结构示意图；

图3是本公开第三种实施例提供的一种电池保护电路的电路结构示意图；

图4是本公开第四种实施例提供的一种供电设备的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

进一步地，以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本公开实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本公开。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本公开的描述。

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

为了说明本公开的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本公开实施例提供一种电池保护电路1，如图1所示，该电池保护电路1用于对锂电池组2中的锂电池进行保护。该锂电池保护电路1包括第一级保护模块11、第二级保护模块12以及第三级保护模块13。

其中，第一级保护模块11的第一输入端、第二级保护模块12的第一输入端以及第三级保护模块13的第一输入端均与锂电池组2的第一端连接，第一级保护模块11的第二输入端与第二级保护模块12的第二输入端均与锂电池组2的第二端连接，第一级保护模块11的第三输入端与锂电池组2的第三端连接，第二级保护模块12的第三输入端与第一级保护模块11的输出端连接，第二级保护模块12的输出端与第三级保护模块13的第二输入端连接，第三级保护模块13的输出端与充电设备3连接。

具体的，第一级保护模块11获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差对锂电池组2中的锂电池进行第一级充放电保护；第二级保护模块12获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差对锂电池组2中的锂电池进行第二级充放电保护；第三级保护模块13获取锂电池组2的温度，并根据锂电池组2的温度对锂电池组2中的锂电池进行过温保护。

具体实施时，锂电池组2采用双节锂电池串联实现，该锂电池组2的第一端为第一锂电池的正端，锂电池组2的第二端为第一锂电池与第二锂电池的连接端，锂电池组2的第三端为第二锂电池的负端；当然本领域技术人员可以理解的是，锂电池组2中也可以包括两个锂电池包，第一锂电池包的第一端为锂电池组2的第一端，第一锂电池包与第二锂电池包的连接处为锂电池组的2的第二端，第二锂电池包的第二端为锂电池组2的第三端，并且每个锂电池包括包括多个锂电池，该多个锂电池可以串联连接，也可以并联连接，此处并不做具体限制。

在本公开实施例中，本公开提供的电池保护电路通过采用第一级保护模块对锂电池组中的锂电池进行第一级充放电保护，第二级保护模块对锂电池组中的锂电池进行第二级充放电保护，第三级保护模块对锂电池组中的锂电池进行过温保护，以实现防止锂电池中的电池发生损坏，并且其电路结构简单、便于设计。

进一步地，作为本公开一种实施方式，第一级保护模块11和第二保护模块12还用于在锂电池组2进行充放电或者外部电路发生短路时，获取锂电池组2的充放电过程中的检测电压，并根据该检测电压对锂电池组2进行充放电保护。

具体实施时，当锂电池组2中的锂电池放电电流过大，或者外部发生短路时，第一级保护模块11检测电压大于放电过流保护设置电压或者短路保护电压，则控制锂电池组2中的锂电池停止放电，以对锂电池组2中的锂电池进行放电保护；当锂电池组2中的锂电池充电电流过大时，第一级保护模块11检测电压小于充电电过流保护设置电压，则控制锂电池组2中的锂电池停止充电，以对锂电池组2中的锂电池进行充电保护；需要说明的是，在本公开实施例中，当第一级保护模块11发生故障时，则第二级保护模块12对锂电池组2进行保护，其具体工作原理可参考第一级保护模块11的相关描述，此处不再赘述。

在本公开实施例中，本公开提供的电池保护电路1通过第一级保护模块11和第二保护模块12在锂电池组2进行充放电或者外部电路发生短路时，获取锂电池组2的充放电过程中的检测电压，并根据该检测电压对锂电池组2进行充放电保护，可有效防止锂电池组2中的电池发生损坏，提高了锂电池组2的使用寿命；此外，采用两级充放电以及短路保护电路可进一步降低锂电池组2发生损坏的可能。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图2所示，第一级保护模块11包括第一电压检测单元111与第一开关单元112。

其中，第一电压检测单元111的第一输入端为第一级保护模块11的第一输入端，第一电压检测单元111的第二输入端为第一级保护模块11的第二输入端，第一电压检测单元111的第三输入端为第一级保护模块11的第三输入端，第一电压检测单元111的输出端与第一开关单元112的输入端连接，第一电压检测单元111的检测端与第一开关单元112的输出端共接形成第一级保护模块11的输出端，第一电压检测单元111的第一控制端与第一开关单元112的第一控制端连接，第一电压检测单元111的第二控制端与第一开关单元112的第二控制端连接。

