本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种锂电池保护板。
背景技术：
近年来，随着新能源技术的快速发展，锂电池作为一种新型环保电池受到广泛应用。对于两轮电动车、电动工具而言，低成本的锂电池保护板被广泛应用在锂电池中，为两轮电动车、电动工具的动力系统提供可靠的保护。
锂电池由多个单体电芯串并联组成。成组前经过可靠的分容、分选，以保证一套系统中的单体电芯的容量和内阻差异缩短。再通过锂电池保护板提供有效的过压、欠压、过流、过温、短路等保护功能，以延长锂电池的使用寿命。对于多个电池组串联成的电池组，需要对每串单组电池进行管理。
技术实现要素：
鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种锂电池保护板。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种锂电池保护板，包括锂电池管理芯片、电池输入rc滤波电路单元、电流检测电路单元、充电电路单元、放电电路单元、充电mos管控制电路单元和放电mos管控制电路单元；所述电池输入rc滤波电路单元耦接在电池组和所述锂电池管理芯片之间；所述电流检测电路单元耦接在所述电池系统的负极和所述锂电池管理芯片之间；所述锂电池管理芯片通过所述充电mos管控制电路单元控制所述充电电路单元进行充电；所述锂电池管理芯片通过所述放电mos管控制电路单元控制所述放电电路单元进行放电。
优选地，所述电池输入rc滤波电路单元耦接多组电池串联组成的串联电路，所述电池输入rc滤波电路单元包括多个rc低通滤波电路，每个rc低通滤波电路的两端耦接在整个串联电路的负极和一个电池组的正极，每个rc低通滤波电路中电阻和电容的共节点耦接所述电池管理芯片的电压测量引脚。
优选地，所述锂电池管理芯片的型号为bq77905。
优选地，所述电流检测电路单元包括两个固定电阻、三个串联的电容和三个并联的可变电阻，两个固定电阻包括第二十二电阻r22和第二十三电阻r23，三个串联的电容包括依次串联的第十电容c10、第十一电容c11和第十二电容c12、其中，第十电容c10的一端接地，所述第十二电容c12的一端接地，所述第十一电容c11耦接在所述第十电容c10和所述第十二电容c12之间，三个并联的可变电阻包括第一可变电阻rx1、第二可变电阻rx2和第三可变电阻rx3，所述第一可变电阻rx1的一端耦接电池负极与第二十二电阻r22的一端，所述第一可变电阻rx1的另一端耦接第二十三电阻r23的一端，所述第二十二电阻r22的另一端耦接锂电池管理芯片的第九引脚srp，以及第十电容c10与第十一电容c11的共节点，所述第二十三电阻r23的另一端耦接所述锂电池管理芯片的第十引脚srn，以及所述第十一电容c11和第十二电容c12的共节点。
优选地，所述放电mos管控制电路单元包括第六电阻r6、第十五电阻r15、第三三极管q3和第二二极管d2，所述第六电阻r6的一端耦接所述电池管理芯片的第十一引脚dsg，所述第六电阻r6的另一端耦接所述第十一电阻r11的一端，所述第十一电阻r11的另一端耦接所述第十五电阻r15的一端、所述第三三极管q3的基极和所述第二二极管d2的正极，所述第三三极管q3的集电极耦接所述第十五电阻r15的另一端，所述第三三极管q3的发射极耦接所述第二二极管d2的负极和三个放电mos管的栅极，三个放电mos管的源极耦接所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点，所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点通过两个串联的电容耦接所述pack-，所述pack-为整个锂电池系统的负极。
优选地，所述充电mos管控制电路单元包括第七电阻r7、第十二电阻r12、第三稳压二极管zd3、第二mos管q2、第三二极管d3和第十八电阻r18，所述第七电阻r7的一端耦接所述电池管理芯片的第十三引脚chg，所述第七电阻r7的另一端耦接所述第二mos管q2的源极和所述第三稳压二极管zd3的负极，所述第三稳压二极管zd3的两端并联有第十二电阻r12，所述第三稳压二极管zd3的正极和所述第二mos管q2的栅极均接地，所述第三稳压二极管zd3的漏极耦接所述第三二极管d3的正极，所述第三二极管d3的两端并联有第十八电阻r18，所述第三二极管d3的负极耦接三个充电mos管的栅极，三个充电mos管的源极耦接pack-，所述锂电池管理芯片的第十四引脚ld耦接第一二极管d1的负极，所述第一二极管d1的正极耦接第五电阻r5的一端，所述第五电阻r5的另一端耦接三个放电mos管的漏极和三个充电mos管的漏极。
