電池包保護(hù)電路、電池包、電動(dòng)工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池包保護(hù)電路、應(yīng)用該電池包保護(hù)電路的電池包以及電動(dòng)工具。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著電池材料技術(shù)的發(fā)展，電池的容量已被大幅度的提升，其應(yīng)用范圍也已經(jīng)從一些小功率的電子類電氣裝置而延伸到一些大功率的動(dòng)力類電氣裝置，如電動(dòng)工具等。這樣，采用了高倍率電池的電動(dòng)工具可以擺脫線纜的束縛而可隨時(shí)、隨地地使用。為提高利用率，這些電池通常采用的是可充電電池，如鎳鎘(Nickel-cadmium, NiCd)電池、鎳氫(Nickel-Metal Hydride, NiMH)電池、鋰離子(Lithium-1on, L_1n)電池等。
[0003]上述類型的電池在和電動(dòng)工具配合工作時(shí)，是處于一個(gè)放電狀態(tài)，電池放電時(shí)，當(dāng)電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低啟動(dòng)電壓值(終止電壓)時(shí)，還繼續(xù)放電就可能會(huì)造成電池內(nèi)壓升高，正、負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞，從而會(huì)使電池的容量產(chǎn)生明顯減少；與此同時(shí)，電池放電時(shí)，當(dāng)電池瞬時(shí)輸出電流過(guò)大并超過(guò)不宜再繼續(xù)放電的最大工作電流(終止電流)時(shí)，還繼續(xù)放電同樣會(huì)造成電池與配合使用的電動(dòng)工具內(nèi)用電元件的損壞。因此，在這些電動(dòng)工具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，都會(huì)考慮采用硬件或硬件與軟件的結(jié)合來(lái)對(duì)電池包進(jìn)行過(guò)放或過(guò)流的保護(hù)。
[0004]現(xiàn)有電池包為了提高容量，一般內(nèi)置有多節(jié)電池。在設(shè)計(jì)具有多節(jié)電池的電池包放電保護(hù)電路時(shí)，常規(guī)手段有兩種，一是在每節(jié)電池上都連接一單電池保護(hù)芯片，只要其中一節(jié)電池出現(xiàn)過(guò)放或過(guò)流情況時(shí)，就停止整個(gè)電池包的放電，這種保護(hù)手段，使得單電池保護(hù)芯片的數(shù)量較多，造成電池包保護(hù)電路體積較大，導(dǎo)致收容電池包保護(hù)電路的電池包或電氣裝置體積和重量都較大，增加了攜帶的難度，同時(shí)增加了電池包保護(hù)電路的設(shè)計(jì)成本；另一種手段是，采用集成的微處理器(MCU)來(lái)采集整個(gè)電池包的輸出電壓以及輸出電流并判斷該輸出電壓或輸出電流是否符合需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電池包的放電進(jìn)行保護(hù)，然而微處理器(MCU)的集成度較高，在單獨(dú)用于電池包的過(guò)放或過(guò)流保護(hù)時(shí)，除過(guò)放和過(guò)流檢測(cè)外的其他功能利用率較低，并且由于微處理器加工工藝的限制，其成本一直居高不小，同時(shí)微處理器(MCU)非常精細(xì)，對(duì)其工作環(huán)境要求也很高，不利于此種電池保護(hù)電路的推廣應(yīng)用。
[0005]因此，有必要提出一種新的電池包保護(hù)電路來(lái)解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種電池保護(hù)電路，其可使得電池包安全放電，并且設(shè)計(jì)和制造成本較低。
[0007]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種電池包保護(hù)電路，用于保護(hù)具有N節(jié)電池的電池包，N為大于或等于2的整數(shù)，所述電池包具有輸出電路，其中，所述電池包保護(hù)電路包括:開關(guān)單元，串聯(lián)于所述輸出電路中；單電池保護(hù)芯片，用于獲取所述電池包的輸出參數(shù)，判斷所述輸出參數(shù)是否位于預(yù)設(shè)參數(shù)范圍，若否，控制所述開關(guān)單元斷開，若是，保持所述開關(guān)單元導(dǎo)通；供電模塊，用于獲取電池包的輸出電壓，對(duì)所述輸出電壓作降壓處理后給所述單電池保護(hù)芯片供電。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輸出參數(shù)包括輸出電壓，所述預(yù)設(shè)參數(shù)范圍包括預(yù)設(shè)電壓范圍，所述電池包保護(hù)電路還包括:電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于獲取所述電池包的輸出電壓；對(duì)所述輸出電壓作降壓處理，并輸出取樣電壓；所述單電池保護(hù)芯片，用于獲取所述取樣電壓；判斷所述取樣電壓是否位于所述預(yù)設(shè)電壓范圍，若否，控制所述開關(guān)單元斷開，若是，保持所述開關(guān)單元導(dǎo)通。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述取樣電壓為所述輸出電壓的1/N。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述供電模塊對(duì)電池包輸出電壓降壓后輸出啟動(dòng)電壓，所述取樣電壓等于所述啟動(dòng)電壓。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電池包保護(hù)電路包括用于同時(shí)作為供電模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊的分壓電路或降壓芯片。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述單電池保護(hù)芯片包括型號(hào)為S8261-C的芯片，所述S8261-C芯片包括正、負(fù)電源輸入端子，所述負(fù)電源輸入端子接地設(shè)置，所述正電源輸入端子連接所述分壓電路或降壓芯片的輸出端。