一种适用于四串锂离子电池的充电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于锂离子电池充电【技术领域】，公开了一种适用于四串锂离子电池的充电装置。该适用于四串锂离子电池的充电装置，包括n组四串锂离子电池、AC-DC开关电源和稳压电路，还包括依次电连接的BQ2000充电管理芯片、充电驱动电路、充电整流电路，BQ2000充电管理芯片的VCC端电连接稳压电路的输出端，充电整流电路的输出端电连接多组四串锂离子电池，所述多组四串锂离子电池上设置有充电电压检测电路和锂离子电池数量检测电路，所述充电电压检测电路的输出端电连接BQ2000充电管理芯片的BAT端。
【专利说明】—种适用于四串锂离子电池的充电装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型属于锂离子电池充电【技术领域】，特别涉及一种适用于四串锂离子电池的充电装置。
【背景技术】
[0002]目前，锂离子电池(L1-1on电池)作为一种新型的直流电源，广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，并且适用于电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。但是对于一些容量较大的用电设备来说(例如短波通信系统供电所需L1-1on电池组容量通常为6Ah-10Ah)，锂电池的充电时间较长，影响了锂电池的使用和维护。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提出一种适用于四串锂离子电池的充电装置。该适用于四串锂离子电池的充电装置能够通过对电池接入数量的取样，来控制充电电流，实现对充电电流的自动切换。
[0004]为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。
[0005]一种适用于四串锂离子电池的充电装置，包括需要进行充电的第I组四串锂离子电池至第η组四串锂离子电池，η取I至6，还包括:用于将220V交流电转变为24V直流电的AC-DC开关电源、以及用于将24V直流电转变为5V直流电的稳压电路，还包括依次电连接的BQ2000充电管理芯片、充电驱动电路、充电整流电路，所述BQ2000充电管理芯片的VCC端电连接所述稳压电路的输出端，所述充电整流电路的输出端电连接多组四串锂离子电池，所述多组四串锂离子电池上设置有充电电压检测电路和锂离子电池数量检测电路，所述充电电压检测电路的输出端电连接BQ2000充电管理芯片的BAT端；
[0006]所述锂离子电池数量检测电路包括:第I分压电阻至第7分压电阻、电压比较器、三极管和取样电阻，所述第I分压电阻的一端接入24V直流电，所述第I分压电阻至第六分压电阻的一端的公共节点电连接第7分压电阻的另一端和电压比较器反相输入端的公共节点，所述第i组四串离子锂电池的负极电连接第i分压电阻的另一端，i取I至η ;所述三极管的基极电连接电压比较器的输出端，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极电连接取样电阻的一端，所述取样电阻的另一端电连接BQ2000充电管理芯片的SNS端。
[0007]本实用新型的特点和进一步改进在于:
[0008]所述BQ2000充电管理芯片的LED端电连接有发光二极管。
[0009]所述第I分压电阻至第6分压电阻的电阻值均为300k Ω，所述第7分压电阻的电阻值为IOOk Ω。
[0010]所述电压比较器的参考电压为12.2V?12.5V。
[0011]本实用新型的有益效果为:能够通过对电池接入数量的取样，来控制充电电流，实现对充电电流的自动切换。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的一种适用于四串锂离子电池的充电装置的电路结构示意图；
