专利名称：一种双节电池电量的计量及保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂电池的电量计量及其保护线路，具体涉及一种采用单节电池电量计量IC的双节电池电量的计量及保护电路。
背景技术：
如图1所示，为现有双节电池电量计量及保护电路的结构原理框图，一般由以下电路组成第一部分，电量计量和一级保护电路。由电量计量IC，检流电阻Rl，M0SFET :Q1、Q2 及通讯接口构成。其中，电量计量IC采用的是可计量4节电池的电量计量IC，电量计量IC 的计量原理一般有库仑积分和阻抗跟踪，电量计量IC在实现电量计量功能的同时，还可以利用其内部软体设定，通过控制MOSFET (Ql和Q2)的关和开，实现电池的过充，过放，过流， 过温等保护；或通过控制或门电路打开MOSFET (Q3)烧断保险丝F1，实现电池的过充，过放， 过流，过温等保护。电量计量IC通常自带平衡功能(如果内部没平衡功能，则会提供扩展平衡功能)。第二部分，纯硬件II级过充电保护电路。由一个保护IC，M0SFET :Q3，和一个可控的Fuse (保险丝Fl)组成。其中，保护IC，采集Celll和Cell2的电压。当电芯电压差超过预设的过压保护保护值后(一般为4. 35V，由过压保护模块的参数决定)，M0SFET(Q3)开启，并熔断保险丝(Fl)，切断电路主回路，实现电路的二级过压保护。由于，此电路的电量计量IC原本是用在4节电路上面的，现在降级用在2节的电池上，会造成整个电路的资源浪费，成本高。另外，因为电池的主要保护功能是通过软体实现的，易受外界环境干扰，可靠性不及纯硬件的保护方案。

实用新型内容为了解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种成本更低、抗干扰能力能力更强的双节电池电量计量及保护电路。为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下一种双节电池电量的计量及保护电路，包括纯硬件保护电路、以及电量计量电路； 所述电量计量电路包括检流电阻(R3)、滤波网络、以及单节电池电量计量IC(U2)；所述单节电池电量计量IC(U》通过所述滤波网络与所述检流电阻0 )连接；所述检流电阻(R3) 采集电池主回路上的电流信号传递给所述单节电池电量计量IC(U2)。所述双节电池电量的计量及保护电路中，还包括电压跟随器和分压电路，所述电压跟随器与所述单节电池电量计量IC(U》电连接，所述分压电路连接在所述电压跟随器与电池主回路上。所述双节电池电量的计量及保护电路中，所述纯硬件保护电路包括第一级纯硬件保护电路；所述第一级纯硬件保护电路包括第一 MOSFET (Ql)、第二 MOSFET (Q2)、以及控制 IC(Ul)；所述第一 MOSFET(Ql)和第二 MOSFET(Q2)的源级与漏极串联在电池主回路上；所述第一 MOSFET (Ql)和第二 MOSFET (Q2)的栅极连接在所述控制IC(Ul)上。所述双节电池电量的计量及保护电路中，所述纯硬件保护电路包括第二级纯硬件保护电路；所述第二级纯硬件保护电路包括电芯平衡模块、过压保护模块、第三 MOSFET(Q3)、以及可控保险丝(Fl)；所述可控保险丝(Fl)串联在电池主回路上；所述可控保险丝(Fl)的控制端连接在所述第三MOSFET (Q3)的漏极上，所述第三MOSFET (Q3)的源极连接在电池电路的负极端；所述电芯平衡模块和过压保护模块共同采集两电池的电压，以控制第三MOSFET (Q3)的栅极通断。本发明利用纯硬件2节保护IC为整个电池组提供保护，实现锂电池的过压，欠压， 过流的保护功能；利用单节的纯电量计量IC实现整个电池组的计量功能，利用带有平衡的二次保护IC和可控的保险丝实现2节电池的平衡功能和二次过压保护功能。本实用新型利用单节计量IC做解决2节的电池的电量计量，电量计量功能与保护功能分开，实现2节电池组既有电量计功能又有纯硬件保护。本实用新型利用单节电池电量计量IC实现了两节电池的电量计量，成本更低； 本实用新型将保护电路与计量电路分开，控干扰能力强，而且因为采用纯硬件保护，产品的安全性和可靠性更高。