具体的，第一电压检测单元111获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差，控制第一开关单元112处于第一工作状态，以对锂电池组2中的锂电池进行第一级充电保护；

第一电压检测单元111获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差，控制第一开关单元112处于第二工作状态，以对锂电池组2中的锂电池进行第一级放电保护。

具体实施时，当第一电压检测单元111获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压之后，则将第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差与过充设置电压进行对比，当第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差超过过充设置电压时，则控制第一开关单元112处于第一工作状态，以对锂电池组2中的锂电池进行第一级充电保护。

当第一电压检测单元111获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压之后，则将第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差与过放设置电压进行对比，当第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差低于过放设置电压时，则控制第一开关单元112处于第二工作状态，以对锂电池组2中的锂电池进行第一级放电保护。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，第一电压检测单元111包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、

第二电容C2以及第一电压检测芯片U1。

其中，第一电阻R1的第一端为第一电压检测单元111的第一输入端，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端共接，并与第一电压检测芯片U1的第五引脚5连接，第二电阻R2的第一端为第一电压检测单元111的第二输入端，第二电阻R2的第二端与第二电容C2的第一端连接，并与第一电压检测芯片U1的第四引脚4连接，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第二端、第一电压检测芯片U1的第六引脚6以及第四电阻R4的第一端共接形成第一电压检测单元111的第三输入端，第四电阻R4的第二端为第一电压检测单元111的输出端，第一电压检测芯片U1的第三引脚3与第三电阻R3的第一端连接，

第三电阻R3的第二端为第一电压检测单元111的检测端，第一电压检测芯片U1的第一引脚1为第一电压检测单元111的第一控制端，第一电压检测芯片U1的第二引脚2为第一电压检测单元111的第二控制端。

具体实施时，第一电压检测芯片U1采用型号为S8252的芯片实现，该芯片的具体结构与工作原理可参考现有技术，此处不再赘述；此外，在本公开实施例中，第一电阻R1为第一电压检测芯片U1的供电限流电阻，第一电压检测芯片U1可通过该第一电阻R1获取锂电池组2的第一端电压；第二电阻R2为第一电压检测芯片U1的限流电阻，第一电压检测芯片U1可通过该第二电阻R2获取锂电池组2的第二端电压；第一电容C1和第二电容C2为第一电压检测芯片U1的滤波电容；第三电阻R3为第一电压检测芯片U1的过流电测电阻，

第四电阻R4为过流保护调节电阻；需要说明的是，在本公开实施例中，第一电压检测芯片U1及其外围器件所组成的电路的工作原理，后续将进行详细说明，此处不再赘述。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，第一开关单元112包括：第一开关元件Q1与第二开关元件Q2。

其中，第一开关元件Q1的控制端为第一开关单元112的第一控制端，第二开关元件Q2的控制端为第一开关单元112的第二控制端，第一开关元件Q1的输入端为第一开关单元112的输入端，第一开关元件的Q1输出端与第二开关元件Q2的输入端连接，第二开关元件Q2的输出端为第一开关单元112的输出端。

具体实施时，第一开关元件Q1为放电控制开关，第二开关元件Q2为充电控制开关。第一开关元件Q1采用晶体管并联二极管的方式实现，该晶体管可采用N型MOS管，也可以采用P型MOS管实现，本实施例中以N型MOS管为例，第一开关元件Q1为N型MOS管时，该N型MOS管的栅极为第一开关元件Q1的控制端，该N型MOS管的漏极为第一开关元件Q1的输入端，该N型MOS管的源极为第一开关元件Q1的输出端；需要说明的是，在本公开实施例中，第二开关元件Q2的实现方式与第一开关元件Q1的相同，具体可参考第一开关元件Q1的相关描述，此处不再赘述。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图2所示，第二级保护模块12包括第二电压检测单元121与第二开关单元122。

其中，第二电压检测单元121的第一输入端为第二级保护模块12的第一输入端，第二电压检测单元121的第二输入端为第二级保护模块12的第二输入端，第二电压检测单元121的第三输入端为第二级保护模块12的第三输入端，第二电压检测单元121的输出端与第二开关单元122的输入端连接，第二电压检测单元121的检测端与第二开关单元122的输出端共接形成第二级保护模块12的输出端，第二电压检测单元121的第一控制端与第二开关单元122的第一控制端连接，第二电压检测单元121的第二控制端与第二开关单元122的第二控制端连接。

