專利名稱：改進(jìn)的多個電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源管理電路，特別是涉及一種多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋰離子電池由于具有能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長等優(yōu)點(diǎn)， 已廣泛應(yīng)用于軍事和民用小型電器中，如移動電話、便攜式計算機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等，部分代替了傳統(tǒng)電池。但是因其物理特性，在使用過程中，鋰電池對充電電流、放電電流、電壓及溫度要求很嚴(yán)格，一旦超過將在安全上和壽命上產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此，鋰離子電池在充放電工作過程中，需要對其過充電壓、過放電壓、充電限制電流以及放電限制電流等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和控制，以防止電池過度損耗同時保證使用中的安全。目前單體鋰電池的保護(hù)電路已經(jīng)很成熟，但對于多節(jié)串聯(lián)的鋰電池組來說，組建與其匹配的保護(hù)電路有一定的難度。對于其他類型的需要精確保護(hù)的電池也需要設(shè)置保護(hù)電路進(jìn)行保護(hù)。圖1示出了一種現(xiàn)有的多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)系統(tǒng)100的電路示意圖。請參考圖1所示，所述電池保護(hù)系統(tǒng)100包括串聯(lián)的四節(jié)電池單元B1、B2、B3和B4、電池保護(hù)電路110和連接于電池單元Bl的負(fù)極和負(fù)極輸出端U-之間的開關(guān)組合電路120。所述電池保護(hù)電路110包括分別連接在對應(yīng)電池單元正負(fù)極兩端的四個保護(hù)單元111和檢測電路 112。所述保護(hù)單元111檢測對應(yīng)的電池單元是否異常，比如過充電或過放電等均為異常， 其余為正?；蚍钱惓?，并輸出表示對應(yīng)的電池單元是否異常的信號。所述檢測電路112檢測各個保護(hù)單元111輸出的信號中是否有異常信號，如果有異常信號則控制所述開關(guān)組合電路120切斷充電或放電回路以保護(hù)串聯(lián)的電池單元不受到破壞。雖然各個保護(hù)單元111的輸出均為表示是否異常的信號，比如高電平表示異常、 低電平表示正常，但是各個保護(hù)單元111輸出的信號的電位是不同的，比如保護(hù)單元1輸出的高電平和保護(hù)單元2輸出的高電平的電位是不同的，保護(hù)單元3輸出的低電平和保護(hù)單元4輸出的低電平的電位是不同的。此外，隨著串聯(lián)電池的增多，所述檢測電路112的設(shè)計會越來越復(fù)雜，而且其需要耐受的電壓也會越來越高。因此，現(xiàn)有的多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路一般都只能針對4-6節(jié)串聯(lián)電池進(jìn)行保護(hù)。因此，有必要提出一種改進(jìn)的技術(shù)方案來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種電池保護(hù)電路，其可以實現(xiàn)多節(jié)電池單元串聯(lián)的保護(hù)。本發(fā)明的目的之二在于提供一種電池保護(hù)系統(tǒng)，其可以實現(xiàn)多節(jié)電池單元串聯(lián)的保護(hù)。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出一種多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路，其包括多個保護(hù)單元，每個保護(hù)單元對應(yīng)一個電池單元，所述保護(hù)單元
4對對應(yīng)的電池單元進(jìn)行檢測以輸出表示該對應(yīng)的電池單元是否異常的第一信號；多個傳遞顯示單元，每個傳遞顯示單元對應(yīng)于一個保護(hù)單元并對應(yīng)該保護(hù)單元對應(yīng)的電池單元，所述傳遞顯示單元接收對應(yīng)的保護(hù)單元輸出的第一信號和上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號，并在接收的第一信號和第二信號中只要有一個為異常時輸出表示異常的第二信號， 其中所述傳遞顯示單元包括有用于指示其輸出的第二信號是否異常的顯示電路。進(jìn)一步的，末級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元為串聯(lián)的電池單元中具有最高電位的電池單元或具有最低電位的電池單元，一個傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元位于上一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元和下一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元之間并與它們相鄰。