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開關(guān)單元包括N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，所述S8261-C芯片包括放電控制用連接端子，所述放電控制用連接端子連接所述N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輸出參數(shù)包括輸出電流，所述預(yù)設(shè)參數(shù)范圍包括預(yù)設(shè)電流范圍，所述電池包保護(hù)電路還包括:電流檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)電池包的輸出電流；所述單電池保護(hù)芯片還用于獲取所述輸出電流；判斷所述輸出電流是否位于所述預(yù)設(shè)電流范圍，若否，控制所述開關(guān)單元斷開，若是，保持所述開關(guān)單元導(dǎo)通。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電流檢測(cè)模塊包括:采樣電阻，所述輸出電流流經(jīng)所述采樣電阻；所述單電池保護(hù)芯片包括電壓檢測(cè)端子，所述采樣電阻一端接地設(shè)置，另一端連接至所述電壓檢測(cè)端子。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電池包保護(hù)電路還包括:基準(zhǔn)電壓生成模塊，輸出一基準(zhǔn)電壓；電壓比較器，包括正、負(fù)輸入引腳和一個(gè)輸出引腳，所述負(fù)輸入引腳連接基準(zhǔn)電壓生成模塊，所述正輸入引腳獲取所述電池包的輸出電壓，所述輸出引腳連接至所述開關(guān)單元；在所述電池包的輸入電壓大于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述輸出引腳控制所述開關(guān)單元斷開，反之，所述輸出引腳保持所述開關(guān)單元導(dǎo)通。
[0017]本發(fā)明還提供了一種能夠安全放電，并且設(shè)計(jì)和制造成本較低的電池包。
[0018]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種電池包，用于和電動(dòng)工具連接來(lái)進(jìn)行放電以為其提供電力，其中，所述電池包包括:殼體；N節(jié)電池,收容于所述殼體內(nèi),N為大于或等于2的整數(shù)；以及如前述
【發(fā)明內(nèi)容】
所述的電池包保護(hù)電路，收容于所述殼體內(nèi)，所述電池包具有輸出電路，所述電池包保護(hù)電路連接所述輸出電路。
[0019]本發(fā)明還提供了一種能夠使得與其配合使用的電池包安全放電的，并且設(shè)計(jì)和制造成本較低的電動(dòng)工具。
[0020]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了可與具有多節(jié)電池的電池包連接，其中，所述電動(dòng)工具包括:裝置本體，包括機(jī)殼、收納于機(jī)殼內(nèi)的電機(jī)、由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)的工作頭、用于安裝電池包的插接部，所述插接部在安裝電池包后獲取所述電池包的電力并傳遞至所述電機(jī)；以及如前述
【發(fā)明內(nèi)容】
中所述的電池包保護(hù)電路，所述電池包保護(hù)電路設(shè)置于所述機(jī)殼內(nèi)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的電池包保護(hù)電路、應(yīng)用該電池包保護(hù)電路的電池包以及電動(dòng)工具，通過(guò)將原本用于保護(hù)單電池的單電池保護(hù)芯片與供電模塊配合擴(kuò)展至具有多節(jié)電池的電池包的放電保護(hù)之中，同時(shí)有效的控制了電池包保護(hù)電路的制造和設(shè)計(jì)成本，并且不會(huì)帶來(lái)電池包保護(hù)電路體積的增加，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0022]以上所述的本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及有益效果可以通過(guò)下面的能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，同時(shí)結(jié)合附圖描述而清楚地獲得。
[0023]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例中電池包插接到電動(dòng)工具后工作的電路框圖。
[0024]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例中電池包插接到電動(dòng)工具后工作的電路框圖。
[0025]圖示中的相關(guān)元件對(duì)應(yīng)編號(hào)如下:
[0026]電池包保護(hù)電路，10a、1b電壓比較器，14
[0027]開關(guān)單元，11電池包，20
[0028]供電模塊，12a輸出電路,21
[0029]電壓轉(zhuǎn)換模塊，12b采樣電阻,22
[0030]單電池保護(hù)芯片，13
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0032]參圖1所示，本發(fā)明的第一實(shí)施例中，電池包保護(hù)電路10a，其能夠在電池包20與電動(dòng)工具(未圖示)配合進(jìn)行放電的過(guò)程中，防止電池包20的放電異常，確保電池包20以及電動(dòng)工具中的用電元件的安全。
[0033]需要說(shuō)明的是，本文所述的電池包20的放電異常，指的是電池包20的過(guò)放、過(guò)流及溫度過(guò)高等易導(dǎo)致電池包20以及與其配接元件發(fā)生損壞的情形。
[0034]本實(shí)施例中，電池包20包括殼體，殼體內(nèi)收容有N節(jié)相互串聯(lián)的鋰離子電池，N為大于或等于2的整數(shù)，電池包20還包括電性連接所有電池并延伸殼體外圍的輸出端子，輸出端子包括正、負(fù)極端子。
[0035]需要說(shuō)明的是，本文所述的鋰離子電池是負(fù)極材料為鋰元素的可充電電池的總稱，依據(jù)正極材料的不同，其可構(gòu)成許多體系，如“錳鋰”電池、“鋰鐵”電池等；同時(shí)根據(jù)工況的不同需求，電池的類型、節(jié)數(shù)、以及設(shè)置方式也可視具體情況而不同，此外，由于電池的特性不同，其對(duì)應(yīng)的放電電壓下限