专利名称：多串锂电池组低功耗保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂电池组保护电路，尤其是涉及通过恒流源实现不同 控制信号的级联，以替代光电耦合方式，实现电路的低功耗。
技术背景多串锂电池组进行充电或放电，需要提供一种保护板，用以控制外接电路以防止该充电电池过充或过放。该锂电池组保护板一般包括: 异常检测电路、光偶合电路、平衡电路及识别电路。所述异常检测电 路对充电电池的电压进行检查，并输出检测信号。平衡电路根据检测 信号判别是否为过充信号，若为过充信号则对充电电池放电。同时， 光偶合电路根据检测信号调整光偶合电路的阻抗，用以断开充电电池 与外接电路的连接,识别电路提供发出信号的电池的位置。其中，光偶合电路一般包括发光二极管和晶体管，发光二极管电 耦接至异常检测电路，用以根据充电电池的电压决定是否发光。而晶 体管电连接至外接电路，并根据发光二极管的发光与否决定晶体管的 阻抗，以连接或断幵外接电路。当电池正常时，异常检测电路将充电电池的电压检测信号发送至 光偶合电路的发光二极管，发光二极管在接到检测信号后开始发光， 照射另 一侧的晶体管，而使得晶体管的两端阻抗降低。当电池异常时，异常检测电路会停止向发光二极管发送信号，使 得发光二极管停止发光，从而使得另一侧的晶体管没有光的照射，由 此晶体管的两端阻抗变得很高，几乎为断路的状态。因为光偶合电路 的两侧使用光的照射来连接，不需要有任何电接触，因此两侧之间具 有很高的绝缘性，利用这个特性，可以将整串晶体管的两端与整串锂电池之间完全电隔离。
在保护板的光偶合电路上电连接识别电路，识别电路包括电阻。 当光偶合电路根据检测信号调整光偶合电路的阻抗、以断开充电电池 与外接电路的连接时，识别电路将输出信号告知外接电路，使外接电 路得知那一电池有异常现象。
在上述光偶合电路中，由于光偶工作电流为毫安级别，所以功耗比 较高，造成整个保护板的功耗也比较高，而功耗很大程度上决定了电池的
存放时间，保护板功耗的行业标准小于lmA,。
同时，锂电池自放电率为每月2% 5%，对目前常用的10AH电 池来说，保护板功耗lmA时的存储曲线见图1，存储时间为小于IO 个月。使用的保护板的功耗为0.5mA左右时，存储时间为16个月左 右，存储曲线见图2。由此可见，保护板的功耗很大程度上决定了电 池的存放时间。
发明内容
本发明的目的在于设计一种多串锂电池组低功耗保护电路，该电 路的功耗大大降低，使电池组的存储时间大大延长。
为实现本发明的目的，提出 一种多串锂电池组低功耗保护电路， 该保护电路为每个单电池设置保护模块，用于检测电池电压并控制整 个电池组的充放电，该保护模块设置恒流部分，所述恒流源为下拉恒 流源；不同模块之间设置电阻，此处的电阻为普通碳膜电阻，对精度 也没有特殊要求，5%即可。所述电阻在保护模块间转移工作电平， 改变电压传递为电流传递。
当保护模块检测到过压后在输出端输出对地24V的电压，在所述 不同模块之间的电阻上产生12V电压，使其中一个保护模块的高电平 就转移到另一个保护模块的高电平上。
将所述恒流源的工作电流设计为luA左右，能量损失每月0.7%，为电池自放电率的1/3，对电池组的影响比较小，使整个电池组存储
时间为2年以上。
图1保护板功耗1mA的存储曲线； 图2保护板功耗0.5mA的存储曲线； 图3保护板功耗lOOuA的存储曲线； 图4本发明的保护电路原理图。
具体实施例方式
现有方案多采用如背景技术所述的光电耦合方式实现，本发明的 技术方案是通过恒流源实现不同控制信号的级联。
图4本发明的保护电路原理图。如图所示，该保护电路为每个单 电池设置保护模块，用于检测电池电压并控制整个电池组的充放电。 该保护模块的恒流部分均为下拉恒流源，不同模块之间的电阻负责转 移工作电平。例如，当第二个保护模块检测到过压，会在co2输出对 地24V的电压，(相对本模块12V)。通过恒流源的下拉，在R2上产 生12V电压，这时第一个保护模块检测到12V电压，这样第二个保 护模块的高电平就转移到第一个保护模块的高电平上。其他信号的工 作原理相同。由于恒流源的工作电流设计的只有luA，比光偶级联的 功耗小1000倍。
本发明的保护电路功耗0.1mA左右，能量损失仅为每月0.7%， 为锂电池自放电率的1/3，对电池组的影响比较小。图3为保护板功 耗100uA的存储曲线。由该存储曲线可知，电池存储时间为2年以上。
权利要求
1.一种多串锂电池组低功耗保护电路，该保护电路为每个单电池设置保护模块，用于检测电池电压并控制整个电池组的充放电，其特征在于，所述保护模块设置恒流部分，所述恒流源为下拉恒流源；不同模块之间设置电阻，所述电阻在保护模块间转移工作电平，改变电压传递为电流传递。
2. 根据权利要求l所述的保护电路，其特征在于，所述的电阻为 精度5%的普通碳膜电阻。
3. 根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护模块 检测到过压后在输出端输出对地24V的电压，在所述不同模块之间的 电阻上产生12V电压。
4. 根据权利要求l所述的保护电路，其特征在于，所述恒流源的 工作电流设计为luA。
全文摘要
本发明是一种多串锂电池组低功耗保护电路，该保护电路为每个单电池设置保护模块，用于检测电池电压并控制整个电池组的充放电，所述保护模块设置恒流部分，所述恒流源为下拉恒流源；不同模块之间设置电阻，所述电阻在保护模块间转移工作电平，改变电压传递为电流传递。本发明的保护电路功耗0.1mA左右，能量损失仅为每月0.7％，为锂电池自放电率的1/3，对电池组的影响比较小。由该存储曲线可知，电池存储时间为2年以上。
文档编号H02H7/18GK101593967SQ20091008280
公开日2009年12月2日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者符力建, 邓晓祺, 陈斌斌 申请人:北京华大智宝电子系统有限公司