[0013]图2为本实用新型实施例的六组四串锂离子电池的充电装置的锂离子电池数量检测电路的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型实施例的三组四串锂离子电池的充电装置的锂离子电池数量检测电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0016]参照图1，为本实用新型的一种适用于四串锂离子电池的充电装置的电路结构示意图。下面对适用于四串锂离子电池的充电装置进行说明，本实用新型实施例中，每一组四串锂离子电池由四个相同型号的单个锂离子电池串联而成，每一组四串锂离子电池具有一个正极和一个负极，每个锂离子电池的最高电压为4.2V，因此每一组四串锂离子电池的最高电压为16.8V。本实用新型实施例中，该适用于四串锂离子电池的充电装置包括:AC-DC开关电源和稳压电路，其中，AC-DC开关电源的输入电压为AC220V，输出电压为DC24V，AC-DC开关电源具有转换效率高、输出电压稳定、体积小的特点。稳压电路用于将24V直流电转变为5V直流电。本实用新型实施例中，需要充电的四串锂离子电池为η组:第I组四串锂离子电池至第η组四串锂离子电池，η取I至6。本实用新型实施例中，对于每一组四串锂离子电池，采用一个三芯充电座来连接每一组四串锂离子电池，将三芯充电座的接地端和负极端短接，然后将接地端电连接对应的一组四串锂离子电池的负极，将正极端电连接对应的一组四串锂离子电池的正极。
[0017]本实用新型的适用于四串锂离子电池的充电装置还设置有BQ2000充电管理芯片，BQ2000充电管理芯片采用高频开关电路结构，可用于锂离子电池的安全充电。BQ2000充电管理芯片全面充分的考虑了锂离子电池的充电特性，用其制作锂离子电池充电器具有使用方便，性能可靠，可有效地对锂电池保护，充电等特点。BQ2000充电管理芯片能够以先恒流再恒压的方式给锂离子电池进行充电。本实用新型实施例中，与BQ2000充电管理芯片相配套的外围电路包括充电驱动电路、充电整流电路、充电电压检测电路和锂离子电池数量检测电路。其中，BQ2000充电管理芯片的VCC端电连接稳压电路的输出端，这样，BQ2000充电管理芯片能够获得供电电源。BQ2000充电管理芯片的MOD端电连接充电驱动电路的输入端，充电驱动电路的输出端电连接充电整流电路的输入端，充电整流电路的输出端电连接六组四串锂电池。BQ2000充电管理芯片的MOD端产生充电脉冲信号，通过充电驱动电路(buck开关型调整器)完成我们所需的充电脉冲宽度，充电驱动电路由三极管和大功率的场效应管组成，然后再经过充电整流电路对电池进行充电。充电整流电路由二极管和电感组成。充电电压检测电路和锂离子电池数量检测电路均设置在多组四串锂离子电池上，当多组四串锂电池充电时，充电电压检测电路用于检测多组四串锂电池的充电电压。其中，充电电压检测电路的输出端电连接BQ2000充电管理芯片的BAT端，用于将检测到的充电电压值反馈至BQ2000充电管理芯片。锂离子电池数量检测电路的输出端电连接BQ2000充电管理芯片的SNS端，用于将检测到的电信号反馈至BQ2000充电管理芯片。BQ2000充电管理芯片根据收到的数据，通过MOD端对充电过程进行控制。
[0018]本实用新型实施例中，BQ2000充电管理芯片的TS端电连接电池温度检测电路，用于对正在充电的锂离子电池进行温度检测。稳压电路将5V直流电输出至BQ2000充电管理芯片，BQ2000充电管理芯片启动，然后通过TS端检测多串锂离子电池的温度是否正常，如果正常，则进行如下充电过程:首先第一步，第一步:进行恒流充电，通过MOD端产生充电脉冲信号，通过充电驱动电路和充电整流电路来进行恒流充电；同时，通过BAT端检测每一组四串锂离子电池的充电电压是否达到16.6V，如果达到，进行第二步。第二步:采用恒压充电方式进行充电。
[0019]参照图2，为本实用新型实施例的六组四串锂离子电池的充电装置的锂离子电池数量检测电路的结构示意图。参照图3，为本实用新型实施例的三组四串锂离子电池的充电装置的锂离子电池数量检测电路的结构示意图。本实用新型实施例中，上述锂离子电池数量检测电路包括:第I分压电阻Rl至第7分压电阻R7、电压比较器、三极管和取样电阻，第7分压电阻R7的一端接入24V直流电，第I分压电阻Rl至第六分压电阻R6的一端的公共节点电连接第I分压电阻R7的另一端和电压比较器反相输入端的公共节点，第i组四串离子锂电池的负极电连接第i分压电阻的另一端，i取I至η。电压比较器的同相输入端用于接入固定的参考电压。例如，结合图2，如果需要对六组四串锂离子电池同时进行充电(此时，η=6)，则第I组四串锂离子电池至第6组四串锂离子电池的负极对应电连接第I分压电阻Rl至第6分压电阻R6。