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申请/专利权人：广州云通锂电池股份有限公司

摘要：本发明公开了一种电池包的过充过放双重保护电路，包括：电压采样模块，对电池组各节电池采样并传输至第一重保护控制模块并为其供电；第一重保护控制模块，在一重电池保护芯片控制下完成各节电池的电压和放电电流检测，并根据检测结果输出一次控制保护信号；第二重保护控制模块，对各节电池进行二次电压采样传输至二重保护芯片，并输出二次控制保护信号；充电开关模块，在二次控制保护信号的控制下给充电开关管提供偏置电压或以一次控制保护信号为偏置电压实现充放电回路的通断；放电开关模块，在一次控制保护信号的控制下实现充放电回路的通断；电流采样模块，将放电电流转换为采样电压传输至第一重保护控制模块的电流输入端。

主权项：1.一种电池包的过充过放双重保护电路，包括：电压采样模块，用于对电池组的各节电池进行电压采样并传输至第一重保护控制模块，同时利用电池组给第一重保护控制模块供电；第一重保护控制模块，用于在一重电池保护芯片的内部逻辑控制下完成各节电池的电压检测和电池组放电电流检测，并根据过充、过放及过流输出不同的一次控制保护信号；所述第一重保护控制模块包括一重电池保护芯片（U1）、过流延时设置电容（C20）、控制电阻（R26）、第一偏置电阻（R27）、第二偏置电阻（R28）、第一PNP三极管（Q1）、负极检测隔离电阻（R29）、第一充电保护输出隔离电阻（R34）、第一充电保护输出保护二极管（D1）、放电保护输出隔离电阻（R35）和放电保护输出保护二极管（D5），所述一重电池保护芯片（U1）的过流延时设置端通过过流延时设置电容（C20）接地，其放电输出控制端DCTRL通过控制电阻（R26）接地，其充电输出端CO通过第一偏置电阻（R27）连接至第一PNP三极管（Q1）的基极和第二偏置电阻（R28）的一端，第二偏置电阻（R28）的另一端与第一PNP三极管（Q1）的发射极相连后连接至电池组正极B+，第一PNP三极管（Q1）的集电极通过第一充电保护输出隔离电阻（R34）连接至第一充电保护输出保护二极管（D1）的阳极，第一充电保护输出保护二极管（D1）的阴极连接至充电开关模块,所述一重电池保护芯片（U1）的电池输出负极检测端VM通过负极检测隔离电阻（R29）连接至放电开关模块及所述充电开关模块，所述一重电池保护芯片（U1）的放电输出端DO连接至放电保护输出隔离电阻（R35）的一端和放电保护输出保护二极管（D5）的阴极，放电保护输出隔离电阻（R35）的另一端和放电保护输出保护二极管（D5）的阳极连接至所述放电开关模块；第二重保护控制模块，对电池组的各节电池进行二次电压采样并传输至相应二重保护芯片，同时利用电池组给第二重保护控制模块的二重保护芯片供电，并根据过充与否输出不同的二次控制保护信号；所述第二重保护控制模块包括第二二重保护芯片（U2）、第三二重保护芯片（U3）、第十至第十六隔离电阻（R10-R16）、第十至第十六采样滤波电容（C10-C16）、第二限流电阻（R17）、第二电源滤波电容（C17）、第一偏置限流电阻（R19）、第二PNP三极管（Q2）、第二充电保护输出隔离电阻（R21）、第二充电保护输出保护二极管（D2）、第三限流电阻（R18）、第三电源滤波电容（C18）、第二偏置限流电阻（R20）、第三PNP三极管（Q3）、第三充电保护输出隔离电阻（R22）、第三充电保护输出保护二极管（D3）以及第一至第七连接座（J1-J7），第i个电池的正极（Bi）还分别通过第i连接器（Ji）、第1i-1隔离电阻（R1i-1）连接至第二二重电池保护芯片（U2）的第1输入端口（VC1）、第2输入端口（VC2）、第3输入端口（VC3）、第4输入端口（VC4）以及第三二重电池保护芯片（U3）的第1输入端口（VC1）、第2输入端口（VC2）、第3输入端口（VC3），第二二重电池保护芯片（U2）的第4输入端口（VC4）与第二二重