進(jìn)一步的，所述傳遞顯示單元輸出的第二信號的參考電位為其對應(yīng)的電池單元的電位，所述保護(hù)單元輸出的第一信號的參考電位為其對應(yīng)的電池單元的電位。所述傳遞顯示單元還包括具有一個輸入端和一個輸出端的轉(zhuǎn)換電路和具有兩個輸入端和一個輸出端的邏輯電路。所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端接收所述上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號，并將所述上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號的參考電位由上一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的電位轉(zhuǎn)換為其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的電位，并將參考電位轉(zhuǎn)換之后的第二信號傳遞給所述邏輯電路的一個輸入端。所述邏輯電路的另一個輸入端接收對應(yīng)的保護(hù)電路輸出的第一信號，其輸出端用作所述傳遞顯示單元的輸出端，在其接收的第一信號和第二信號中有一個為異常時，則輸出異常的第二信號。所述顯示電路包括有發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的亮和暗來指示所述第二信號的是否異常。更進(jìn)一步的，所述保護(hù)單元由其對應(yīng)的電池單元供電，所述邏輯單元由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電，所述顯示電路由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電，所述轉(zhuǎn)換電路由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電。再進(jìn)一步的，所述顯示電路還包括有開關(guān)器件，所述開關(guān)器件與所述發(fā)光二極管串聯(lián)于所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的負(fù)極和正極之間，所述開關(guān)器件的控制端由所述第二信號控制。再進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換電路包括串聯(lián)在其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的負(fù)極或正極和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的正極或負(fù)極之間的電流源和開關(guān)電路以及由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電的反相器，所述開關(guān)電路的控制端用作所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述反相器的輸入端接所述電流源和所述開關(guān)電路的中間節(jié)點(diǎn)，所述反相器的輸出端用作所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端。所述開關(guān)電路為NMOS晶體管或PMOS 晶體管。所述開關(guān)電路在其接收的第二信號為無異常時，其處于導(dǎo)通狀態(tài)，在其接收到的第二信號為有異常時，其處于截至狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提出一種電池保護(hù)電路系統(tǒng)，其包括多節(jié)串聯(lián)的電池單元；多個保護(hù)單元，每個保護(hù)單元對應(yīng)一個電池單元，所述保護(hù)單元對對應(yīng)的電池單元進(jìn)行檢測以輸出表示該對應(yīng)的電池單元是否異常的第一信號；多個傳遞顯示單元，每個傳遞顯示單元對應(yīng)于一個保護(hù)單元并對應(yīng)該保護(hù)單元對應(yīng)的電池單元，所述傳遞顯示單元接收對應(yīng)的保護(hù)單元輸出的第一信號和上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號，并在接收的第一信號和第二信號中只要有一個為異常時輸出表示異常的第二信號，其中所述傳遞顯示單元包括有用于指示其輸出的第二信號是否異常的顯示電路。
進(jìn)一步的，所述電池保護(hù)電路系統(tǒng)還包括開關(guān)組合電路，其在末級傳遞顯示單元輸出的第二信號為異常時切斷充電或放電回路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的電池保護(hù)電路，通過對每一節(jié)電池單元進(jìn)行檢測以確定該節(jié)電池單元是否異常，當(dāng)任一節(jié)電池單元出現(xiàn)異常時則將該異常信號向上或向下傳遞，這樣可以實現(xiàn)對多節(jié)串聯(lián)的電池單元進(jìn)行保護(hù)。此外，根據(jù)顯示電路的指示可以得知具體是哪個電池單元出現(xiàn)異常。

