一種具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，具體地說是一種具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在電池系統(tǒng)應(yīng)用中，尤其是鋰電池電動工具應(yīng)用，通常都采用主開關(guān)控制電池包與快速放電線路的通斷，當開關(guān)接通，電路上電；開關(guān)斷開，電路掉電并停止工作。但在實際應(yīng)用中，通常應(yīng)用板的輸入端都需要增加比較大的電容，用于濾除電源噪聲，這樣，當開關(guān)斷開后，如果應(yīng)用板進入保護狀態(tài)或低功耗狀態(tài)，通常電容上的電量會保持比較長的時間，從而造成開關(guān)在次閉合后，由于應(yīng)用線路還沒完全掉電或復(fù)位，從而無法正常進入上電啟動。正常的操作應(yīng)該是電池包連接正確，然后接通開關(guān)，應(yīng)用線路工作，但為了滿足某些特定條件下的特殊要求，有時會要求當開關(guān)閉合狀態(tài)下，直接插入電池包，而應(yīng)用線路不能啟動，以防造成安全事故。
[0003]針對上述問題，當前很多產(chǎn)品采用三端開關(guān)，一端用于接通電池包與應(yīng)用板；一端用于對輸入電容C4放電，如圖1所示。此方案的優(yōu)點是放電快，線路簡單，但三端開關(guān)多一個觸點，成本比較高，且無法解決開關(guān)SI閉合的狀態(tài)下，直接插入電池不能啟動的問題，安全性不高。
[0004]當前的另一解決方案是直接把電容C4的正極接入電池報的正極，從而當開關(guān)斷開后，應(yīng)用線路的輸入電容存電問題就解決了，如圖2所示。此方案解決了開關(guān)成本的問題，但當斷開開關(guān)后，電容C4依然存在電量，從而對生產(chǎn)測試、安全方面等均不利，同時，由于電容C4距離在應(yīng)用板過遠，濾波效果不好，且同樣沒有解決開關(guān)SI閉合，插入電池包不能啟動的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路，能夠通過開關(guān)閉合，斷開，從而解決以上兩個問題，從而使得產(chǎn)品的性能更好，安全性更高。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型的具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路，包括電池包，與所述電池包正極相連的開關(guān)Si，通過所述開關(guān)SI與電池包相連的放電電路模塊，所述放電電路模塊中設(shè)置有與開關(guān)SI另一側(cè)連接的應(yīng)用板，應(yīng)用板的端口 V+與端口GND之間連接有電容C4，在端口 V+與開關(guān)SI之間設(shè)置節(jié)點B+，在電池包的端口 Pak-與地之間設(shè)置節(jié)點B-，在電池包的端口 Pak+與開關(guān)SI之間設(shè)置節(jié)點SWl ;快速放電時，電信號從節(jié)點B+通過電阻R7和開關(guān)元件Q2流向地端，其中，開關(guān)元件Q2的控制端接入電阻R2與電阻R3之間的節(jié)點處；電阻R2的另一端通過開關(guān)元件Ql接入節(jié)點SW1，其中開關(guān)元件Ql的控制端通過電阻Rl連接至自身的輸出端，同時通過依次連接的二極管D1、電阻R4和電容Cl與節(jié)點B+相連；電阻R4和電容Cl之間的節(jié)點通過依次接入的開關(guān)元件Q3，電阻R6和穩(wěn)壓管Zl接地，其中開關(guān)元件Q3的控制端通過電阻R5和二極管D2連接至節(jié)點SWl ；所述應(yīng)用板的端口 SW_R1與電阻R6和穩(wěn)壓管Zl之間的節(jié)點電連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的開關(guān)元件Ql為PNP型三極管，開關(guān)元件Q2為NPN型三極管，開關(guān)元件Q3為PNP型三極管。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0009]一、電路簡單，易于實現(xiàn)，且電路成本低；
[0010]二、解決了在實際應(yīng)用中，開關(guān)斷開后由于某些原因造成開關(guān)再次閉合所導(dǎo)致的工作電路無法正常上電啟動的問題。
