一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂电池的充电管理，具体地是一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路。
【背景技术】
[0002]锂电池充电管理电路，如CN201134695Y公开的“一种锂电池充电管理电路”，缺点在于:I，仅提供一路锂电池供电。2，电路较为复杂。3，采用可编程单片机作为管理中心，SP，需对充电电路进行程序编程，增大技术应用的难度。后，有业者提出利用专门的锂电池充电管理集成芯片来代替可编程单片机，降低成本及技术难度。随之，市面上出现了很多单路线性管理集成芯片，诸如，BQ2057，LTC4065，CN3051A及DT7115等，但仍未有效地解决单路供电的问题。鉴于上述，亟待对锂电池充电管理电路进行改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是解决现有技术中仅单路供电的问题，提供一种新型的自动平衡的双路锂电池充电管理电路。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路，包含有，
[0005]电源输入端VSYS;
[0006]第一充电输出端BATl;
[0007]第二充电输出端BAT2;
[0008]第一充电管理集成电路Ul，其系采用线性锂电池充电管理芯片DT7115，第一充电管理集成电路Ul具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；以及，
[0009]第二充电管理集成电路U2，其系采用线性锂电池充电管理芯片DT7115，第二充电管理集成电路U2具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；
[00?0]其中，电源输入端VSYS分别接第七电阻R7的第一端、第五电阻R5的第一端、第一电容Cl的第一端、第一充电管理集成电路Ul的VCC端及CE端、第八电阻R8的第一端、第六电阻R6的第一端、第三电容C3的第一端和第二充电管理集成电路U2的VCC端及CE端，第七电阻R7的第二端分别接第一充电管理集成电路Ul的STDBY端及第二 P型MOSFET管Q2的栅极，第五电阻R5的第二端接第一二极管LEDl的第一端，第一二极管LEDl的第二端接第一充电管理集成电路Ul的CHRG端，第八电阻R8的第二端分别接第二充电管理集成电路U2的STDBY端及第一 P型MOSFET管Ql的栅极，第六电阻R6的第二端接第二二极管LED2的第一端，第二二极管LED2的第二端接第二充电管理集成电路U2的CHRG端;第一充电管理集成电路Ul的BAT端分别接第二电容C2的第一端及第一充电输出端BATl，第二充电管理集成电路U2的BAT端分别接第四电容C4的第一端及第二充电输出端BAT2，第一充电管理集成电路Ul的PROG端接第一 P型MOSFET管Ql的源极及第一电阻Rl的第一端，第一 P型MOSFET管Ql的漏极接第二电阻R2的第一端，第二充电管理集成电路U2的PROG端接第二 P型MOSFET管Q2的源极及第三电阻R3的第一端，第二 P型MOSFET管Q2的漏极接第四电阻R4的第一端，第一电阻Rl的第二端、第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第二端、第一电容Cl的第二端、第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、第一充电管理集成电路Ul的GND端及第二充电管理集成电路U2的GND端均接地。
[0011]作为一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路的优选方案，第一电阻Rl的阻值、第二电阻R2的阻值、第三电阻R3的阻值及第四电阻R4的阻值均为2k欧，第五电阻R5的阻值、第六电阻R6的阻值、第七电阻R7的阻值、第八电阻R8的阻值为IK欧，第一电容Cl的容值、第二电容C2的容值、第三电容C3的容值及第四电容C4的容值均为10yF。
[0012]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点:利用两块线性锂电池充电管理芯片，在仅增加少数外围元器件的情况下，即可提供两路锂电池充电管理接口，每路单独充电电流为IA，但两路同时充电时，自动调整为每路500mA，以确保总的充电电流不超过系统供电能力，也不会在两路间出现不平衡。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一实施例的电路结构示意图。
[0014]图2为本实用新型一实施例中芯片的外观示意图。
[0015]图3为本实用新型一实施例中芯片的内部结构图。
[0016]图4为本实用新型一实施例中芯片的典型应用电路图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
[0018]请参见图1，图中所示的是一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路，包含有，
[0019]电源输入端VSYS;
[0020]第一充电输出端BATl;
[0021]第二充电输出端BAT2;