具体的，第二电压检测单元121获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差，控制第二开关单元122处于第一工作状态，以对锂电池组2中的锂电池进行第二级充电保护；

第二电压检测单元121获取锂电池组2的第一端电压、第二端电压以及第三端电压，并根据第二端电压与第一端电压之间的压差或者第三端电压与第二端电压之间的压差，控制第二开关单元122处于第二工作状态，以对锂电池组2中的锂电池进行第二级放电保护。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，第二电压检测单元121包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3、第四电容C4以及第二电压检测芯片U2。

其中，第五电阻R5的第一端为第二电压检测单元121的第一输入端，第五电阻R5的第二端与第三电容C3的第一端共接，并与第二电压检测芯片U2的第五引脚5连接，第六电阻R6的第一端为第二电压检测单元121的第二输入端，第六电阻R6的第二端与第四电容C4的第一端连接，并与第二电压检测芯片U2的第四引脚4连接，第三电容C3的第二端与第四电容C4的第二端、第二电压检测芯片U2的第六引脚6以及第八电阻R8的第一端共接形成第二电压检测单元121的第三输入端，第八电阻R8的第二端为第二电压检测单元121的输出端，第二电压检测芯片U2的第三引脚3与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端为第二电压检测单元121的检测端，第二电压检测芯片U2的第一引脚1为第二电压检测单元121的第一控制端，第二电压检测芯片U2的第二引脚2为第二电压检测单元121的第二控制端。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，第二开关单元122包括：第三开关元件Q3与第四开关元件Q4。

其中，第三开关元件Q3的控制端为第二开关单元122的第一控制端，第四开关元件Q4的控制端为第二开关单元122的第二控制端，第三开关元件Q3的输入端为第二开关单元122的输入端，第三开关元件Q3的输出端与第四开关元件Q4的输入端连接，第四开关元件Q4的输出端为第二开关单元122的输出端。

需要说明的是，在本公开实施例中，第二保护模块12中的第二电压检测单元121和第二开关单元122的电路结构以及工作原理分别与第一保护模块11中的第一电压检测单元111和第一开关单元112的电路结构以及工作原理相同，因此第二保护模块12中的第二电压检测单元121和第二开关单元122的电路结构以及工作原理，可参考前述关于第一保护模块11中的第一电压检测单元111和第一开关单元112的电路结构以及工作原理的相关描述，此处不再赘述。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图2所示，第三级保护模块13包括：反接保护单元131与过温保护单元132。

其中，反接保护单元131的第一输入端为第三级保护模块13的第一输入端，反接保护单元131的输出端与过温保护单元132的输入端连接，反接保护单元131的第二输入端为第三级保护模块13的第二输出端，过温保护单元132的输出端与反接保护单元131的第二输入端共接形成第三级保护模块13的输出端。

具体的，反接保护单元131在充电设备3与锂电池组2反接时，对锂电池组2中的锂电池进行防反接保护；过温保护单元132获取锂电池组2的温度，并根据锂电池组2的温度对锂电池组2中的锂电池进行过温保护。

具体实施时，过温保护单元132将获取的锂电池组2的温度与最大温度阈值和最小温度阈值进行比较，当锂电池组2的温度大于最大温度阈值时，控制锂电池组2中的锂电池停止充放电，当锂电池组2的温度小于最小温度阈值时，控制锂电池组2中的锂电池恢复充放电；需要说明的是，在本公开实施例中，最大温度阈值和最小温度阈值可根据需要进行设置，此处不做具体限制，本实施例中仅以最大温度阈值为65度，最小温度阈值为40度进行示例说明。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，反接保护单元131包括：第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1以及第二二极管D2。

其中，第五电容C5的第一端与第一二极管D1的阴极以及第二二极管D2的阴极共接形成反接保护单元131的第一输入端和输出端，第五电容C5的第二端与第六电容C6的第一端连接，第六电容C6的第二端与第一二极管D1的阳极以及第二二极管D2的阳极共接形成反接保护单元131的第二输入端。

进一步地，作为本公开一种实施方式，如图3所示，过温保护单元132包括温控开关SW，该温控开关SW的第一端为过温保护单元132的输入端，该温控开关SW的第二端为过温保护单元132的输出端。