优选地，所述第二二极管d2的负极还耦接第四稳压二极管zd4的负极，所述第四稳压二极管zd4的正极耦接所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点，所述第四稳压二极管zd4的两端还并联有第二十电阻r20。
优选地，所述第三二极管d3的负极还耦接第五稳压二极管zd5的正极，所述第五稳压二极管zd5的负极耦接pack-，所述第五稳压二极管zd5的两端并联有第二十一电阻r21。
优选地，电池组的总正极耦接第三电阻r3，第三电阻r3的另一端耦接锂电池管理芯片的第一引脚vdd和第一稳压二极管zd1的负极，所述第一稳压二极管zd1的两端并联有第二电容c2，所述第一稳压二极管zd1的正极通过第四电容c4耦接所述锂电池管理芯片的第二引脚avdd。
优选地，还包括ntc温度检测电路单元，所述ntc温度检测电路单元包括热敏电阻rt和第十三电阻r13，所述锂电池管理芯片的第十六引脚vtb耦接所述第十三电阻r13的一端，所述第十三电阻r13的另一端耦接所述热敏电阻rt的一端，所述热敏电阻rt的另一端接地，所述热敏电阻rt和所述第十三电阻r13的共节点耦接所述锂电池管理芯片的第十五引脚ts。
本实用新型提供的锂电池保护板，通过锂电管理芯片的级联可做到给20串电池组提供有效保护，通过改变可变电阻的大小以调整电流保护阈值。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种锂电池保护板的电路原理图；
图2为图1中锂电池管理芯片、电池输入rc滤波电路单元、电流检测电路单元的电路原理图；
图3为图1中充电电路单元、放电电路单元、充电mos管控制电路单元和放电mos管控制电路单元的电路原理图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本实用新型的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。另外，术语“耦接”或“耦合”意指间接或直接的电连接或物理连接。因此，在各种实施方案中，如果第一器件耦接到第二器件，则该连接可能是通过直接电连接、通过经由其他器件和连接的间接电连接、通过直接物理连接，或者通过经由其他器件和连接的间接物理连接来实现的。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1-3，本实用新型实施例提供一种锂电池保护板，包括锂电池管理芯片、电池输入rc滤波电路单元、电流检测电路单元、充电电路单元、放电电路单元、充电mos管控制电路单元和放电mos管控制电路单元。
所述电池输入rc滤波电路单元耦接在电池组和所述锂电池管理芯片之间。
所述电流检测电路单元耦接在所述电池系统的负极和所述锂电池管理芯片之间。
所述锂电池管理芯片通过所述充电mos管控制电路单元控制所述充电电路单元进行充电。
所述锂电池管理芯片通过所述放电mos管控制电路单元控制所述放电电路单元进行放电。
在一个示例中，所述电池输入rc滤波电路单元耦接五组电池串联组成的串联电路，所述电池输入rc滤波电路单元包括5个rc低通滤波电路，每个rc低通滤波电路的两端耦接在整个串联电路的负极和一个电池组的正极，每个rc低通滤波电路中电阻和电容的共节点耦接所述电池管理芯片的电压测量引脚，具体的，如图2,5个rc低通滤波电路分别为第四电阻r4和第三电容c3组成的rc电路，第九电阻r9和第五电容c5组成的rc电路，第十六电阻r16和第七电容c7组成的rc电路，第十七电阻r17和第八电容c8组成的rc电路，第十九电阻r19和第九电容c9组成的rc电路,以第四电阻r4和第三电容c3为例，所述第四电阻r4的一端耦接电池的正极，所述第四电阻r4的另一端耦接第三电容c3的一端和锂电池管理芯片的电压测量脚vc5，第三电容c3的另一端接地。单颗芯片可给5串电池提供保护，可用4颗芯片级联给20串电池提供保护。