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明中多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路系統(tǒng)在一個實施例中的電路示意圖；圖3為圖2中的傳遞顯示單元在一個實施例中的電路示意圖；圖4為本發(fā)明中多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路系統(tǒng)在另一個實施例中的電路示意圖；和圖5為圖4中的傳遞顯示單元在一個實施例中的電路示意圖。
具體實施方式本發(fā)明的詳細(xì)描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象征性的描述來直接或間接地模擬本發(fā)明技術(shù)方案的運(yùn)作。為透徹的理解本發(fā)明，在接下來的描述中陳述了很多特定細(xì)節(jié)。而在沒有這些特定細(xì)節(jié)時，本發(fā)明則可能仍可實現(xiàn)。所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。換句話說，為避免混淆本發(fā)明的目的，由于熟知的方法和程序已經(jīng)容易理解，因此它們并未被詳細(xì)描述。此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。此外，表示一個或多個實施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本文中η可以為大于2的自然數(shù)，多個表示兩個或兩個以上。文中的連接、相接、串聯(lián)等詞均可以理解為間接或直接的連接、相接、串聯(lián)。圖2為本發(fā)明中多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路系統(tǒng)200在一個實施例中的電
路示意圖。所述電池保護(hù)電路系統(tǒng)200包括η個串聯(lián)的電池單元Bi、Β2........Bnjin
個電池單元進(jìn)行保護(hù)的電池保護(hù)電路210和連接于電池單元Bl的負(fù)極和負(fù)極輸出端U-之間的開關(guān)組合電路220。所述電池保護(hù)電路210在檢測到η個電池單元中任何一個出現(xiàn)異常時則控制所述開關(guān)組合電路220切斷充電或放電回路以保護(hù)串聯(lián)的電池單元不受到破壞。請參考圖2所示，所述電池保護(hù)電路210包括η個保護(hù)單元(或稱保護(hù)電路)211、η-1個傳遞顯示單元
212和控制電路213。η個保護(hù)單元211分別為保護(hù)單元1、保護(hù)單元2........保護(hù)單元
η-1和保護(hù)單元η，η-1個傳遞顯示單元212分別為傳遞顯示單元2........傳遞顯示單元
η-1和傳遞顯示單元η，其中保護(hù)單元η對應(yīng)于電池單元Βη，傳遞顯示單元η對應(yīng)于保護(hù)單元η和電池單元Bn。每個保護(hù)單元211對對應(yīng)的電池單元進(jìn)行檢測以輸出表示該對應(yīng)的電池單元是否異常的第一信號，所述異?？梢允沁^充電或過放電。所述傳遞顯示單元212接收對應(yīng)的保護(hù)單元211輸出的第一信號和上一級傳遞顯示單元212輸出的第二信號，并輸出表示是否有異常的第二信號，其中所述傳遞顯示單元212在接收的第一信號和第二信號中只要有一個為異常時，則輸出異常的第二信號。一個傳遞顯示單元212輸出的第二信號可以表示該傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元以及前面串聯(lián)的電池單元是否有異常，比如傳遞顯示單元 η-1輸出的第二信號為異常則表示電池單元Bl至&1-1中至少有一個電池單元異常。此外， 其中所述傳遞顯示單元212包括有用于指示其輸出的第二信號是否異常的顯示電路。在本實施例中，第二信號由對應(yīng)低電位的電池單元的傳遞顯示單元向?qū)?yīng)高電位的電池單元的傳遞顯示單元進(jìn)行傳遞，因此末級傳遞顯示單元212對應(yīng)的電池單元為串聯(lián)的電池單元中具有最高電位的電池單元，比如傳遞顯示單元η為末級傳遞顯示單元，電池單元&1為具有最高電位的電池單元，此種信號的傳遞方式可以被簡單的稱謂向上傳遞。一個傳遞顯示單元212的上一級傳遞顯示單元為輸出給該傳遞顯示單元第二信號的傳遞顯示單元，一個傳遞顯示單元的下一級傳遞顯示單元為接收該傳遞顯示單元輸出的第二信號的傳遞顯示單元，比如傳遞顯示單元η-1的下一級傳遞顯示單元為傳遞顯示單元η，傳遞顯示單元η-1的上一級傳遞顯示單元為傳遞顯示單元η-2。很顯然，一個傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元位于上一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元和下一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元之間并與它們相鄰。需要說明的是，在本實施例中，對于初級傳遞顯示單元2其接收的上一傳遞顯示單元輸出的第二信號實質(zhì)上就是保護(hù)電路1輸出的第一信號。