专利名称：防止一次锂电池过放、短路并消除滞后的线路板及其应用的利记博彩app
技术领域：
本发明公开一种内置式用于防止一次锂电池过放、短路并消除电压滞后的 线路板及其在一次锂电池中的应用。
背景技术：
一次锂电池主要用于智能卡表(水、电、气表)、计算机支撑电源、医疗器 械、无线通讯、石油钻探、手提通讯器材、科研仪器、遥控数据采集系统、军 事应用及其它电动设备。 一次锂电池在使用过程中出现过放、短路会对一次锂 电池供电系统的安全带来隐患，由于一次锂电池深度过放或短路造成的锂电池 爆炸也时有发生。而一次锂电池内部的钝化效应则可能使一次锂电池在使用过 程中无法正常输出电能，而导致电池报废或返厂维修。这些问题给一次锂电池 的安全可靠使用带来了极大不便。目前，电池生产厂家只对容量较大的电池组 加装保护板，而对单只电池或容量较小的电池组均不采取保护措施。
发明内容
为了从根本上解决一次锂电池的安全性、可靠性，研究了安装于电池内部 的内置式用于防止一次锂电池过放、短路并消除电压滞后的线路板。
本发明提供一种内置式用于防止一次锂电池过放、短路并消除电压滞后的 线路板及其在一次锂电池中的应用。线路板在一次锂电池过放、短路时自动断 开电池电压输出并使电池进入保护锁定状态。线路板通过抑制一次锂电池钝化 层的发展，避免一次锂电池电压滞后，使电池电压始终处于"零滞后"状态。 线路板厚度薄、体积小，采用与电池极柱相连接的线路板正极过孔和与电池密 封钢珠相连接的线路板负极过孔固定在电池盖组与假盖间的空隙内，不影响一 次锂电池的现有外观，安装过程无须焊接，不影响一次锂电池的现有生产工艺，
适用于盖组直径大于12mm的所有一次锂电池。线路板工作电流小于3. 6微安， 对电池容量没有任何影响。
本发明解决其技术问题采用的技术手段为
一种内置式用于防止一次锂电池过放、短路并消除电压滞后的线路板。该 线路板包括电池电压检测单元、电池电压输出保护单元和电池电压输出保护控 制单元。下面结合附图1所示的线路板电路原理图和附图2所示的线路板在一 次锂电池中的安装示意图对本发明所采用的技术手段进行详细说明。连接在电 池正极B+的正极电压检测电阻R2和连接在电池负极B-的负极电压检测电阻R3 构成电池电压检测单元。电池电压输出保护控制开关管Q1和电池电压输出保护 控制开关管输出上拉电阻R4构成电池电压输出保护控制单元。电池电压输出保 护开关管Q2用于控制电池电压的输出或关断。
线路板1设计了与电池极柱23相连接的线路板正极过孔11和与电池密封 钢珠21相连接的线路板负极过孔12。线路板在一次锂电池应用中，通过这两个 过孔安装在一次锂电池盖组22与假盖24之间的空隙内，适用于盖组直径大于 12mm的所有一次锂电池。线路板的安装过程不需要焊接，不影响一次锂电池现 有外观，不影响一次锂电池现有生产工艺。
线路板初始上电时，由于电池电压输出保护控制输出上拉电阻R4的存在， 电池电压输出保护开关管Q2处于关断状态。将电池电压输出保护开关管Q2的G 极与电池负极短路ls 2s，电池电压输出保护开关管Q2被打开，电池电压开始
输出并同时被电池电压检测电路检测到。电池电压输出保护控制开关管Q1被打 开，从而使电池电压输出保护开关管Q2始终打开。
当电池电压低于2.0伏时，电池电压输出保护控制开关管Q1被关断，从而 使电池电压输出保护开关管Q2被关断，电池电压输出保护开关管Q2关断后，
电池电压检测电路输入变为零伏，导致电池电压输出保护控制开关管Ql进一步 关闭，从而形成电池电压过放保护锁定。
当电池短路时，电池电压降全部落在电池电压输出保护开关管Q2上，电池
电压检测电路输入为零伏，电池电压输出保护控制开关管Q1被关断，从而使电 池电压输出保护开关管Q2被关断，并形成电池短路保护锁定。
电池电压过放保护锁定为永久锁定，当通过在电池输出端加一高于2. 0V的 电压使电池电压输出保护解锁后，由于电池电压本身低于2.0V，电池电压过放 保护锁定会在解锁电压撤消后立即重新断开电池电压输出，从而形成永久锁定。
电池短路保护锁定为暂态锁定，当通过在电池输出端加一高于2. 0V的电压 使电池输出保护解锁后，此时由于电池电压仍然高于2.0V，电池进入正常工作 状态重新恢复输出电压，从而形成暂态锁定。