在一个示例中，所述电流检测电路单元包括两个固定电阻、三个串联的电容和三个并联的可变电阻，以图2为例，两个固定电阻包括第二十二电阻r22和第二十三电阻r23，三个串联的电容包括依次串联的第十电容c10、第十一电容c11和第十二电容c12、其中，第十电容c10的一端接地，所述第十二电容c12的一端接地，所述第十一电容c11耦接在所述第十电容c10和所述第十二电容c12之间。三个并联的可变电阻包括第一可变电阻rx1、第二可变电阻rx2和第三可变电阻rx3，所述第一可变电阻rx1的一端耦接电池负极与第二十二电阻r22的一端，所述第一可变电阻rx1的另一端耦接第二十三电阻r23的一端，所述第二十二电阻r22的另一端耦接锂电池管理芯片的第九引脚srp，以及第十电容c10与第十一电容c11的共节点，所述第二十三电阻r23的另一端耦接所述锂电池管理芯片的第十引脚srn，以及所述第十一电容c11和第十二电容c12的共节点。所述锂电池管理芯片第9引脚和第10引脚检测电流检测电路输入的电压来测量充放电电流大小，通过改变电阻rx1、rx2、rx3的大小以调整电流保护阈值。r22、r23、c10、c11和c12组成的电路所起的作用是提高电流检测精度。
在一个示例中，所述放电mos管控制电路单元包括第六电阻r6、第十五电阻r15、第三三极管q3和第二二极管d2，所述第六电阻r6的一端耦接所述电池管理芯片的第十一引脚dsg，所述第六电阻r6的另一端耦接所述第十一电阻r11的一端，所述第十一电阻r11的另一端耦接所述第十五电阻r15的一端、所述第三三极管q3的基极和所述第二二极管d2的正极，所述第三三极管q3的集电极耦接所述第十五电阻r15的另一端，所述第三三极管q3的发射极耦接所述第二二极管d2的负极和三个放电mos管的栅极，三个放电mos管的源极耦接所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点。增加并联mos可以增加保护板过流能力。
在一个示例中，所述充电mos管控制电路单元包括第七电阻r7、第十二电阻r12、第三稳压二极管zd3、第二mos管q2、第三二极管d3和第十八电阻r18，所述第七电阻r7的一端耦接所述电池管理芯片的第十三引脚chg，所述第七电阻r7的另一端耦接所述第二mos管q2的源极和所述第三稳压二极管zd3的负极，所述第三稳压二极管zd3的两端并联有第十二电阻r12，所述第三稳压二极管zd3的正极和所述第二mos管q2的栅极均接地，所述第三稳压二极管zd3的漏极耦接所述第三二极管d3的正极，所述第三二极管d3的两端并联有第十八电阻r18，所述第三二极管d3的负极耦接三个充电mos管的栅极，三个充电mos管的源极耦接pack-，所述锂电池管理芯片的第十四引脚ld耦接第一二极管d1的负极，所述第一二极管d1的正极耦接第五电阻r5的一端，所述第五电阻r5的另一端耦接三个放电mos管的漏极和三个充电mos管的漏极。放电mos管控制电路，通过改变锂电池管理芯片通过第11引脚电压改变放电mos管(q4、q6、q8)的开关状态；充电mos管控制电路通过改变锂电池管理芯片的第13引脚电压改变充电mos管(q5、q7、q9)的开关状态，所述pack-为整个锂电池系统的负极。
在一个示例中，所述第二二极管d2的负极还耦接第四稳压二极管zd4的负极，所述第四稳压二极管zd4的正极耦接所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点，所述第四稳压二极管zd4的两端还并联有第二十电阻r20，zd4用于钳位，保护mos管。r20可以保证在放电保护时能及时断开mos。放电时mos断开瞬间，s极对地会有个负电压，这时mos不会断开，会延时一段时间，r20的作用是在g极拉到地切断mos管时，g极电压跟随s极一起变化，保证mos第一时间切断。所述第三二极管d3的负极还耦接第五稳压二极管zd5的正极，所述第五稳压二极管zd5的负极耦接pack-，所述第五稳压二极管zd5的两端并联有第二十一电阻r21，zd5用于钳位，保护mos管。r21是保证在充电保护时能及时断开mos。充电时mos断开瞬间，s极对pack-会有个负电压，这时mos不会断开会延时一段时间，r21的作用是在g极拉到地切断mos管时，g极电压跟随s极一起变化，保证mos第一时间切断。
所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点通过两个串联的电容耦接所述pack-，两个串联的电容包括第十三电容c13和第十四电容c14，两个电容串联可以增大耐压。
第五电阻r5的两端通过第一电阻r1和第二电阻r2耦接第一三极管q1的集电极和基极，所述第一三极管q1的发射极耦接pack-，它们组成的电路是检测负载用的，作用是在放电过流保护或短路保护时，检测有无负载，有负载保护状态一直保持，负载移除时保护状态恢复。
