具体实施方式

通过参照以下实施例的详细描述和附图，可以更容易地理解本发明构思的特征和实现它们的方法。在下文中，将参照附图更详细地描述实施例，其中，相同的附图标记始终表示相同的元件。然而，本公开可以以各种不同的形式体现，并且不应该被解释为仅限于本文所示的实施例。相反，提供这些实施例作为示例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的各个方面和特征。因此，没有描述对本领域普通技术人员不必要的用于完全理解本公开的方面和特征的过程，元件和技术。除非另有说明，否则在整个附图和书面描述中相同的附图标记表示相同的元件，因此，不再重复其描述。在附图中，为了清楚起见，可夸大元件，层和区域的相对尺寸。

图1是根据本发明的实施例的无极电池盒的结构图。参照图1，无极电池盒包括电池支架顶盖100，电极焊接板200、电池支架300、防反接和过放保护板400和电池支架底盖500。

电池支架顶盖100和电池支架底盖500是无极电池盒两端的保护盖，用于保护电极焊接板200和防反接和过放保护板400免受外界环境的影响，并且可以将电极焊接板200和防反接和过放保护板400固定到电池支架300上。

电极焊接板200上焊接有电极，与电池支架300连接。也可以省略电极焊接板200，而直接将电极焊接到电池支架300上。

电池支架300是容纳电池的部分，电池支架300的六面图如图2A所示，电池支架300的立体图如图2B所示。在图2A中，(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为右视图，(d)为后视图，(e)为俯视图，(f)为仰视图。在图2B中，(a)至(c)示出了在没有安装电池的情况下的立体图，(d)示出了在安装电池的情况下的立体图。在本发明的当前实施例中，示出可以容纳4节电池的电池支架，以下将均以可以安装4节电池为例进行描述，本领域的技术人员很容易根据当前实施例的描述制作可以容纳任意数量电池的无极电池盒。

从图2A和图2B可以看出，电池支架300的电极两端外观相同，电池支架300的输出有正负极区分。

电池支架300的一端连接到防反接和过放保护板400。防反接和过放保护板400可以包括反接保护电路和过放保护电路。反接保护电路和过放保护电路可以集成到一块PCB板中形成防反接和过放保护板400，连接到电池支架底盖500。反接保护电路和过放保护电路可以不集成在一起，而是两个单独的组件，即反接保护电路板和过放保护电路板。本领域技术人员可以根据需要选择是否将反接保护电路和过放保护电路集成在一起。

电池支架300的另一端连接到电极焊接板200中实现电池形成回路。在本发明的示例性实施例中，所描述的无极电池盒可以容纳4个电池。在这种情况下，根据本发明的示例性实施例的无极电池盒的电极焊接板200上总共焊接4个电极210。这4个电极210之间没有电气连接，并且4个电极210的位置在板上是对称放置。如图3所示。

防反接和过放保护板400中的反接保护电路利用增强型P_MOS管和增强型N_MOS管导通特性，使用一个增强型P_MOS管和一个增强型N_MOS管构成一组，增强型P_MOS管的D极和增强型N_MOS管的G极相连接，增强型P_MOS管的G极和增强型N_MOS管的D极相连接。

一组增强型P_MOS管410和增强型N_MOS管420的连接如图4所示。在图4中，增强型P_MOS管410的D极和增强型N_MOS管420的G极相连接，增强型P_MOS管410的G极和增强型N_MOS管420的D极相连接，增强型P_MOS管410的D极和增强型N_MOS管420的G极和电池的正极相连接，增强型P_MOS管410的G极和增强型N_MOS管420的D极和电池的负极相连接。增强型P_MOS管410的S极连接到负载的正极，增强型N_MOS管420的S极连接到负载的负极。

在图4中，当单节电池供电4.2V时，测量增强型P_MOS管410的S极和增强型N_MOS管420的S极之间输出电压，输出电压为4.1999V。

用于1节电池的反接保护电路由两组增强型P_MOS管和增强型N_MOS管组合构成，但使这两组组合正负极反接，这样不论电池正接还是反接，总有一组MOS管组合处于工作状态，而另一组MOS管组合处于截止状态，没有电流通过，不会增加功耗，这样实现电池防反接保护。