[0011]三、解決了在開關(guān)閉合狀態(tài)下，直接插入電池包所帶來的安全隱患，防止造成安全事故，其安全性高，能夠滿足要求較高的應(yīng)用場合。
【附圖說明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種快速放電電路示意圖。
[0013]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的另一種快速放電電路示意圖。
[0014]圖3為本實用新型實施的具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0016]本實用新型的【具體實施方式】如圖3所示，一種具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路，包括電池包1，與電池包I正極相連的開關(guān)SI，通過開關(guān)SI與電池包I相連的放電電路模塊2，放電電路模塊2中設(shè)置有與開關(guān)SI另一側(cè)連接的應(yīng)用板3，其特征在于:應(yīng)用板3的端口 V+與端口 GND之間連接有電容C4，在端口 V+與開關(guān)SI之間設(shè)置節(jié)點B+，在電池包I的端口 Pak-與地之間設(shè)置節(jié)點B-，在電池包I的端口 Pak+與開關(guān)SI之間設(shè)置節(jié)點Sffl ;快速放電時，電信號從節(jié)點B+通過電阻R7和開關(guān)元件Q2流向地端，其中，開關(guān)元件Q2的控制端接入電阻R2與電阻R3之間的節(jié)點處；電阻R2的另一端通過開關(guān)元件Ql接入節(jié)點SW1，其中開關(guān)元件Ql的控制端通過電阻Rl連接至自身的輸出端，同時通過依次連接的二極管D1、電阻R4和電容Cl與節(jié)點B+相連；電阻R4和電容Cl之間的節(jié)點通過依次接入的開關(guān)元件Q3，電阻R6和穩(wěn)壓管Zl接地，其中開關(guān)元件Q3的控制端通過電阻R5和二極管D2連接至節(jié)點SWl ;應(yīng)用板3的端口 SW_R1與電阻R6和穩(wěn)壓管Zl之間的節(jié)點電連接。
[0017]開關(guān)元件Ql為PNP型三極管，開關(guān)元件Q2為NPN型三極管，開關(guān)元件Q3為PNP型三極管。
[0018]其中，電容C4為電路的濾波電容，通常情況下取值100 μ F-680 μ F之間，而電容Cl的容值通常較小，為nF級，一般取值為100~470nF。
[0019]電路的工作原理如下:
[0020]設(shè)置端口 V+的電壓為Vout，端口 Pak+的電壓為Vin。當開關(guān)SI持續(xù)閉合時開關(guān)SI的兩個端電壓Vout=Vin,因此電容Cl兩端放電完畢。當開關(guān)SI斷開后，由于Vout電壓開始下降，Vin電壓為電池包I電壓，此時Vin>Vout，從而電池包I電壓通過電阻Rl及PNP型三極管Ql的eb極，二極管Dl，電阻R4給電容Cl充電，在給電容Cl充電階段，由于PNP型三極管Ql開啟，因此電阻R2，電阻R3上有電流流過，從而使得NPN型三極管Q2開啟，在NPN型三極管Q2開啟階段會通過電阻R7對電容C4進行更快的放電，從而實現(xiàn)對C4快速放電，有效解決了在實際應(yīng)用中，開關(guān)斷開后由于某些原因造成開關(guān)再次閉合所導(dǎo)致的工作電路無法正常上電啟動的問題。
[0021]當電池包I已插入，開關(guān)SI閉合前，電容C4兩端電壓接近于0V，Vin電壓為電池包I電壓，此時電容Cl通過電阻Rl及PNP型三極管Ql的eb極，二極管D1，電阻R4充滿電荷；當開關(guān)SI閉合后，Vin=Vout,電容Cl上的電壓會瞬間被浮高，從而通過PNP型三極管Q3的eb極，電阻R5，二極管D2，開關(guān)SI形成放電回路，此時PNP型三極管Q3處于開啟狀態(tài)，并通過電阻R6，穩(wěn)壓管Zl放電，從而使得電阻R6與穩(wěn)壓管Zl之間的節(jié)點輸出高電平信號SW_RD ;應(yīng)用電路上電工作后，應(yīng)用板3的端口 SW_R1讀取信號SW_RD，并結(jié)合SW_RD為持續(xù)一段時間的高電平，判斷出此時電池包I已經(jīng)接入，且開關(guān)SI處于閉合狀態(tài)，因此正常進入工作狀態(tài)。
[0022]當開關(guān)SI斷開，此時插上電池包1，由于開關(guān)SI是斷開的，因此應(yīng)用電路不工作；此時雖然電池包I會通過電阻Rl及PNP型三極管Ql的eb極，二極管Dl，電阻R4，電容Cl給電容C4充電，但由于電容Cl遠遠小于電容C4，因此并不能使電容C4的電壓上升太多，從而無法造成應(yīng)用電路啟動。
