本實用新型涉及充電保護(hù)領(lǐng)域，特別是涉及一種充電口保護(hù)器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)充電接口使用一個機(jī)械結(jié)構(gòu)——保護(hù)蓋——作為保護(hù)裝置，但是這個保護(hù)蓋不能鎖死，可隨意翻起，使得正負(fù)極端子暴露，從而失去保護(hù)作用。

在電動車充電接口線路中，接入二極管，以達(dá)到防止充電接口短路的效果。

普通二極管正向壓降Vf=0.7~1.0V，肖特基二極管正向壓降Vf=0.3~0.7V，蓄電池得到的充電電壓，實際上就等于充電器輸出電壓減去Vf，會導(dǎo)致電池充電電壓不足，出現(xiàn)欠充電現(xiàn)象。

目前電動車充電器充電電流2~5A，街頭快速充電站充電電流5~10A，二極管因為存在明顯的正向壓降，造成二極管本體發(fā)熱過大，導(dǎo)致快速燒毀擊穿，失去保護(hù)作用，同時大量發(fā)熱也存在燃燒的隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種充電口保護(hù)器，能夠減少開關(guān)在充電回路中的發(fā)熱量, 少開關(guān)在充電回路中的壓降，從而對充電電壓的影響降至最低, 防止充電接口短路。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是：提供一種充電口保護(hù)器，保護(hù)器內(nèi)設(shè)有保護(hù)電路，保護(hù)電路內(nèi)設(shè)有電源，電源正負(fù)極之間串聯(lián)有電池、電感元件L1、和場效晶體管Q3，電池和場效應(yīng)管之間并聯(lián)有第一三極管Q1，第一三極管Q1的發(fā)射極與電源正極連接，第一三極管Q1的集電極與場效應(yīng)管的柵極連接，第一三極管Q1的基極與電源負(fù)極連接；從電源正極，經(jīng)過第一三極管Q1，回到電源負(fù)極，形成第一回路；

第一三極管Q1的集電極與電池負(fù)極之間至少串聯(lián)有一個電阻元件，從電池正極，經(jīng)過第一三級管Q1和電阻元件，回到電池負(fù)極，形成第二回路；

與電阻元件并聯(lián)設(shè)有第二三極管Q2，第二三極管Q2基極與L1正極連接，從電感元件L1的正極，經(jīng)過第二三極管Q2，回到電感元件L1負(fù)極，形成第三回路。

在本實用新型一個較佳實施例中，第一三極管Q1的基極與電源負(fù)極之間串聯(lián)有電阻R1。

在本實用新型一個較佳實施例中，第一三極管Q1的集電極與電池負(fù)極之間串聯(lián)有兩個電阻元件，分別為電阻R2和電阻R3。

在本實用新型一個較佳實施例中，第一三極管Q1或用P溝道MOS管代替。

在本實用新型一個較佳實施例中，第二三極管Q2或用N溝道MOS管代替。

在本實用新型一個較佳實施例中，第二三極管Q2或用電壓比較器或運算放大器代替。

本實用新型的有益效果是：本實用新型利用場效應(yīng)管極低的導(dǎo)通內(nèi)阻，減少開關(guān)在充電回路中的發(fā)熱量；減少開關(guān)在充電回路中的壓降，從而對充電電壓的影響降至最低。使用電感元件，作為短路電流的檢測元件，在發(fā)生短路的起始瞬間，利用電感效應(yīng)產(chǎn)生反饋信號，驅(qū)動控制元件，達(dá)到保護(hù)目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(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實用新型的一些實施例，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是本實用新型充電口保護(hù)器正常充電時一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型充電口保護(hù)器意外短路時一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型充電口保護(hù)器另一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型充電口保護(hù)器另一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

本實用新型實施例包括：

一種充電口保護(hù)器，保護(hù)器內(nèi)設(shè)有保護(hù)電路，保護(hù)電路內(nèi)設(shè)有電源，電源正負(fù)極之間串聯(lián)有電池、電感元件L1、和場效晶體管Q3。

電池和場效應(yīng)管之間并聯(lián)有第一三極管Q1，第一三極管Q1的發(fā)射極與電源正極連接，第一三極管Q1的集電極與場效應(yīng)管的柵極連接，第一三極管Q1的基極與電源負(fù)極連接；第一三極管Q1的基極與電源負(fù)極之間串聯(lián)有電阻R1。