由于電池單元Bl下面沒有了串聯(lián)的電池單元了，因此保護(hù)電路1輸出的第一信號是否異常本身就表示電池單元Bl以及之前的電池單元(無)是否有異常，即和第二信號表示的含義相同。因此，這里的第一節(jié)電池單元對應(yīng)的保護(hù)電路輸出的第一信號可以被認(rèn)為是第二節(jié)電池單元對應(yīng)的傳遞顯示單元2收到的上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號。在另一個實施例中，可以在保護(hù)電路1和傳遞顯示單元2之間還可以設(shè)置一個傳遞顯示單元1，該傳遞顯示單元1接收保護(hù)電路1輸出的第一信號和恒為非異常的第二信號 (由于電池單元Bl下無串聯(lián)的電池單元)，輸出表示是否有異常的第二信號給傳遞顯示單元2。這樣，任何一節(jié)電池單元出現(xiàn)異常均會通過其對應(yīng)的傳遞顯示單元向上傳遞，并最終導(dǎo)致末級傳遞顯示單元η輸出的第二信號表現(xiàn)為異常，僅通過末級傳遞顯示單元η輸出的第二信號直接就能判斷出是否有電池單元出現(xiàn)異常。在有電池單元出現(xiàn)異常時，則通過控制電路213控制所述開關(guān)組合電路220切斷充電或放電回路以保護(hù)串聯(lián)的電池單元不受到破壞。隨著電池單元串聯(lián)節(jié)數(shù)的增加，電路只需要增加相應(yīng)的傳遞顯示單元212即可， 因此可以較為輕松的實現(xiàn)對多節(jié)電池單元進(jìn)行保護(hù)，并且串聯(lián)的電池單元的節(jié)數(shù)可以達(dá)到十幾個，甚至幾十。此外，所述傳遞顯示單元的顯示電路會對自己輸出的第二信號是否異常進(jìn)行顯示以使用戶觀測到，一旦有一個傳遞顯示單元的顯示電路顯示其輸出的第二信號為異常，其后面的傳遞顯示單元的顯示電路都會顯示異常，這樣就可以知道具體是哪個電池單元出現(xiàn)異常。圖3為圖2中的傳遞顯示單元η在一個實施例300中的電路示意圖，其余傳遞顯示單元也可以參用傳遞顯示單元300這樣的電路結(jié)構(gòu)。所述傳遞顯示單元300包括具有一個輸入端和一個輸出端的轉(zhuǎn)換電路310、具有兩個輸入端和一個輸出端的邏輯電路320以及一顯示電路330。結(jié)合參考圖2和3所示，每個保護(hù)單元211由其對應(yīng)的電池單元供電， 比如保護(hù)單元2由其對應(yīng)的電池單元Β2提供電源。所述邏輯單元320由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電，比如傳遞顯示單元η的邏輯單元320由其對應(yīng)的電池單元提供電源，具體的，邏輯單元320的一端接電池單元的正極&!+，另一端接電池單元的負(fù)極&1-。所述顯示電路330由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電，比如傳遞顯示單元η的顯示單元320由其對應(yīng)的電池單元提供電源，具體的，顯示單元320的一端接電池單元的正極&!+，另一端接電池單元的負(fù)極&!-。所述轉(zhuǎn)換電路310由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電，比如傳遞顯示單元η的轉(zhuǎn)換電路由其對應(yīng)的電池單元和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元 &ι-1共同提供電源，具體的，轉(zhuǎn)換電路的電源的一端接電池單元的正極&!+，另一端接電池單元&ι-1的負(fù)極&1-1-。所述邏輯單元320的輸出端作為其所屬傳遞顯示單元的輸出端輸出第二信號。這樣，所述邏輯單元320輸出的第二信號的參考電位為其對應(yīng)的電池單元的電位，比如傳遞顯示單元η的邏輯單元輸出的第二信號的電位在電池單元的正負(fù)極電位之間，即所述邏輯單元320以電池單元的正負(fù)極電位為參考電位來生成所述第二信號，具體的，第二信號的高電平可以為電池單元的正極電位，第二信號的低電平可以為電池單元的負(fù)極電位。所述保護(hù)單元211輸出的第一信號的參考電位為其對應(yīng)的電池單元的電位，比如保護(hù)單元η輸出的第一信號的高電平可以為電池單元的正極電位，低電平可以為電池單元 Bn的負(fù)極電位。所述顯示電路330包括有發(fā)光二級管(也可稱之為指示燈)和開關(guān)器件，所述開關(guān)器件與所述發(fā)光二極管直接或間接的串聯(lián)于所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的負(fù)極和正極之間，所述開關(guān)器件的控制端由所述邏輯單元320的輸出端輸出的第二信號控制，所述發(fā)光二極管的亮和暗指示所述第二信號的是否異常，比如可以用亮指示異常，也可以用不亮來指示異常。所述轉(zhuǎn)換電路310的輸入端302接收所述上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號， 并將所述上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號的參考電位由上一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的電位轉(zhuǎn)換為其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的電位，并將參考電位轉(zhuǎn)換之后的第二信號傳遞給所述邏輯電路320的一個輸入端。