下面以图3所示的电路为例对本公开实施例提供的电池保护电路1的具体工作原理进行说明，详述如下：

如图3所示，当锂电池组2中的锂电池正常工作时，第一电压检测芯片U1通过电阻R1获取锂电池组2的B+端电压，通过电阻R2锂电池组2的BM端电压以及获取锂电池组2的B-端电压。在获取到锂电池组2的B+端电压、BM端电压以及B-端电压后，第一电压检测芯片U1将B-端电压与BM端电压进行比较，并将BM端电压与B+端电压进行比较，当B-端电压与BM端电压电压的压差或者BM端电压与B+端电压的电压压差超过第一电压检测芯片U1的过充设置电压时，则第一电压检测芯片U1的第一引脚2电平由高变为低电平，从而控制第二开关元件Q2关闭，电池停止充电；当B-端电压与BM端电压的电压压差或者BM端电压与B+端电压的电压压差低于第一电压检测芯片U1的过放设置电压，则第一电压检测芯片U1的第一引脚1电平由高变为低电平，从而控制第一开关元件Q1关闭，电池停止放电。

进一步地，当电池放电电流过大，或者外部发生短路时，第一电压检测芯片U1的第三引脚3通过电阻R3对放电电压或者短路电压进行检测，当检测电压大于放电过流保护设置电压或者短路保护电压时，第一电压检测芯片U1的第一引脚1电平由高变为低电平，从而控制第一开关元件Q1关闭，电池停止放电；当电池充电电流过大时，第一电压检测芯片U1的第三引脚3通过电阻R3对充电电压进行检测，当检测电压小于充电电过流保护设置电压时，则第一电压检测芯片U1的第一引脚2电平由高变为低电平，从而控制第二开关元件Q2关闭，电池停止充电，以此实现锂电池组2的第一级保护功能。

当第一级保护模块11发生故障导致锂电池组2的第一级保护功能无法实现时，由于此时第一开关元件Q1和第二开关元件Q2均处于导通状态，此时第二级保护模块12工作，以对锂电池组2进行第二级充放电保护；需要说明的是，在本公开实施例中，第二级保护模块12的工作过程与第一级保护模块11的工作过程相同，具体可参考第一级保护模块11的相关描述，此处不再赘述。

进一步地，在锂电池组2中的锂电池进行充放电过程中，温控开关SW对锂电池的温度进行检测，并在锂电池的温度达到65度时断开，以使得锂电池停止充放电，当锂电池温度下降到40度左右时，温控开关SW重新闭合，以使得锂电池恢复充放电；此外，两个并联的二级管D1和D2使得当充电设备反接时，充电电流从可二级管中流过，从而避免对电池造成损坏。

在本公开实施例中，通过采用两级结构相同的电池充放电保护电路对锂电池组中的锂电池进行充放电保护，可有效防止该锂电池组中的锂电池发生损坏，并且该两级电池充放电保护电路结构简单、无需使用运算放电器，其简化电路结构的同时，可有效节省成本，并且便于设计；此外，采用温控开关对锂电池组中的锂电池进行过温保护，有效防止锂电池组中的锂电池发生高温损坏，并且当充电设备反接时，采用并联二极管对锂电池组进行防反接保护，进一步地防止锂电池组中的电池发生损坏。

进一步地，本公开还提供的一种电池保护装置，该电池保护装置包括电池保护电路。需要说明的是，由于本公开实施例所提供的电池保护装置的电池保护电路和图1至图3所的电池保护电路1相同，因此，本公开实施例所提供的电池保护装置中的电池保护电路1的具体工作原理，可参考前述关于图1至图3的详细描述，此处不再赘述。

进一步地，如图4，本公开还提供了一种供电设备4，该供电设备4包括锂电池组合电池保护装置。需要说明的是，由于本公开实施例所提供的供电设备的电池保护装置和前述的电池保护装置相同，因此，本公开实施例所提供的供电设备中的电池保护装置的具体工作原理，可参考前述的详细描述，此处不再赘述。

在本公开实施例中，本公开提供的电池保护电路通过采用包括第一级保护模块、第二级保护模块以及第三级保护模块组成的电路结构，使得第一级保护模块对锂电池组中的锂电池进行第一级充放电保护，第二级保护模块对锂电池组中的锂电池进行第二级充放电保护，第三级保护模块对锂电池组中的锂电池进行过温保护，以实现防止锂电池中的电池发生损坏，并且其电路结构简单、便于设计，解决了现有的电池保护电路存在结构复杂，不便于设计的问题。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本公开的保护范围之内。

设计图

一种供电设备、电池保护装置及其保护电路论文和设计

一种供电设备、电池保护装置及其保护电路论文和设计-莫敏聪

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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