专利名称：独立的过流监测与保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于锂离子电池组中的保护电路，特别涉及一种独立的过流监测与保护电路。
背景技术：
每一个锂离子电池组都有其额定负载电流，通常使用情况下，实际的负载电流应小于额定值。当发生意外，负载电流大于额定值或电池输出端发生短路时，电池组将输出很大的电流，远远超出额定值，这可能使电池组和负载遭受严重损害。必须在电池组内装有过电流和短路的保护装置，保证电池组和用电器的安全。现有的技术采用保护芯片IC所提供的顶边过流检测端CS1，此类IC适用于配P沟道的MOSFET。大电流情况下，P沟道MOSFET相对于N沟道的要贵很多。

发明内容
本实用新型的目的是提供一种独立的过流监测与保护电路。达到为降低成本，使用N沟道与顶边过流检测的保护芯片IC配合，就不能使用IC原来的过流检测输入，需要另外做独立的过流检测及保护控制电路。
本实用新型的技术方案是一种独立的过流监测与保护电路，其特征在于外接端I为输入端，外接端I连接电阻R1，电阻R1另一端连接电容C1和二极管D1和运算放大器U1的输入端；运算放大器U1的另一输入端连接电容器C2和电位器R7滑动端，取得过流基准电压，电容C2的另一端接地；电位器R7的端接地，电位器R7的另一端与电阻R6相连，电阻R6的另一端连接电阻R4和二极管D2，电阻R4的另一端与电阻R5和二极管D3相连，电阻R4的另一端还连接运算放大器U1的正电源端，运算放大器U1的地端接地；二极管D3另一端接地，二极管D3是11V瞬变电压抑制器；电阻R5连接电容C3和外接端P，外接端P是本电路电源正端，电容C3另一端接地；接地端连接外接端R1；运算放大器U1的输出端连接电阻R2，电阻R2另一端连接电阻R3和耦合三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极接地、电阻R3的另一端接地，二极管D2的另一端接地，二极管D1的另一端接地，电容C1的另一端接地；三极管Q3的集电极连接外接端L，作为过流保护输出端。
运算放大器是具有极低的电流消耗的CMOS型比较器。
其输出端为三极管Q3的集电极开路形式。
本实用新型的优点是自耗可以减小到几微安，与保护芯片配合灵活，允许使用N沟道MOSFET。


图1是独立的过流监测与保护电路图具体实施例一种独立的过流监测与保护电路，外接端I为输入端，外接端I连接电阻R1，电阻R1另一端连接电容C1和二极管D1和运算放大器U1的输入端；运算放大器U1的另一输入端连接电容器C2和电位器R7滑动端，取得过流基准电压，电容C2的另一端接地；电位器R7的一端接地，电位器R7的另一端与电阻R6相连，电阻R6的另一端连接电阻R4和二极管D2，电阻R4的另一端与电阻R5和二极管D3相连，电阻R4的另一端还连接运算放大器U1的正电源端，运算放大器U1的地端接地；二极管D3另一端接地，二极管D3是11V瞬变电压抑制器；电阻R5连接电容C3和外接端PI，外接端PI是本电路电源正端，电容C3另一端接地；接地端连接外接端RI；运算放大器U1的输出端连接电阻R2，电阻R2另一端连接电阻R3和耦合三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极接地、电阻R3的另一端接地，二极管D2的另一端接地，二极管D1的另一端接地，电容C1的另一端接地；三极管Q3的集电极连接外接端L，作为过流保护输出端。
运算放大器是具有极低的电流消耗的CMOS型比较器。其输出端为三极管Q3的集电极开路形式。
大多数保护芯片IC采用顶边过流检测CS1，此类IC适用于配P沟道的MOSFET。大电流情况下P沟道MOSFET相对于N沟道的要贵很多。为降低成本，使用N沟道与顶边过流检测加IC配合，就不能使用IC原来的过流检测输入，需要另外做独立的过流检测及保护控制电路。
对独立的过流监测及保护控制电路的要求如下这一电路的输入信号范围0～150mV～30V(7节电池串联情况)。
输出为集电极开路方式，发生过流保护时输出低电平，未过流时为高阻。
自耗电流应在微安数量级。
为降低功耗，运放选用自耗电流极低(小于20uA)的MOS型运放。
对独立的过流监测及保护控制电路的工作原理(见图1)被监测电流在取样电阻上的电压有I端输入，接到运算放大器U1的非反相输入端，他与接在反相端的设定的电流基准相比较。当被监测电流达到或大于基准电流时，运算放大器输出高电平，使三极管Q1处于正向偏置而导通。这一过流保护动作信号，由外接端L输出。在晶体管耦合电路控制放电开关MOSFET处于截止状态，从而实现过流保护。
过流保护后，放电控制开关MOSFET处于截止状态，从而引起I端输入的电压等于电池组的电压，由于二极管D1钳位作用，使运放输入端电压最大不超过0.7V，从而保证运放的安全。
若要解除过流保护状态，需要去除短路或过流条件，使输入的电压小于设定的电流基准，使三机关Q1处于截止状态。这时，该过流监测及保护电路会自动解除保护状态，进入正常放电状态。
该电路板用以监测锂离子电池组的负载电流，当它大于设定的过流保护值时，由外接端L输出控制信号，经晶体管耦合电路使放电控制开关MOSFET截止，停止放电。
权利要求1.一种独立的过流监测与保护电路，其特征在于外接端I为输入端，外接端I连接电阻R1，电阻R1另一端连接电容C1和二极管D1和运算放大器U1的输入端；运算放大器U1的另一输入端连接电容器C2和电位器R7滑动端，取得过流基准电压，电容C2的另一端接地；电位器R7的一端接地，电位器R7的另一端与电阻R6相连，电阻R6的另一端连接电阻R4和二极管D2，电阻R4的另一端与电阻R5和二极管D3相连，电阻R4的另一端还连接运算放大器U1的正电源端，运算放大器U1的地端接地；二极管D3另一端接地，二极管D3是11V瞬变电压抑制器；电阻R5连接电容C3和外接端PI，外接端PI是本电路电源正端，电容C3另一端接地；接地端连接外接端RI；运算放大器U1的输出端连接电阻R2，电阻R2另一端连接电阻R3和耦合三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极接地、电阻R3的另一端接地，二极管D2的另一端接地，二极管D1的另一端接地，电容C1的另一端接地；三极管Q3的集电极连接外接端L，作为过流保护输出端。
2.根据权利要求1所述的独立的过流监测与保护电路，其特征在于运算放大器是具有极低的电流消耗的CMOS型比较器。
3.权利要求1所述的独立的过流监测与保护电路，其输出端为三极管Q3的集电极开路形式。
专利摘要一种独立的过流监测与保护电路，I输入端接电阻R
文档编号G01R19/165GK2660544SQ20032011207
公开日2004年12月1日 申请日期2003年10月30日 优先权日2003年10月30日
发明者施云海, 由志德 申请人:天津力神电池股份有限公司