[发明专利]本安保护电路及具备该本安保护电路的矿用设备

说明书

本申请揭示了一种本安保护电路及具备该本安保护电路的矿用设备，该本安保护电路包括至少两个串联的保护模块，每个保护模块包括锂电采集管理芯片、mos管、匹配电容和三极管，所述锂电采集管理芯片的采集输入引脚连接于电池正极与负载之间，用于采集非安端输出电流，所述锂电采集管理芯片的控制输出引脚与所述mos管的栅极连接；所述匹配电容串联于所述mos管漏极与所述三极管的基极之间，所述三极管的集电极与所述mos管的栅极连接。本申请利用了三极管导通偏置电压低、效应时间快的特点，进而限制短路瞬间释放在负载两端的有害能量，满足了瞬态释放能量小于260μJ的要求。

技术领域

本发明属于矿用电池安全性设计领域，涉及一种本安保护电路及具备该本安保护电路的 矿用设备。

背景技术

煤矿井下的便携式矿用设备都需要采用锂电池供电，诸如手机、巡检仪、移动瓦斯检测 仪等。这类设备普遍采用锰酸锂锂离子或者磷酸铁锂锂离子电池供电，不仅需要满足煤矿井 下本安设备火花试验要求，同时又要能实现正常的充电，因此保护电路输出端串联合适的限 流电阻，实现线性输出保护，会影响正常的充电使用，无法满足实际使用要求。

目前，通过采用一系列半导体限流开关检测电路实现的本安保护电路，通过合理的最大 电流限定，很容易满足火花试验装置检测要求，并能顺利的通过火花试验检测。其工作原理 是：当检测到电路电流大于设定的最大电流时，会切断输出，实现输出保护功能，但是瞬态 能量在保护电路动作前，还是会施加在负载上，形成安全隐患。

发明内容

为了解决相关技术中瞬态能量对负载造成的安全隐患的问题，本申请提供了一种本安保 护电路及具备该本安保护电路的矿用设备。

第一方面，本申请提供了一种本安保护电路，包括至少两个串联的保护模块，每个保护 模块包括锂电采集管理芯片、mos管、第一匹配电容和三极管，其中：

所述锂电采集管理芯片的采集输入引脚连接于电池正极与负载之间，用于采集非安端输 出电流，所述锂电采集管理芯片的控制输出引脚与所述mos管的栅极连接；

所述第一匹配电容串联于所述mos管漏极与所述三极管的基极之间，所述三极管的集电 极与所述mos管的栅极连接；

在非短路状态，所述电池正极输出的电流经过负载、各个保护模块的mos管和采样电阻 流入至所述电池的负极。

可选的，所述保护模块还包括采样电阻，所述采样电阻与所述mos管串联，所述采样电 阻包括并联的第一阻和第二电阻；

所述采样电阻用于串联相邻两个保护模块中的mos管，或者，所述采样电阻用于串联保 护模块中的mos管以及所述电池的负极。

可选的，所述保护模块还包括第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第三电阻串联于所 述第一匹配电容和所述三极管的基极之间，所述第四电阻的一端与所述三极管的基极连接， 所述第四电阻的另一端与所述三极管的发射极连接；所述第五电阻的第一端与所述mos管的 源极连接，所述第五电阻的第二端与所述三极管的发射极连接。

可选的，所述保护模块还包括第六电阻、第二匹配电容和第七电阻，所述第六电阻的两 端分别所述电池正极以及所述锂电采集管理芯片的采集输入引脚连接，所述第二匹配电容的 一端与所述锂电采集管理芯片的采集输入引脚连接，所述第二匹配电容的另一端接地，所述 第七电阻的两端分别与所述锂电采集管理芯片一输出引脚以及所述mos管的源极连接。

可选的，所述锂电采集管理芯片在采集所述非安端输出电流后，对采集到的所述非安端 输出电流与预存的保护电流值进行比较，根据比较结果控制所述mos管栅极的导通或关断。