[0023]當SI閉合的情形下，再插入電池包1，由于開關(guān)SI是閉合的，因此開關(guān)SI的兩個端電壓Vout=Vin,電容Cl兩端放電完畢，PNP型三極管Q3的eb極無電流流過，PNP型三極管Q3處于截止狀態(tài)，電阻R6上沒有電流流過，此時電信號SW_RD為低電平。所以，此時插入電池包1，應(yīng)用電路上電后開始工作，但應(yīng)用電路可以通過檢測SW_RD信號沒有出現(xiàn)持續(xù)一定時間的高電平來判斷此時是在開關(guān)SI閉合狀態(tài)下再插入電池包I的，從而使得應(yīng)用線路上電，但不工作。
[0024]需要說明的是，本實施例中所提及的應(yīng)用板3內(nèi)設(shè)置有應(yīng)用電路，應(yīng)用電路的類型可根據(jù)具體的應(yīng)用場景而變化。
[0025]需要說明的是，在本實施例中，未詳細展開進行闡述的地方，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)現(xiàn)有公知常識與實踐經(jīng)驗來實現(xiàn)。
[0026]以上所述為本實用新型的較佳實施方式，并非對本實用新型作任何形式上的限制。需要說明的是，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路，包括電池包(1)，與所述電池包正極相連的開關(guān)SI，通過所述開關(guān)SI與電池包相連的放電電路模塊(2)，所述放電電路模塊中設(shè)置有與開關(guān)SI另一側(cè)連接的應(yīng)用板(3)，其特征在于:應(yīng)用板的端口 V+與端口 GND之間連接有電容C4，在端口 V+與開關(guān)SI之間設(shè)置節(jié)點B+，在電池包的端口 Pak-與地之間設(shè)置節(jié)點B-，在電池包的端口 Pak+與開關(guān)SI之間設(shè)置節(jié)點SWl ;快速放電時，電信號從節(jié)點B+通過電阻R7和開關(guān)元件Q2流向地端，其中，開關(guān)元件Q2的控制端接入電阻R2與電阻R3之間的節(jié)點處；電阻R2的另一端通過開關(guān)元件Ql接入節(jié)點SW1，其中開關(guān)元件Ql的控制端通過電阻Rl連接至自身的輸出端，同時通過依次連接的二極管D1、電阻R4和電容Cl與節(jié)點B+相連；電阻R4和電容Cl之間的節(jié)點通過依次接入的開關(guān)元件Q3，電阻R6和穩(wěn)壓管Zl接地，其中開關(guān)元件Q3的控制端通過電阻R5和二極管D2連接至節(jié)點SWl ;所述應(yīng)用板的端口 SW_R1與電阻R6和穩(wěn)壓管Zl之間的節(jié)點電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路，其特征在于，所述的開關(guān)元件Ql為PNP型三極管，開關(guān)元件Q2為NPN型三極管，開關(guān)元件Q3為PNP型三極管。
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有開關(guān)狀態(tài)檢測功能的快速放電電路，包括電池包，開關(guān)S1及通過開關(guān)S1與電池包相連的放電電路模塊，模塊中設(shè)置有一應(yīng)用板，其端口V+與端口GND之間連接有電容C4，電路通過開關(guān)元件Q1～Q3對信號進行控制，實現(xiàn)對電路的保護，應(yīng)用板的端口SW_R1通過讀取電阻R6和穩(wěn)壓管Z1之間的節(jié)點信號，檢測并判斷開關(guān)的狀態(tài)。本實用新型具有電路簡單，易于實現(xiàn)，電路成本低的優(yōu)點，有效解決了開關(guān)斷開后由于某些原因造成開關(guān)再次閉合所導(dǎo)致的工作電路無法正常上電啟動的問題，以及在開關(guān)閉合狀態(tài)下，直接插入電池包所帶來的安全隱患，防止造成安全事故，其安全性高，能夠滿足要求較高的應(yīng)用場合。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN204669022
【申請?zhí)枴緾N201520382715
【發(fā)明人】劉輝, 徐文賦, 李鯤鵬, 朱立湘, 李潤朝
【申請人】惠州市藍微電子有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月4日