pack 、pack-之间耦接有第二稳压管zd2，所述第二稳压管zd2的两端还并联有串联的第一电容c1和第六电容c6，用于保护锂电池管理芯片。
pack 、pack-锂电池系统的正极和负极，直接接负载或充电机。
在一个示例中，电池组的总正极耦接第三电阻r3，第三电阻r3的另一端耦接锂电池管理芯片的第一引脚vdd和第一稳压二极管zd1的负极，所述第一稳压二极管zd1的两端并联有第二电容c2，所述第一稳压二极管zd1的正极通过第四电容c4耦接所述锂电池管理芯片的第二引脚avdd。通过在输入端增设串联电阻并在输入正端和avss端增设并联电容可提供一定的噪声抑制，以减小锂电池管理芯片的测量误差。
在一个示例中，上述锂电池保护板还包括ntc温度检测电路单元包括热敏电阻rt和第十三电阻r13，所述锂电池管理芯片的第十六引脚vtb耦接所述第十三电阻r13的一端，所述第十三电阻r13的另一端耦接所述热敏电阻rt的一端，所述热敏电阻rt的另一端接地，所述热敏电阻rt和所述第十三电阻r13的共节点耦接所述锂电池管理芯片的第十五引脚ts。rt为10kω负温度系数的热敏电阻，阻值随温度变化而变化，锂电池管理芯片的16脚输出一定的电压，15脚检测输入的电压值，这个电压值随rt的阻值变化而变化。即锂电池管理芯片的15脚检测的电压值随温度的变化而变化。锂电池管理芯片通过测量这一电压值计算当前mos管温度，温度高于70℃时，锂电池管理芯片通过11和13脚将放电mos管(q4、q6、q8)充电mos管(q5、q7、q9)关闭，以防止mos管因过热失效不能给锂电池提供有效的保护。
工作过程：
正常充电时由锂电池管理芯片11和13脚给放电mos管(q4、q6、q8)充电mos管(q5、q7、q9)提供导通电压，正常充电；充电将要完成时，在所述锂电池管理芯片2脚至8脚之间相邻两脚检测到电压大于4.25v，所述锂电池管理芯片内部对检测到的电压处理后，通过所述锂电池管理芯片的13脚控制的所述充电mos管(q5、q7、q9)使其关闭，从而关闭充电回路，保护所述锂电池b1～b5不被过充。
正常放电时由锂电池管理芯片11和13脚给放电mos管(q4、q6、q8)充电mos管(q5、q7、q9)提供导通电压，正常放电；放电将要完成时，在所述锂电池管理芯片2脚至8脚之间相邻两脚检测到电压小于2.75v，所述锂电池管理芯片内部对检测到的电压处理后，通过所述锂电池管理芯片的11脚控制的所述放电mos管(q4、q6、q8)使其关闭，从而关闭放电回路，保护所述锂电池b1～b5不被过放。
当外部发生短路或放电电流过大时，所述电流检测电路输入到所述锂电池管理芯片9脚和10脚的电压增大，所述锂电池管理芯片将输入到9脚和10脚的电压与基准值进行比较，电压大于锂电池管理芯片的设定值时，所述锂电池管理芯片通过11和13脚将放电mos管(q4、q6、q8)充电mos管(q5、q7、q9)关闭。
所述ntc检测电路检测到放电mos管(q4、q6、q8)充电mos管(q5、q7、q9)温度高于70℃时，所述锂电池管理芯片通过11和13脚将放电mos管(q4、q6、q8)充电mos管(q5、q7、q9)关闭。
本实用新型的有益效果是：本实用新型锂电池保护板，通过锂电管理芯片的级联可做到给20串电池组提供有效保护；通过改变电阻rx1、rx2、rx3的大小以调整电流保护阈值；通过ntc检测电路检测充放电mos管温度以防止mos管因过热失效不能给锂电池提供有效的保护。
以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种锂电池保护板，其特征在于，包括锂电池管理芯片、电池输入rc滤波电路单元、电流检测电路单元、充电电路单元、放电电路单元、充电mos管控制电路单元和放电mos管控制电路单元；
所述电池输入rc滤波电路单元耦接在电池组和所述锂电池管理芯片之间；
所述电流检测电路单元耦接在电池系统的负极和所述锂电池管理芯片之间；
所述锂电池管理芯片通过所述充电mos管控制电路单元控制所述充电电路单元进行充电；
所述锂电池管理芯片通过所述放电mos管控制电路单元控制所述放电电路单元进行放电。
2.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，所述电池输入rc滤波电路单元耦接多组电池串联组成的串联电路，所述电池输入rc滤波电路单元包括多个rc低通滤波电路，每个rc低通滤波电路的两端耦接在整个串联电路的负极和一个电池组的正极，每个rc低通滤波电路中电阻和电容的共节点耦接所述电池管理芯片的电压测量引脚。