电池保护芯片（U2）的第5输入端口（VC5）短接，第三二重电池保护芯片（U3）的第3输入端口（VC3）、第三二重电池保护芯片（U3）的第4输入端口（VC4）与第三二重电池保护芯片（U3）的第5输入端口（VC5）短接，i=1,2,……,7，第十采样滤波电容（C10）跨接在第二二重电池保护芯片（U2）的第1输入端口（VC1）和地间，第十一采样滤波电容（C11）跨接在第二二重电池保护芯片（U2）的第2输入端口（VC2）和第二二重电池保护芯片（U2）的第1输入端口（VC1）间，第十二采样滤波电容（C12）跨接在第二二重电池保护芯片（U2）的第3输入端口（VC3）和第二二重电池保护芯片（U2）的第2输入端口（VC2）间，第十三采样滤波电容（C13）跨接在第二二重电池保护芯片（U2）的第4输入端口（VC4）和第二二重电池保护芯片（U2）的第3输入端口（VC3）间，第十四采样滤波电容（C14跨接在第三二重电池保护芯片（U3）的第1输入端口（VC1）和第4节电池的正极（B4）间，第十五采样滤波电容（C15）跨接在第三二重电池保护芯片（U3）的第2输入端口（VC2）和第三二重电池保护芯片（U3）的第1输入端口（VC1）间，第十六采样滤波电容（C16）跨接在第三二重电池保护芯片（U3）的第3输入端口VC3和第三二重电池保护芯片（U3）的第2输入端口（VC2）间，第4节电池的正极（B4）通过第二限流电阻（R17）连接至第二二重电池保护芯片（U2）的电源正端（VDD和第二电源滤波电容（C17）的一端，第二二重电池保护芯片（U2）的电源负端（VSS和第二电源滤波电容（C17）的另一端接地，电池组正极B+通过第三限流电阻（R18）连接至第三二重电池保护芯片（U3）的电源正端（VDD）和第三电源滤波电容（C18）的一端，第三二重电池保护芯片（U3）的电源负端（VSS）和第三电源滤波电容（C18）的另一端接第4节电池的正极（B4）；第二二重电池保护芯片（U2）的二重保护输出（CO）连接至第二PNP三极管（Q2）的发射极，第二PNP三极管（Q2）的基极通过第一偏置限流电阻（R19）接地，第二PNP三极管（Q2）的集电极通过第二充电保护输出隔离电阻（R21）连接至第二充电保护输出保护二极管（D2）的阳极，第三二重电池保护芯片（U3）的二重保护输出（CO）连接至第三PNP三极管（Q3）的发射极，第三PNP三极管（Q3）的基极通过第二偏置限流电阻（R20）接第4节电池的正极（B4），第三PNP三极管（Q3）的集电极通过第三充电保护输出隔离电阻（R22）连接至第三充电保护输出保护二极管（D3）的阳极，第二充电保护输出保护二极管（D2）和第三充电保护输出保护二极管（D3）的阴极短接后连接所述充电开关模块；充电开关模块，用于在所述第二重保护控制模块输出的二次控制保护信号的控制下给充电开关管提供偏置电压或以所述第一重保护控制模块输出的一次控制保护信号为偏置电压以实现充放电回路的通断；所述充电开关模块包括第一至第四充电开关管（QC1-QC4）、第一充电偏置电阻（R38）、第二充电偏置电阻（R36）、第三充电偏置电阻（R39）、第四充电偏置电阻（R37）、第三偏置电阻（R41）、偏置电容（C28）、嵌位保护二极管（ZD1）、第五NPN三极管（Q5）以及第一消毛刺电容（C26）和第二消毛刺电容（C27），所述第一充电偏置电阻（R38）与第三充电偏置电阻（R39）一端连接所述第一重保护控制模块的第一充电保护输出保护二极管（D1）的阴极，所述第一充电偏置电阻（R38）的另一端连接至第一充电开关管（QC1）与第二充电开关管（QC2）的控制栅极以及第二充电偏置电阻（R36）的一端，所述第三充电偏置电阻（R39）的另一端连接至所述第三充电开关管（QC3）和第四充电开关管（QC4）的控制栅极和第四充电偏置电阻（R37）的一端，所述第一消毛刺电容（C26）的一端连接所述第一重保护控制模块的负极检测隔离电阻（R29），另一端与所述第二消毛刺电容（C27）的一端相连，所述第一充电开关