本发明的线路板工作电流为1.0微安至3.6微安，当线路板持续以此电流 对电池进行激活时，可以抑制一次锂电池内部钝化层的发展，从而避免电压滞 后现象的发生，使电池始终处于电压"零滞后"状态。
本发明解决其技术问题采用的技术手段进一步还包括
线路板在电池电压检测单元和电池电压输出保护控制开关管Ql之间包括由 滤波电阻R6和滤波电容C3构成的滤波抗干扰单元，用于滤除20Hz以上的工频 干扰和高频干扰。
线路板在电池电压输出保护控制开关管Ql与电池电压输出保护开关管Q2 之间包括由延时电阻R5和延时电容C2构成的延时防误动单元，用于防止电池 电压输出瞬态波动而造成控制电路误动作。
线路板在电池正极B+和电池负极B-之间连接有滤波电容Cl ，用于消除电芯 电压的纹波，提高电池输出电压的稳定性。
线路板在电池正极输出端P+和电池负极输出端P-之间连接有滤波电容C4， 用于消除电池输出端电压的高频干扰，以提高电池电压检测电路的可靠性。
线路板采用超低功耗设计，线路板工作电流小于3.6微安，对电池容量没 有任何影响。
线路板所有元件采用表贴安装方式，并将线路板底层全部为设计为地层， 无其它信号线或与其它信号线相连接的过孔，可绝对避免短路现象发生。
线路板可以根据电池盖组尺寸大小在线路板上安装自恢复保险丝或在线路 板外点焊自恢复保险丝，为电池提供大电流保护功能。
本发明的有益效果是本发明的线路板安装于电池盖组与假盖之间的空隙
内，在不改变现有一次锂电池产品外观和生产工艺的前提下，从根本上彻底解 决了一次锂电池过放、短路及电压滞后的问题。可降低一次锂电池应用系统电 源设计的复杂性，提高一次锂电池电源系统的可靠性和安全性。
下面将结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的电路原理图。
附图2为本发明在一次锂电池中的安装方式示意图。
具体实施例方式
本实施例为本发明优选实施方式，其它凡其原理和基本结构与本实施例相 同或近似的，均在本发明保护范围之内。
本发明为一种内置式用于防止一次锂电池过放、短路并消除电压滞后的线 路板，其电路工作原理及其在一次锂电池中的安装方式如附图1和附图2所示。 本发明在使用过程中，线路板正极过孔11采用过盈配合的方式与电池极柱23 连接，线路板负极过孔12采用间隙配合的方式与电池密封钢珠21连接，从而
使线路板1固定在电池盖组22与假盖24间的空间内，不会对现有的电池外观
形状产生任何影响。
由于电池极柱23为电池正极，而电池密封钢珠21与电池负极相连，因此 线路板正极过孔11和线路板负极过孔12同时为线路板1提供电源而无须额外 焊接引线，简化了线路板l的安装，不会对现有电池生产工艺产生影响。
线路板的底层全部为地层(即负极)，没有任何其它信号走线或过孔，大面 积的地层确保了线路板负极与电池负极的可靠接触，同时大面积的地层可以有 效改善线路板的抗干扰能力。
附图1为本发明在本实施例中的电路原理图。本实施例中，电池正负极间 的滤波电容C1为0. luF，用于消除电池电压的纹波，提高电池输出电压的稳定 性。连接在电池正极的电池电压检测电阻R2为820kQ、连接在电池负极的电池 电压检测电阻R3为3MQ ，连接在电池正极B+的电池电压检测电阻R2和连接在 电池负极B-的电池电压检测电阻R3 —起构成电池电压检测单元。滤波电阻R6 为100kQ、滤波电容C3为O. luF，滤波电阻R6和滤波电容C3构成的滤波电路 用于滤除20Hz以上的工频干扰和高频干扰。
电池电压输出保护控制开关管Ql为N沟道MOSFET、控制输出延时电阻R5 为100kQ、控制输出延时电容C2为0.1uF，电池电压输出保护控制开关管输出 上拉电阻R4为1MQ 。电池电压输出保护控制开关管Ql和电池电压输出保护控 制开关管输出上拉电阻R4 —起构成电池电压输出保护控制单元。控制输出延时 电阻R5和控制输出延时电容C2构成的延时电路用于防止电池电压输出瞬态波 动而造成控制电路误动作。
电池电压输出保护开关管Q2为P沟道MOSFET，用于控制电池电压的输出或 关断。
电池电压输出端滤波电容C4为0. lLlF，用于消除电池输出电压的高频干扰， 以提高电池电压检测电路的可靠性。