3.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，所述锂电池管理芯片的型号为bq77905。
4.根据权利要求3所述的锂电池保护板，其特征在于，所述电流检测电路单元包括两个固定电阻、三个串联的电容和三个并联的可变电阻，两个固定电阻包括第二十二电阻r22和第二十三电阻r23，三个串联的电容包括依次串联的第十电容c10、第十一电容c11和第十二电容c12、其中，第十电容c10的一端接地，所述第十二电容c12的一端接地，所述第十一电容c11耦接在所述第十电容c10和所述第十二电容c12之间，三个并联的可变电阻包括第一可变电阻rx1、第二可变电阻rx2和第三可变电阻rx3，所述第一可变电阻rx1的一端耦接电池负极与第二十二电阻r22的一端，所述第一可变电阻rx1的另一端耦接第二十三电阻r23的一端，所述第二十二电阻r22的另一端耦接锂电池管理芯片的第九引脚srp，以及第十电容c10与第十一电容c11的共节点，所述第二十三电阻r23的另一端耦接所述锂电池管理芯片的第十引脚srn，以及所述第十一电容c11和第十二电容c12的共节点。
5.根据权利要求4所述的锂电池保护板，其特征在于，所述放电mos管控制电路单元包括第六电阻r6、第十五电阻r15、第三三极管q3和第二二极管d2，所述第六电阻r6的一端耦接所述电池管理芯片的第十一引脚dsg，所述第六电阻r6的另一端耦接所述第十一电阻r11的一端，所述第十一电阻r11的另一端耦接所述第十五电阻r15的一端、所述第三三极管q3的基极和所述第二二极管d2的正极，所述第三三极管q3的集电极耦接所述第十五电阻r15的另一端，所述第三三极管q3的发射极耦接所述第二二极管d2的负极和三个放电mos管的栅极，三个放电mos管的源极耦接所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点，所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点通过两个串联的电容耦接所述pack-，所述pack-为整个锂电池系统的负极。
6.根据权利要求5所述的锂电池保护板，其特征在于，所述充电mos管控制电路单元包括第七电阻r7、第十二电阻r12、第三稳压二极管zd3、第二mos管q2、第三二极管d3和第十八电阻r18，所述第七电阻r7的一端耦接所述电池管理芯片的第十三引脚chg，所述第七电阻r7的另一端耦接所述第二mos管q2的源极和所述第三稳压二极管zd3的负极，所述第三稳压二极管zd3的两端并联有第十二电阻r12，所述第三稳压二极管zd3的正极和所述第二mos管q2的栅极均接地，所述第三稳压二极管zd3的漏极耦接所述第三二极管d3的正极，所述第三二极管d3的两端并联有第十八电阻r18，所述第三二极管d3的负极耦接三个充电mos管的栅极，三个充电mos管的源极耦接pack-，所述锂电池管理芯片的第十四引脚ld耦接第一二极管d1的负极，所述第一二极管d1的正极耦接第五电阻r5的一端，所述第五电阻r5的另一端耦接三个放电mos管的漏极和三个充电mos管的漏极。
7.根据权利要求6所述的锂电池保护板，其特征在于，所述第二二极管d2的负极还耦接第四稳压二极管zd4的负极，所述第四稳压二极管zd4的正极耦接所述第一可变电阻rx1与所述第二十三电阻r23的共节点，所述第四稳压二极管zd4的两端还并联有第二十电阻r20。
8.根据权利要求6所述的锂电池保护板，其特征在于，所述第三二极管d3的负极还耦接第五稳压二极管zd5的正极，所述第五稳压二极管zd5的负极耦接pack-，所述第五稳压二极管zd5的两端并联有第二十一电阻r21。
9.根据权利要求3所述的锂电池保护板，其特征在于，电池组的总正极耦接第三电阻r3，第三电阻r3的另一端耦接锂电池管理芯片的第一引脚vdd和第一稳压二极管zd1的负极，所述第一稳压二极管zd1的两端并联有第二电容c2，所述第一稳压二极管zd1的正极通过第四电容c4耦接所述锂电池管理芯片的第二引脚avdd。
10.根据权利要求3所述的锂电池保护板，其特征在于，还包括ntc温度检测电路单元，所述ntc温度检测电路单元包括热敏电阻rt和第十三电阻r13，所述锂电池管理芯片的第十六引脚vtb耦接所述第十三电阻r13的一端，所述第十三电阻r13的另一端耦接所述热敏电阻rt的一端，所述热敏电阻rt的另一端接地，所述热敏电阻rt和所述第十三电阻r13的共节点耦接所述锂电池管理芯片的第十五引脚ts。
技术总结