舉例來說，傳遞顯示單元η中的轉(zhuǎn)換電路310將其接收到的以電池單元&1-1為參考電位的第二信號轉(zhuǎn)換成以電池單元為參考電位的第二信號。所述邏輯電路320的另一個輸入端301接收對應(yīng)的保護(hù)單元輸出的第一信號，并根據(jù)參考電位相同的第一信號和第二信號進(jìn)行邏輯判斷，在第一信號和第二信號中只要有一個為異常時，所述邏輯電路320通過輸出端303輸出異常的第二信號。這樣，由于傳遞顯示單元300接于相鄰的兩節(jié)電池單元之間，因此傳遞顯示單元 300的耐壓要求也會比較低，而且隨著電池單元串聯(lián)的個數(shù)的增加，也不需要增加各個傳遞顯示單元的耐壓能力。請繼續(xù)參考圖3所示，所述轉(zhuǎn)換電路310包括串聯(lián)在其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的正極(比如&!+)和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的負(fù)極(比如 Bn-I-)之間的電流源Is和開關(guān)電路311以及由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電的反相器INV，所述開關(guān)電路311的控制端用作所述轉(zhuǎn)換電路310的輸入端302，所述反相器INV的輸入端接所述電流源Is和所述開關(guān)電路311的中間節(jié)點(diǎn)，所述反相器INV的輸出端用作所述轉(zhuǎn)換電路310的輸出端。圖中，電流源Is的一連接端接&!+，開關(guān)電路的一連接端接&1-1-。所述開關(guān)電路311可以為開關(guān)晶體管，比如NMOS (N-type Metal Oxide kmiconductor)或PMOS(P-type Metal Oxide kmiconductor)晶體管，晶體管的柵極為所述開關(guān)電路311的控制端。在一個優(yōu)選的實施例中，所述開關(guān)電路311在其接收的第二信號為無異常時，其處于導(dǎo)通狀態(tài)，在其接收到的第二信號為有異常時，其處于截至狀態(tài)。這樣由于電池保護(hù)電路210的其他電路的異常也會啟動電池保護(hù)，比如開關(guān)電路311由于本身的原因壞掉了，同樣也會將異常信號報告上去，這樣使得電池保護(hù)更加安全。在一個具體的實施例中，結(jié)合參考圖2和3所示，假如所述開關(guān)電路311為NMOS 晶體管，第一信號低電平時為異常，第二信號低電平為異常，顯示電路的指示燈亮表示異常，如果各個電池單元均正常，則各個保護(hù)電路均輸出高電平，傳遞顯示單元2中的NMOS晶體管導(dǎo)通使得轉(zhuǎn)換電路輸出高電平，邏輯電路也就會輸出高電平，接下來傳遞顯示單元3、 4直至η都會輸出高電平，各個傳遞顯示單元的顯示電路的指示燈都為暗，這表明沒有電池單元出現(xiàn)異常。假如電池單元1出現(xiàn)了異常，保護(hù)電路1輸出低電平，傳遞顯示單元2中 NMOS晶體管截止使得轉(zhuǎn)換電路輸出低電平，邏輯電路也就會輸出低電平，其顯示電路的指示燈就會變亮，接下來傳遞顯示單元3、4直至η都會輸出低電平，它們的顯示電路的指示燈都會變亮，這表明有電池單元1出現(xiàn)了異常。其余電池單元出現(xiàn)異常，也會致使其對應(yīng)的傳遞顯示單元以及下級傳遞顯示單元輸出低電平，同時出現(xiàn)異常的電池單元對應(yīng)的傳遞顯示單元的顯示電路的指示燈以及之后的傳遞顯示單元的顯示電路的指示燈都會變亮，以指示具體是哪個電池出現(xiàn)了異常。這樣就實現(xiàn)了異常信號的向上傳遞及顯示。 圖4為本發(fā)明中多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路系統(tǒng)400在一個實施例中的電
路示意圖。所述電池保護(hù)電路系統(tǒng)400包括η個串聯(lián)的電池單元Bi、Β2........Βη，對η
個電池單元進(jìn)行保護(hù)的電池保護(hù)電路410和連接于電池單元Bl的負(fù)極和負(fù)極輸出端U-之間的開關(guān)組合電路420。所述電池保護(hù)電路410包括η個保護(hù)單元(或稱保護(hù)電路)411、 η-1個傳遞顯示單元412和控制電路413。圖4中的電池保護(hù)電路系統(tǒng)400與圖2中的電池保護(hù)電路系統(tǒng)200的不同之處在于1)圖4中的末級傳遞顯示單元η對應(yīng)的電池單元為串聯(lián)的電池單元中具有最低電位的電池單元，此種信號的傳遞方式可以被簡單的稱謂向下傳遞；2)圖4中的最高電位的電池單元為Bi，最低電位的電池單元為&1。關(guān)于保護(hù)單元 411、傳遞顯示單元412和控制電路413的工作原理與圖2中所示實施例中的相應(yīng)模塊的工作原理相同，具體可參閱對應(yīng)部分。