用于单节电池的反接保护电路中的两组增强型P_MOS管411、412和增强型N_MOS管421、422的连接图如图5和图6所示。

图5示出电池正装的情况。

在图5中，第一增强型P_MOS管411的D极和第一增强型N_MOS管421的G极相连接，第一增强型P_MOS管411的G极和第一增强型N_MOS管421的D极相连接；第二增强型P_MOS管412的D极和第二增强型N_MOS管422的G极相连接，第二增强型P_MOS管412的G极和第二增强型N_MOS管422的D极相连接。第二增强型N_MOS管422的S极连接到第一增强型N_MOS管421的S极；第二增强型P_MOS管412的S极连接到第一增强型P_MOS管411的S极。负载的正极连接到第二增强型P_MOS管412的S极和第一增强型P_MOS管411的S极，负载的负极连接到第二增强型N_MOS管422的S极和第一增强型N_MOS管421的S极。

当电池正装时，电池正极连接到第二增强型N_MOS管422的G极、第二增强型P_MOS管412的D极、第一增强型N_MOS管421的D极和第一增强型P_MOS管411的G极；电池负极连接到第二增强型N_MOS管422的D极、第一增强型N_MOS管421的G极、第一增强型P_MOS管411的D极和第二增强型P_MOS管412的G极。

当单节电池供电4.2V时，测量输出电压为4.1999V。

图6示出电池反装的情况。

在图6中，第一增强型P_MOS管411的D极和第一增强型N_MOS管421的G极相连接，第一增强型P_MOS管411的G极和第一增强型N_MOS管421的D极相连接；第二增强型P_MOS管412的D极和第二增强型N_MOS管422的G极相连接，第二增强型P_MOS管412的G极和第二增强型N_MOS管422的D极相连接。第二增强型N_MOS管422的S极连接到第一增强型N_MOS管411的S极；第二增强型P_MOS管412的S极连接到第一增强型P_MOS管411的S极。负载的正极连接到第二增强型P_MOS管412的S极和第一增强型P_MOS管411的S极，负载的负极连接到第二增强型N_MOS管412的S极和第一增强型N_MOS管421的S极。

当电池反装时，电池负极连接到第二增强型N_MOS管422的G极、第二增强型P_MOS管412的D极、第一增强型N_MOS管421的D极和第一增强型P_MOS管411的G极；电池正极连接到第二增强型N_MOS管422的D极、第一增强型N_MOS管411的G极、第一增强型P_MOS管411的D极和第二增强型P_MOS管412的G极。

当单节电池供电4.2V时，测量输出电压也为4.1999V。

图7示出根据本发明的实施例的可用于放置4节电池的无极电池盒的反接保护电路。

如果无极电池盒用于放置4节电池，则需要8组增强型P_MOS管和增强型N_MOS管构成的反接保护电路，反接保护电路具体如图7所示。

如参照图7所示的反接保护电路，增强型P_MOS管的D极和增强型N_MOS管G极相连接，增强型P_MOS管的G极和增强型N_MOS管D极相连接。增强型P_MOS管的S极和增强型N_MOS管S极之间的电压是输出电压。

在图7中，U4、U5、U8、U9、U12、U13、U16、U17是增强型P_MOS管，U6、U7、U10、U11、U14、U15、U18、U19是增强型N_MOS管

第一电池连接在B1_IN_1和B1_IN_2，参照图5和图6电池正/反接原理，输出端BAT+和B1_OUT-电压就是第一电池的输出电压。

同理，第二电池连接在B2_IN_1和B2_IN_2，输出端B1_OUT-和B2_OUT-电压就是第二电池的输出电压。第三电池连接在B3_IN_1和B3_IN_2，输出端B2_OUT-和B3_OUT-电压就是第三电池的输出电压。第四电池连接在B4_IN_1和B4_IN_2，输出端B3_OUT-和BAT-电压就是第四电池的输出电压。

不论电池正接还是反接，总有一组MOS管组合处于工作状态，而另一组MOS管组合处于截止状态，没有电流通过，不会增加功耗，这样实现电池防反接保护。

图8是示出根据本发明的实施例的可用于放置4节电池的无极电池盒的过放保护电路。

参照图8，过放保护电路包括2个8脚增强型P_MOS管(U1和U2)、1个16脚过放检测芯片(U3)、9个电容(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9)和13个电阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13)。

