简洁锂电池充放电检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电学领域，具体涉及一种简洁锂电池充放电检测装置。
【背景技术】
[0002]锂电池监测系统的实现对锂电池的发展与应用具有重大意义。对锂电池SOC的精确预测，提高了整个系统的可靠性，降低成本及功耗，是加速锂电池产业发展最直接、最经济的方式之一。
[0003]现有技术中的锂电池检测装置自动化程度较高，但普遍存在结构过于复杂，价格昂贵的缺点。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种简洁锂电池充放电检测装置，以实现能够同时检测多组电池的电压及电流信息，并且能够通过串口屏显示每组电池的电压和电流值的目的。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案:
[0006]一种简洁锂电池充放电检测装置，其包括核心处理器、串口屏以及交流-直流转换器，所述交流-直流转换器连接以直流线性稳压器，该直流线性稳压器进一步连接低压差线性稳压器、所述低压差线性稳压器与所述核心处理器连接，为所述核心处理器供电，所述直流线性稳压器与所述串口屏连接，为所述串口屏供电，所述串口屏连接所述核心处理器;
[0007]所述核心处理器还连接有蜂鸣器、实时时钟、温度传感器、复位电路、充电电路、A/D采样模拟开关，所述充电电路、A/D采样模拟开关以及放电电路均与锂电池连接，所述放电电路连接所述A/D采样模拟开关。
[0008]依照本实用新型较佳实施例所述的简洁锂电池充放电检测装置，所述核心处理器为LPCl 114芯片。
[0009]依照本实用新型较佳实施例所述的简洁锂电池充放电检测装置，所述交流-直流转换器将220V交流电压转换成为9V电压，通过所述直流线性稳压器将9V电压转换成为+5V电压给所述串口屏供电，再通过所述低压差线性稳压器将5V电压转换成为3.3V给所述核心处理供电。
[0010]依照本实用新型较佳实施例所述的简洁锂电池充放电检测装置，所述串口屏的型号是ZTM480272S43-0WT，其尺寸为4.3寸，该串口屏与所述核心处理器之间通过RS232总线连接。
[0011]依照本实用新型较佳实施例所述的简洁锂电池充放电检测装置，所述温度传感器为LM75A传感器，所述实时时钟是PCF8563T芯片。
[0012]依照本实用新型较佳实施例所述的简洁锂电池充放电检测装置，所述核心处理器通过所述A/D采样模拟开关实现电池之间的切换。
[0013]本实用新型提供的简洁锂电池充放电检测装置能够同时检测多组电池的电压及电流信息，并且能够通过串口屏显示每组电池的电压和电流值，数据刷新速度能够达到每秒3帧以上，具有结构简单，成本低的优点。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置的原理图；
[0015]图2是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置的结构框图；
[0016]图3是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置中的直流线性稳压器原理图；
[0017]图4是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置中一种可选简易充电电路的原理图；
[0018]图5是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置中专用芯片的充电曲线；
[0019]图6是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置中充电电路的原理图；
[0020]图7是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置中复位电路的原理图；
[0021]图8是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置中温度传感器的原理图；
[0022]图9是本实用新型提供的简洁电池充放电检测装置中模拟开关的原理图。
【具体实施方式】
[0023]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0024]如图1所示，本实用新型提供了一种简洁锂电池充放电检测装置，其包括核心处理器、串口屏以及交流-直流转换器，所述交流-直流转换器连接以直流线性稳压器，该直流线性稳压器进一步连接低压差线性稳压器、所述低压差线性稳压器与所述核心处理器连接，为所述核心处理器供电，所述直流线性稳压器与所述串口屏连接，为所述串口屏供电，所述串口屏连接所述核心处理器；
[0025]所述核心处理器还连接有蜂鸣器、实时时钟、温度传感器、复位电路、充电电路、A/D采样模拟开关，所述充电电路、A/D采样模拟开关以及放电电路均与锂电池连接，所述放电电路连接所述A/D采样模拟开关。
[0026]图2是上述原理图的系统的硬件功能框图，如图2可见，该检测装置中，。核心处理器采用的是LPCl 114芯片，220V交流电首先通过AC-DC转换器进行一次AC-DC转换成为9V电压，通过DC-DC直流线性稳压器将9V电压转换成为+5V电压给串口屏供电，之后通过一个LDO低压差线性稳压器将5V电压转换成为3.3V给整个系统供电。
[0027]所述串口屏选用的型号是ZTM480272S43-0WT，其尺寸为4.3寸，串口屏与核心处理器LPC1114之间通过RS232总线连接，通过RS232串口通信协议对串口屏进行读写操作。温度传感器选用的是LM75A传感器，实时时钟芯片选用的是PCF8563T，通过I2C通信协议，LPCl114能够对温度传感器和实时时钟进行读写操作。充电芯片选用的是智能电池管理芯片BQ2057，通过普通I/O 口就能采够控制电池的充放电智能管理。通过模拟开关AD711能够实现电池之间的切换功能，通过A/D 口就能够采集到电池的电压电流等模拟信号。
[0028]进一步的，电源电路如图3所示。9V电压通过作为直流线性稳压器的集成芯片SP7656EN2-L转换成为5V电压给串口屏供电，采用集成芯片作为电压转换主芯片的原因是外接电路简单方便，稳定性高，转换效率高，成本低。得到的5V电压通过LDO (低压差线性稳压器)CAT6219转换成3.3V给整个系统供电，选用低压差线性稳压器CAT6219的优势主要是能够保证系统工作的稳定性，输出电压精度高，此外还有一个使能端能够进一步降低功耗。采用集成芯片可以很大程度提高工作效率，降低成本。
[0029]进一步的，充电电路根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子损失太多，而使电池报废。其充放电要求较高，可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至10mA以内时，应停止充电。充电电流(mA) = 0.1?1.5倍电池容量(如1350mAh的电池，其充电电流可控制在135?2025mA之间)。常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右，充电时间约为2?3小时[7]。
[0030]在一种方案中，具有选用简易充电电路。即使用简单的元器件构成锂电池充电电路。
[0031]在另一种可选方案中，充电电路可以使用专业的锂电池充电控制芯片，例如:BQ2057 芯片。
[0032]图4是一种采用简易充电电路的原理图，其原理是采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降将降低，从而使Q3截止，LED将熄灭，为保证电池能够充足，请在指示灯熄灭后继续充1-2小时。使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。
[0033]图4所示的电路优点:制作简单，元器件易购，显示直观，并且不会损坏电池，通过改变Wl可以对多节串联锂电池充电，改变W2可以对充电电流进行大范围调节。其缺点是无过放电控制电路，对电池的充电状态无法实现准确的控制。
[0034]而采用BQ2057专用芯片适合单节(4.1V或4.2V)或双节(8.2V或8.4V)锂离子(L1-1on)和锂聚合物(L1-Pol)电池的充电需要，同时根据不同的应用提供了 MSOP、TSSOP和SOIC的可选封装形式，利用该芯片设计的充电器外围电路及其简单，非常适合便携