從電源正極，經(jīng)過第一三極管Q1，回到電源負(fù)極，形成第一回路，該第一回路的作用是導(dǎo)通Q1。

第一三極管Q1的集電極與電池負(fù)極之間至少串聯(lián)有一個電阻元件，本實用新型優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是第一三極管Q1的集電極與電池負(fù)極之間串聯(lián)有兩個電阻元件，分別為電阻R2和電阻R3。

從電池正極，經(jīng)過第一三級管Q1、電阻R2和電阻R3，回到電池負(fù)極，形成第二回路。第一回路將Q1導(dǎo)通后，電池的電壓通過第二回路，在R3兩端產(chǎn)生左正/右負(fù)的電壓。

與電阻元件并聯(lián)設(shè)有第二三極管Q2，第二三極管Q2基極與L1正極連接。從電感元件L1的正極，經(jīng)過第二三極管Q2，回到電感元件L1負(fù)極，形成第三回路，該回路是短路保護(hù)回路。

正常充電時，R3兩端產(chǎn)生左正/右負(fù)的電壓恰好加在Q3的柵極-源極兩端，致使Q3導(dǎo)通，從而充電回路形成，圖1中虛線回路。由于Q3是功率型場效晶體管，源極-漏極導(dǎo)通內(nèi)阻極低，產(chǎn)生的壓降也極小，因此發(fā)熱極小。

以常見的48V/20Ah兩輪電動車使用的充電器為例：充電器輸出最高電壓為59V，充電電流≈3A，Q3導(dǎo)通內(nèi)阻典型值約為0.01Ω，那么Q3的發(fā)熱功率P=3 ×3×0.01=0.09W，發(fā)熱量極小；壓降為3×0.01=0.03V，對充電電壓幾乎無影響。

當(dāng)充電終止時，由于原來Q3的漏極-源極是導(dǎo)通的，所以Q1的基極電流（＜0.001A）仍可以通過電池正極→Q1發(fā)射極→Q1基極→R1→Q3漏極→Q3源極→電池負(fù)極，形成回路，Q1仍舊導(dǎo)通，如圖2中細(xì)黑線回路，所以圖2中粗黑線回路依然存在，R3兩端的電壓始終加在Q3的柵極-源極，使Q3保持導(dǎo)通。

充電接口意外短路時，短路電流瞬間通過電池正極→充電接口短路點→Q3漏極→Q3源極→電感L1→電池負(fù)極形成急劇增加的電流，此時電感L1將因自感特性而迅速形成反向電動勢，極性與電流方向相反；這個反向電動勢加在Q2的基極-發(fā)射極，導(dǎo)致Q2迅速導(dǎo)通，R3兩端電壓迅速被拉低接近于0V，如圖2粗黑線回路，導(dǎo)致Q3柵極-源極電壓降低而截止，短路電流隨即被切斷，從而達(dá)到保護(hù)作用，如圖2虛線回路。

第一三極管Q1或用P溝道MOS管代替。第二三極管Q2或用N溝道MOS管代替。Q1、Q2的替換可任選一個，不必全部更換，再適當(dāng)調(diào)整Q1、Q2的偏置電路，也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。其電路原理構(gòu)架見圖3。

第二三極管Q2或用電壓比較器或運算放大器代替。再適當(dāng)調(diào)整偏置電路，也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。其電路原理構(gòu)架見圖4。

正常充電時，由于Q3導(dǎo)通內(nèi)阻極低（內(nèi)阻R為幾個mΩ到二十多 mΩ），其發(fā)熱也極小。以Q3內(nèi)阻典型值10mΩ（即：0.01Ω）為例，其發(fā)熱功率、壓降，與使用二極管保護(hù)的電路相比較見下表：

如果Q3選用內(nèi)阻更低的MOSFET，發(fā)熱功率和壓降將進(jìn)一步降低，如：STP18510等，內(nèi)阻典型值0.004Ω，3A充電時：發(fā)熱功率P=32×0.004=0.036W，壓降=3×0.004=0.012V。

本實用新型利用場效應(yīng)管極低的導(dǎo)通內(nèi)阻，減少開關(guān)在充電回路中的發(fā)熱量；減少開關(guān)在充電回路中的壓降，從而對充電電壓的影響降至最低。使用電感元件，作為短路電流的檢測元件，在發(fā)生短路的起始瞬間，利用電感效應(yīng)產(chǎn)生反饋信號，驅(qū)動控制元件，達(dá)到保護(hù)目的。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。