U1和U2的1、2、3脚连接到P+输出端、R3、C1、C2的一端，其中，P+输出端是本装置的正极输出，接负载正极；

U1的5、6、7、8脚连接到U2的5、6、7、8脚，且连接到R2、R5、R6的一端和BAT+端；

U1和U2的4脚连接到R1的一端；

U3的1脚连接到R3的另一端，R3的一端连接到P+输出端且连接到C1、C2的一端；

U3的2脚连接到R2的另一端，R2的一端连接U1和U2的5、6、7、8脚、R5、R6的一端、BAT+端；

U3的3脚连接到R1的另一端，R1的一端连接到U1和U2的4脚；

U3的4脚连接到R4的一端，R4的另一端连接到C1的另一端、C2的另一端、C5的一端、R13的一端与P-输出端相连，其中，P-输出端是本装置的负极输出，接负载负极；

U3的5脚连接到C3的一端，C3的另一端连接到C4、C5、R10的另一端、R12的一端、U3的7脚；

C5的另一端连接到R4的另一端、R13一端、C1、C2的另一端和P-输出端；R13的另一端连接到R12的另一端、BAT-端；R12的另一端连接到BAT-端；

U3的6脚连接到C4的一端，C4的另一端连接到C3、C5、R10的另一端、R12的一端、U3的7脚；

U3的7脚连接到C3、C4、C5的另一端、R12一端、R10的另一端；

U3的8和9脚悬空；

U3的10脚连接到R11的一端，R11的另一端连接到R5的另一端、C6、C7、C8、C9的一端、U3的16脚；

U3的11脚连接到R10的一端；R10的另一端连接到R12的一端、C5的另一端、U3的7脚；R12的另一端连接到R13的另一端、BAT-端；R13的一端连接到P-输出端、C5一端、C4、C2、C1的另一端；

U3的12脚连接到R9、C9的一端；R9的另一端连接到B3_OUT-端；C9的另一端连接到R5、C6、C7、C8的另一端、U3的16脚；R5的一端连接到R2的一端、U1和U2的5、6、7、8脚、BAT+端；

U3的13脚连接到R8、C8的一端；R8的另一端连接到B2_OUT-端；C8的另一端连接到R5、C6、C7、C9的另一端、U3的16脚；

U3的14脚连接到R7、C7的一端；R7的另一端连接到B1_OUT-端；C7的另一端连接到R5、C6、C8、C9的另一端、U3的16脚；

U3的15脚连接到R6的另一端、C6的一端；R6的一端连接到BAT+端、R5的一端、R2的一端、U1和U2的5、6、7、8脚；C6的另一端连接到R5、C7、C8、C9的另一端、U3的16脚；

U3的16脚连接到R5的另一端、C6、C7、C8、C9的另一端；R5的一端、R2的一端、U1和U2的5、6、7、8脚、BAT+端。

16脚过放检测芯片(U3)可以使用目前市场上销售的过放检测芯片，例如，精工电子有限公司S-8254，在使用精工电子有限公司S-8254的16脚过放检测芯片的情况下，U3的16个脚的描述如下面的表1所示。

【表1】

4个电池的输出电压分别连接在芯片U3的15、14、13、12引脚。当有单节电池低于2.7V时，芯片U3的3脚DOP输出高电平，使U1和U2输出端MOS管截止，从而使P+、P-之间没有电压。这样实现电池过放电保护。

当使用电压大于3.0V电池更换低电压电池时，芯片U3的3脚DOP输出低电平，使U1和U2输出端MOS管导通，解除过放电保护。

因此通过上面参照图8描述的根据本发明的实施例的过放保护电路可以实现过放电保护。

根据本发明的无极电池盒可以缩短装配电池消耗的时间，提高工作效率，并且可以减少因装反电池引发的安全隐患问题。另外，根据本发明的无极电池盒还可以防止电池过放电，有效延长电池的使用寿命。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书的上下文中的含义一致的含义，并且不应解释为理想化或过于正式的意义，除非在此明确定义。

前述内容是对示例实施例的说明，而不应解释为对其进行限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离示例实施例的新颖教导和优点的情况下，在示例实施例中可以进行许多修改。因此，所有这些修改旨在包括在权利要求中限定的示例实施例的范围内。在权利要求中，装置加功能的条款旨在覆盖在此描述的执行所述功能的结构，并且不仅包括结构等同物而且包括等同结构。因此，应当理解，前述内容是对示例实施例的说明，并且不应被解释为限于所公开的特定实施例，并且旨在将对所公开的示例实施例以及其他示例实施例的修改包括在所附权利要求的范围内。本发明构思由以下权利要求限定，权利要求的等同物包括在其中。