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中图1是为现有双节电池电量计量及保护电路的结构原理框图；图2为本实用新型的优选结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。实施例1 如图2所示，本实例公开了本实用新型的一种优选结构示意图，本电路有三部分组成第一部分，第一级纯硬件保护电路，由两个MOSFET (Ql、Q2)和一个控制IC(Ul)外加一些阻容元件电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2构成，控制IC负责监测两节电池电压与回路电流，并控制两个MOSFET的栅极，MOSFET在电路中起开关作用，分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，该电路具有过充电保护(一级)、过放电保护、过电流保护与短路保护功能。第二部分，电量计量电路，由电量计量IC(U》，分压电路，电压跟随器，检流电阻及通讯接口构成。其中分压电路和电压跟随器视情况可省略(由电量计量IC的计量原理决定，如果计量原理为库仑积分，则此部分不能省略，如果计量原理为阻抗跟踪，则此部分可以省略。电量计量IC经过漏波网络与检流电阻相连，检流电阻采集主回路上的电流信号传递给电量计量ic，实现电量计量功能。通讯接口可以是I2C或HDQ(由计量IC决定)。第三部分，第二级纯硬件保护电路，由一个电芯平衡模块，过压保护模块(可以同电芯平衡模块封装在一起，由IC决定)，M0SFET(Q3)和一个可控的Fuse (保险丝Fl)组成。 电芯平衡模块和过压保护模块共同采集电芯A、B的电压。当电芯A，B的电压差超过电路的预设范围后，电芯平衡功能开启(通常是在充电过程中开启)，当电芯A，B其中一个的电压值超过预设的过压保护保护值后(一般为4. 35V，由过压保护模块的参数决定)，过压保护模块通过MOSFET(Q3)输出一个保险丝(Fl)熔断信号，切断电路主回路，实现电路的二级过压保护。本实用新型利用单节电芯用的电量计量IC与纯硬件2节锂电保护IC结合，从而降低了成本，提高了抗干扰能力。以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式
以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种双节电池电量的计量及保护电路，其特征在于 包括纯硬件保护电路、以及电量计量电路；所述电量计量电路包括检流电阻(R3)、滤波网络、以及单节电池电量计量IC(U2)； 所述单节电池电量计量IC(U》通过所述滤波网络与所述检流电阻0 )连接； 所述检流电阻(旧)采集电池主回路上的电流信号传递给所述单节电池电量计量 IC (U2)。
2.根据权利要求1所述的双节电池电量的计量及保护电路，其特征在于还包括电压跟随器和分压电路，所述电压跟随器与所述单节电池电量计量IC(U2)电连接，所述分压电路连接在所述电压跟随器与电池主回路上。
3.根据权利要求1所述的双节电池电量的计量及保护电路，其特征在于 所述纯硬件保护电路包括第一级纯硬件保护电路；所述第一级纯硬件保护电路包括第一 MOSFET (Ql)、第二 MOSFET (Q2)、以及控制 IC(Ul)；所述第一 MOSFET (Ql)和第二 M0SFET(Q2)的源级与漏极串联在电池主回路上； 所述第一 MOSFET(Ql)和第二 M0SFET(Q2)的栅极连接在所述控制IC(Ul)上。
4.根据权利要求1所述的双节电池电量的计量及保护电路，其特征在于 所述纯硬件保护电路包括第二级纯硬件保护电路；所述第二级纯硬件保护电路包括电芯平衡模块、过压保护模块、第三MOSFET (Q3)、以及可控保险丝(Fl)；所述可控保险丝(Fl)串联在电池主回路上；所述可控保险丝(Fl)的控制端连接在所述第三M0SFET(Q3)的漏极上，所述第三 MOSFET (Q3)的源极连接在电池电路的负极端；所述电芯平衡模块和过压保护模块共同采集两电池的电压，以控制第三M0SFET(Q3) 的栅极通断。
专利摘要本实用新型涉及一种锂电池的电量计量及其保护线路，具体公开了一种双节电池电量的计量及保护电路。它包括纯硬件保护电路、以及电量计量电路，所述电量计量电路包括检流电阻、滤波网络、以及单节电池电量计量IC，所述单节电池电量计量IC通过所述滤波网络与所述检流电阻连接，所述检流电阻采集电池主回路上的电流信号传递给所述单节电池电量计量IC。本实用新型利用单节电芯用的电量计量IC与纯硬件2节锂电保护IC结合，从而降低了成本，提高了抗干扰能力。
文档编号G01R22/06GK202142843SQ20112024500
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者关志远, 刘家仁, 梁昌明, 欧阳光 申请人:广州明美电子有限公司