结合图3，如果需要对3组四串锂离子电池同时进行充电(此时，η=3)，则第I组四串锂离子电池至第3组四串锂离子电池的负极对应电连接第I分压电阻Rl至第3分压电阻R3。第7分压电阻R7的一端的输入电压固定(始终为24V)，而第I分压电阻Rl至第7分压电阻R7的阻值固定，这样，当η取两个不同的数值时，根据电阻分压关系等原理，通过六个分压电阻(第I分压电阻Rl至第六分压电阻R6)输入到电压比较器的电压值就不同。本实用新型实施例中，第7分压电阻的阻值为IOOkQ，第I分压电阻Rl至第六分压电阻R6的阻值均为300k Ω，电压比较器的参考电压在12.2V至12.5V之间，这样，当η < 3时，上述通过六个分压电阻(第I分压电阻Rl至第六分压电阻R6)输入到电压比较器的电压(即电压比较器反相输入端的输入电压)小于参考电压(即电压比较器同相输入端的输入电压)，当4时，上述通过六个分压电阻(第I分压电阻Rl至第六分压电阻R6 )输入到电压比较器的电压(即电压比较器反相输入端的输入电压)大于参考电压(即电压比较器同相输入端的输入电压)。根据电压比较器的工作原理，在上述两种情况下，电压比较器会分别输出高电平信号和低电平信号。
[0020]本实用新型实施例中，三极管的基极电连接电压比较器的输出端，三极管的发射极接地，三极管的集电极电连接取样电阻的一端，所述取样电阻的另一端电连接BQ2000充电管理芯片的SNS端。根据三极管的导通截止特性，当电压比较器输出高电平信号时，三极管导通，此时，BQ2000充电管理芯片的SNS端会接收到电流信号，BQ2000充电管理芯片的MOD端通过充电驱动电路、充电整流电路对四串锂电池进行快充模式充电，此时充电电流为2Α。当电压比较器输出低电平信号时，三极管截止，此时，BQ2000充电管理芯片的SNS端不会接收到电流信号，BQ2000充电管理芯片的MOD端通过充电驱动电路、充电整流电路对四串锂电池进行慢充模式充电，此时充电电流为1Α。由此可知，本实用新型可以根据四串锂电池组数的不同，实现充电电流大小的自动切换。[0021]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种适用于四串锂离子电池的充电装置，包括需要进行充电的第I组四串锂离子电池至第η组四串锂离子电池，η取I至6，其特征在于，还包括:用于将220V交流电转变为24V直流电的AC-DC开关电源、以及用于将24V直流电转变为5V直流电的稳压电路，还包括依次电连接的BQ2000充电管理芯片、充电驱动电路、充电整流电路，所述BQ2000充电管理芯片的VCC端电连接所述稳压电路的输出端，所述充电整流电路的输出端电连接多组四串锂离子电池，所述多组四串锂离子电池上设置有充电电压检测电路和锂离子电池数量检测电路，所述充电电压检测电路的输出端电连接BQ2000充电管理芯片的BAT端； 所述锂离子电池数量检测电路包括:第I分压电阻(Rl)至第7分压电阻(R7)、电压比较器、三极管和取样电阻，所述第I分压电阻(R7)的一端接入24V直流电，所述第I分压电阻(Rl)至第六分压电阻(R6)的一端的公共节点电连接第7分压电阻(R7)的另一端和电压比较器反相输入端的公共节点，所述第i组四串离子锂电池的负极电连接第i分压电阻的另一端，i取I至η ;所述三极管的基极电连接电压比较器的输出端，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极电连接取样电阻的一端，所述取样电阻的另一端电连接BQ2000充电管理芯片的SNS端。
2.如权利要求1所述的一种适用于四串锂离子电池的充电装置，其特征在于，所述BQ2000充电管理芯片的LED端电连接有发光二极管。
3.如权利要求1所述的一种适用于四串锂离子电池的充电装置，其特征在于，所述第I分压电阻(RI)至第6分压电阻(R6 )的电阻值均为300k Ω，所述第7分压电阻(R7 )的电阻值为IOOkQ ο
4.如权利要求1所述的一种适用于四串锂离子电池的充电装置，其特征在于，所述电压比较器的参考电压为12.2V?12.5V。
【文档编号】H02J7/02GK203607907SQ201320802855
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】张磊, 罗文革, 张毅, 黄文杰, 陈斐, 王铁勇, 陈志恒, 孙云峰, 刘朝锋, 雷栋 申请人:陕西烽火实业有限公司