管（QC1）与所述第二充电开关管（QC2）的源极分别连接所述第三充电开关管（QC3）和所述第四充电开关管（QC4）的漏极以及第二充电偏置电阻（R36）的另一端，漏极分别连接所述放电开关模块，所述第三充电开关管（QC3）和所述第四充电开关管（QC4）的源极与第四充电偏置电阻（R37）的另一端、第二消毛刺电容（C27）的另一端、嵌位保护二极管（ZD1）的阳极、第五NPN三极管（Q5）的发射极、第三偏置电阻（R41）的另一端、偏置电容（C28）的另一端、第八连接座（J8）相连组成供电输出负端P-网络；放电开关模块，用于在所述第一重保护控制模块输出的一次控制保护信号的控制下实现充放电回路的通断；所述放电开关模块包括第一至第四放电开关管（QD1-QD4）、第一放电偏置电阻（R30）、第二放电偏置电阻（R31）以及第三消毛刺电容（C23）、第四消毛刺电容（C24），第一放电偏置电阻（R30）与第二放电偏置电阻（R31）的一端连接所述第一重保护控制模块的放电保护输出保护二极管（D5）的阳极及放电保护输出隔离电阻（R35），第一放电偏置电阻（R30）的另一端连接至第一放电开关管（QD1）和第二放电开关管（QD2）的控制栅极，第二放电偏置电阻（R31）的另一端连接至第三放电开关管（QD3）和第四放电开关管（QD4）的控制栅极，所述第一放电开关管（QD1）与第二放电开关管（QD2）的源极以及第三消毛刺电容（C23）的一端连接电流采样模块，所述第三消毛刺电容（C23）的另一端与第四消毛刺电容（C24）的一端相连，所述第一放电开关管（QD1）与第二放电开关管（QD2）的漏极与第三放电开关管（QD3）和第四放电开关管（QD4）的源极相连，第三放电开关管（QD3）和第四放电开关管（QD4）的漏极与第一充电开关管（QC1）和第二充电开关管（QC2）的漏极、第四消毛刺电容（C24）的另一端、第一消毛刺电容（C26）以及负极检测隔离电阻（R29）相连；电流采样模块，用于将放电电流转换为采样电压并将采样电压传输至所述第一重保护控制模块的电流输入端；电池保护模块包括保险丝（F1）、保护二极管（D4）、第一滤波电容（C21）、第二滤波电容（C22）和第八连接座（J8）、第十八连接座（J18），电池组正极B+连接至所述保险丝（F1）的一端，所述保险丝（F1）的另一端与第十八连接座（J18）组成供电输出正端P+网络，保护二极管（D4）阳极连接供电输出负端P-网络，保护二极管（D4）阴极连接供电输出正端P+网络，第一滤波电容（C21）与第二滤波电容（C22）串联后跨接在供电输出负端P-和供电输出正端P+间；当任何一节电池电压到达所述一重电池保护芯片（U1）过充保护电压阈值时，所述一重电池保护芯片（U1）充电输出端（CO）输出高电平，所述第一PNP三极管（Q1）截止，此时第一PNP三极管（Q1）集电极无电压输出，第一至第四充电开关管（QC1-QC4）控制栅极无电压，第一至第四充电开关管（QC1-QC4）关闭，充电电流回不到充电器负极，启动一重过充保护；若所述一重电池保护芯片（U1）损坏时，一重电池保护芯片（U1）的充电输出端（CO）输出低电平，第一PNP三极管（Q1）导通，第一至第四充电开关管（QC1-QC4）栅极有驱动电压，充电开关管导通，一重保护失效，当继续充电使电池电压升高，当任何一节电池电压到达第二二重电池保护芯片（U2）或第三二重电池保护芯片（U3）的过充保护电压阈值时，第二二重电池保护芯片（U2）或第三二重电池保护芯片（U3）的充电输出端（CO）输出高电平，电流经过第二PNP三极管（Q2）或第三PNP三极管（Q3），第一充电保护输出保护二极管（D1）或第二充电保护输出保护二极管（D2），第五NPN三极管（Q5）导通，第一至第四充电开关管（QC1-QC4）控制栅极有驱动电压被拉低，充电开关管被关闭，充电电流回不到充电器负极，启动二重过充保护。

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