线路板初始上电时，由于电池电压输出保护控制输出上拉电阻R4的存在， 电池电压输出保护开关管Q2处于关断状态。将电池电压输出保护开关管Q2的G 极与电池负极短路ls 2s，电池电压输出保护开关管Q2被打开，电池电压开始
输出并同时被电池电压检测电路检测到。电池电压输出保护控制开关管Q1被打 开，从而使电池电压输出保护开关管Q2始终打开。
当电池电压低于2.0伏时，电池电压输出保护控制开关管Q1被关断，从而 使电池电压输出保护开关管Q2被关断，电池电压输出保护开关管Q2关断后， 电池电压检测电路输入变为零伏，导致电池电压输出保护控制开关管Ql进一步 关闭，从而形成电池电压过放保护锁定。
当电池短路时，电池电压降全部落在电池电压输出保护开关管Q2上，电池 电压检测电路输入为零伏，电池电压输出保护控制开关管Q1被关断，从而使电 池电压输出保护开关管Q2被关断，并形成电池短路保护锁定。
电池电压过放保护锁定为永久锁定，当通过在电池输出端加一高于2. OV的 电压使电池电压输出保护解锁后，由于电池电压本身低于2.0V，电池电压过放 保护锁定会在解锁电压撤消后立即重新断开电池电压输出，从而形成永久锁定。
电池短路保护锁定为暂态锁定，当通过在电池输出端加一高于2. 0V的电压 使电池输出保护解锁后，此时由于电池电压仍然高于2.0V，电池进入正常工作 状态重新恢复输出电压，从而形成暂态锁定。
本发明的线路板工作电流为1.0微安至3.6微安，当线路板持续以此电流 对电池进行激活时，可以抑制一次锂电池内部钝化层的发展，从而避免电压滞 后现象的发生，使电池始终处于电压"零滞后"状态。
线路板采用超低功耗设计，线路板工作电流小于3.6微安，对电池容量没 有任何影响。
线路板可以根据电池盖组尺寸大小在线路板上安装自恢复保险丝或在线路 板外点焊自恢复保险丝，为电池提供大电流保护功能。
权利要求
1、一种内置式用于防止一次锂电池过放、短路并消除电压滞后的线路板，其特征在于该线路板包括由连接在电池正极的正极电池电压检测电阻(R2)和连接在电池负极的负极电池电压检测电阻(R3)构成的电池电压检测单元、由电池电压输出保护控制开关管(Q1)和电池电压输出保护控制开关管输出上拉电阻(R4)构成的电池电压输出保护控制单元和电池电压输出保护开关管(Q2)构成的电池电压输出保护单元。
2、 根据权利要求1所述的线路板，在电池电压检测单元和电池电压输出保 护控制开关管之间还包括由滤波电阻(R6)和滤波电容(C3)构成的滤波抗干 扰单元。
3、 根据权利要求2所述的线路板，在电池电压输出保护控制开关管(Ql) 与电池电压输出保护开关管(Q2)之间还包括由延时电阻(R5)和延时电容(C2)构成的延时防误动单元。
4、 根据权利要求3所述的线路板，还包括连接在电池正极与电池负极间的 滤波电容(Cl)。
5、 根据权利要求4所述的线路板，还包括连接在电池正极输出端与电池负 极间的滤波电容(C4)。
6、 根据权利要求1 5任一所述的线路板，其特征在于工作电流小于3.6 微安。
7、 根据权利要求1 6任一所述的线路板在一次锂电池中的应用，其特征 在于线路板(1)采用与电池极柱(23)相连接的正极过孔(11)和与电池密 封钢珠(21)相连接的负极过孔(12)固定在一次锂电池盖组(22)与假盖(24) 之间的空隙内，安装过程不需要焊接，不影响一次锂电池现有外观，不影响一 次锂电池现有生产工艺。
全文摘要
本发明公开一种内置式防止一次锂电池过放、短路并消除电压滞后的线路板及其应用。该线路板包括由连接在电池正负极间的两个电阻构成的电压检测单元，由电压输出保护控制开关管和电压输出保护控制开关管输出上拉电阻构成的保护控制单元，由电压输出保护开关管构成的保护单元。线路板在一次锂电池过放、短路时自动断开电压输出并使电池进入保护锁定状态。线路板通过抑制一次锂电池钝化层的发展避免电池电压滞后。线路板采用与电池极柱相连的正极过孔和与电池密封钢珠相连的负极过孔固定在电池盖组与假盖间，不影响一次锂电池的现有外观，安装过程无须焊接，不影响一次锂电池的现有生产工艺。线路板工作电流小于3.6微安，对电池容量无任何影响。
文档编号H01M2/34GK101101984SQ20071014346
公开日2008年1月9日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者李昭佳 申请人:李昭佳