圖5為圖4中的傳遞顯示單元η在一個實施例500中的電路示意圖，其余傳遞顯示單元也可以參用傳遞顯示單元500這樣的電路結(jié)構(gòu)。所述傳遞顯示單元500包括具有一個輸入端和一個輸出端的轉(zhuǎn)換電路510、具有兩個輸入端和一個輸出端的邏輯電路520和一顯示電路530。圖5中的傳遞顯示單元η與圖3中的傳遞顯示單元η的不同之處在于1) 圖5中的轉(zhuǎn)換電路510的電流源Is和開關(guān)電路串聯(lián)在其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的負(fù)極和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的正極之間；2)圖5中的高電位的電池單元為&1_1，低電位的電池單元為&1。關(guān)于轉(zhuǎn)換電路510、邏輯電路520和顯示電路530 的工作原理與圖3中所示實施例中的相應(yīng)模塊的工作原理相同，具體可參閱對應(yīng)部分。同樣的，在另一個實施例中，也可以在保護(hù)電路1和傳遞顯示單元2之間還可以設(shè)置一個傳遞顯示單元1，該傳遞顯示單元1接收保護(hù)電路1輸出的第一信號和恒為非異常的第二信號(由于電池單元Bl上無串聯(lián)的電池單元)，輸出表示是否有異常的第二信號給傳遞顯示單元2。在一個具體的實施例中，結(jié)合參考圖4和5所示，假如開關(guān)電路為PMOS晶體管，第一信號高電平時為異常，第二信號高電平為異常，顯示電路的指示燈亮表示異常，如果各個電池單元均正常，則各個保護(hù)電路均輸出低電平，傳遞顯示單元2中的轉(zhuǎn)換電路輸出低電平，邏輯電路也就會輸出低電平，這樣傳遞顯示單元3、4直至η都會輸出低電平，各個傳遞顯示單元的顯示電路的指示燈都為暗，這表明沒有電池單元出現(xiàn)異常。假如電池單元1出現(xiàn)了異常，保護(hù)電路1輸出高電平，傳遞顯示單元2中的轉(zhuǎn)換電路輸出高電平，邏輯電路也就會輸出高電平，其顯示電路的指示燈就會變亮，這樣傳遞顯示單元3、4直至η都會輸出高電平，它們的顯示電路的指示燈都會變亮，這表明電池單元1出現(xiàn)了異常。其余電池單元出現(xiàn)異常，也會致使其對應(yīng)的傳遞顯示單元以及下級傳遞顯示單元輸出高電平，同時出現(xiàn)異常的電池單元對應(yīng)的傳遞顯示單元的顯示電路的指示燈以及之后的傳遞顯示單元的顯示電路的指示燈都會變亮，以指示具體是哪個電池出現(xiàn)了異常，這樣就實現(xiàn)了異常信號的向下傳遞及顯示。在一個實施例中，也可以將圖2所示的向上傳遞及顯示方案和圖4所示的向下傳遞及顯示方案應(yīng)用到同一個應(yīng)用中，這樣可以對串聯(lián)的電池組實現(xiàn)更為安全的保護(hù)。上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的具體實施方式
所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。 相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實施方式
。
權(quán)利要求
1.一種多節(jié)電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路，其特征在于，其包括多個保護(hù)單元，每個保護(hù)單元對應(yīng)一個電池單元，所述保護(hù)單元對對應(yīng)的電池單元進(jìn)行檢測以輸出表示該對應(yīng)的電池單元是否異常的第一信號，多個傳遞顯示單元，每個傳遞顯示單元對應(yīng)于一個保護(hù)單元并對應(yīng)該保護(hù)單元對應(yīng)的電池單元，所述傳遞顯示單元接收對應(yīng)的保護(hù)單元輸出的第一信號和上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號，并在接收的第一信號和第二信號中只要有一個為異常時輸出表示異常的第二信號，其中所述傳遞顯示單元包括有用于指示其輸出的第二信號是否異常的顯示電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護(hù)電路，其特征在于末級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元為串聯(lián)的電池單元中具有最高電位的電池單元或具有最低電位的電池單元，一個傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元位于上一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元和下一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元之間并與它們相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的電池保護(hù)電路，其特征在于所述傳遞顯示單元輸出的第二信號的參考電位為其對應(yīng)的電池單元的電位，所述保護(hù)單元輸出的第一信號的參考電位為其對應(yīng)的電池單元的電位，所述傳遞顯示單元還包括具有一個輸入端和一個輸出端的轉(zhuǎn)換電路和具有兩個輸入端和一個輸出端的邏輯電路，所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端接收所述上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號，并將所述上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號的參考電位由上一級傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的電位轉(zhuǎn)換為其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的電位，并將參考電位轉(zhuǎn)換之后的第二信號傳遞給所述邏輯電路的一個輸入端，所述邏輯電路的另一個輸入端接收對應(yīng)的保護(hù)電路輸出的第一信號，其輸出端用作所述傳遞顯示單元的輸出端，在其接收的第一信號和第二信號中有一個為異常時，則輸出異常的第二信號，所述顯示電路包括有發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的亮和暗來指示所述第二信號的是否異常。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池保護(hù)電路，其特征在于所述保護(hù)單元由其對應(yīng)的電池單元供電，所述邏輯單元由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電，所述顯示電路由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電，所述轉(zhuǎn)換電路由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池保護(hù)電路，其特征在于所述顯示電路還包括有開關(guān)器件，所述開關(guān)器件與所述發(fā)光二極管串聯(lián)于所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的負(fù)極和正極之間，所述開關(guān)器件的控制端由所述第二信號控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池保護(hù)電路，其特征在于所述轉(zhuǎn)換電路包括串聯(lián)在其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的負(fù)極或正極和上一級的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元的正極或負(fù)極之間的電流源和開關(guān)電路以及由其所屬的傳遞顯示單元對應(yīng)的電池單元供電的反相器，所述開關(guān)電路的控制端用作所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述反相器的輸入端接所述電流源和所述開關(guān)電路的中間節(jié)點(diǎn)，所述反相器的輸出端用作所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池保護(hù)電路，其特征在于所述開關(guān)電路為NMOS晶體管或 PMOS晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池保護(hù)電路，其特征在于所述開關(guān)電路在其接收的第二信號為無異常時，其處于導(dǎo)通狀態(tài)，在其接收到的第二信號為有異常時，其處于截至狀態(tài)。
9.一種電池保護(hù)電路系統(tǒng)，其特征在于，其包括 多節(jié)串聯(lián)的電池單元；如權(quán)利要求1-8任一所述電池保護(hù)電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池保護(hù)電路系統(tǒng)，其特征在于，其還包括開關(guān)組合電路，其在末級傳遞顯示單元輸出的第二信號為異常時切斷充電或放電回
全文摘要
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的多個電池單元串聯(lián)的電池保護(hù)電路及系統(tǒng)。所述電池保護(hù)電路包括對對應(yīng)的電池單元進(jìn)行檢測以輸出表示該對應(yīng)的電池單元是否異常的第一信號的多個保護(hù)單元；對應(yīng)于所述保護(hù)單元的多個傳遞顯示單元。所述傳遞顯示單元接收對應(yīng)的保護(hù)單元輸出的第一信號和上一級傳遞顯示單元輸出的第二信號，并在接收的第一信號和第二信號中只要有一個為異常時輸出表示異常的第二信號。所述傳遞顯示單元包括有用于指示其輸出的第二信號是否異常的顯示電路。這樣，當(dāng)任一節(jié)電池單元出現(xiàn)異常時則將該異常信號向上或向下傳遞，從而可以實現(xiàn)對多節(jié)串聯(lián)的電池單元進(jìn)行保護(hù)。此外，根據(jù)顯示電路的指示可以得知具體是哪個電池單元出現(xiàn)異常。
文檔編號H02H7/18GK102299509SQ201110263689
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者李嘉文, 李嘉穗 申請人:李嘉文, 李嘉穗