[0022]第一充电管理集成电路Ul，其系采用线性锂电池充电管理芯片DT7115，第一充电管理集成电路Ul具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；以及，
[0023]第二充电管理集成电路U2，其系采用线性锂电池充电管理芯片DT7115，第二充电管理集成电路U2具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端。
[0024]其中，电源输入端VSYS分别接第七电阻R7的第一端、第五电阻R5的第一端、第一电容Cl的第一端、第一充电管理集成电路Ul的VCC端及CE端、第八电阻R8的第一端、第六电阻R6的第一端、第三电容C3的第一端和第二充电管理集成电路U2的VCC端及CE端，第七电阻R7的第二端分别接第一充电管理集成电路Ul的STDBY端及第二 P型MOSFET管Q2的栅极，第五电阻R5的第二端接第一二极管LEDl的第一端，第一二极管LEDl的第二端接第一充电管理集成电路Ul的CHRG端，第八电阻R8的第二端分别接第二充电管理集成电路U2的STDBY端及第一 P型MOSFET管Ql的栅极，第六电阻R6的第二端接第二二极管LED2的第一端，第二二极管LED2的第二端接第二充电管理集成电路U2的CHRG端;第一充电管理集成电路Ul的BAT端分别接第二电容C2的第一端及第一充电输出端BATl，第二充电管理集成电路U2的BAT端分别接第四电容C4的第一端及第二充电输出端BAT2，第一充电管理集成电路Ul的PROG端接第一 P型MOSFET管Ql的源极及第一电阻Rl的第一端，第一 P型MOSFET管Ql的漏极接第二电阻R2的第一端，第二充电管理集成电路U2的PROG端接第二 P型MOSFET管Q2的源极及第三电阻R3的第一端，第二 P型MOSFET管Q2的漏极接第四电阻R4的第一端，第一电阻Rl的第二端、第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第二端、第一电容Cl的第二端、第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、第一充电管理集成电路Ul的GND端及第二充电管理集成电路U2的GND端均接地。
[0025]又，第一电阻Rl的阻值、第二电阻R2的阻值、第三电阻R3的阻值及第四电阻R4的阻值均为2k欧，第五电阻R5的阻值、第六电阻R6的阻值、第七电阻R7的阻值、第八电阻R8的阻值为IK欧，第一电容Cl的容值、第二电容C2的容值、第三电容C3的容值及第四电容C4的容值均为1yF。
[0026]需要说明的是，线性锂电池充电管理芯片在市面上有较多款，很多公司都有在生产加工，诸如，802057丄1^4065，0似0514及0了7115，是常用的成本优化的集成专用电路。本实施例采用的是道崇电子生产的DT7115，最大充电电流可达1.2A，最高工作电压可达7V，其充电电流可由外部电阻设置。线性锂电池充电管理芯片DT7115的引脚定义如图2所示，内部结构图如图3所示，典型应用电路如图4所示。鉴于该芯片为市售产品，技术已非常成熟，故对其内部结构不再赘述。补充的是，本实施例还可以使用其他相类似的线性锂电池充电管理芯片，诸如BQ2057，LTC4065，CN3051A。其中，TEMP端是锂电池温度检测输入脚，PROG端是充电电流设置脚，GND端为接地端，VCC端为电源输入端，BAT端为充电输出端，接锂电池正极，STDBY端是充电完成指示灯端，CHRG端是正在充电指示灯端，CE端是芯片使能端。线性锂电池充电管理芯片DT7115的工作原理为:芯片内部检测BAT端的电压VBAT，如果VBAT〈2.8V，则表示锂电池处于深度放电状态，必须用小电流进行预充电，因此将BAT端的输出电流IBAT调整为正常充电电流值C的1/10，即涓流充电；如果3.0V〈VBAT〈4.2V，则锂电池可以用正常电流值C充电，因此将IBAT设置为C，此即恒流充电模式；当VBAT接近4.2V时，芯片则转入恒压充电模式，即输出电压恒定，而输入电流则由锂电池本身决定。当IBAT下降到正常充电值C的1/10时，充电过程终止。之后，随着电池的使用或自放电，当电池电压降低到大约4.05V以下时，DT7115会再次启动充电过程。在没有接电池时，外接的电容可视为电池的替代(也可以不接电容，这种情况下完全靠寄生电容的作用)，但与真正的锂电池特性并不相同，充电、放电过程非常快，所以可以看到BAT脚电压在4.1V左右至4.4V左右之间来回摆动(本质上是充电一放电一再充电的循环)。充电电流是通过PROG端来设置的。PROG端的电压固定为1V，DT7115内部设定BAT脚的充电电流是PROG脚流出电流的1000倍，因此充电电流IBAT=1000*IPR0G=1000*VPR0G/RPR0G=1000/RPR0G。比如，当PROG脚的电阻为 1ΚΩ 时，充电电流即为1A。
[0027]CHRG端和STDBY端都是开漏输出结构。在充电时，CHRG端输出为低，所以CHRG端外接灯会点亮;充电完成后，CHRG端悬置，STDBY端输出为低，所以STDBY端外接灯会点亮。在没有锂电池时，其效果等效于非常快速的充电一充满停止一再充电一再充满停止的循环过程，因此CHRG端会快速闪烁，其频率和BAT端的电容大小有关;STDBY端情况也类似，但内部设计使其闪烁频率比CHRG端低很多，当BAT端的电容超过4.7uF时，STDBY端的输出即为常低。
[0028]不难看出，与DT7115的典型应用电路相比，本实施例中，每一路只增加了I颗P型MOSFET晶体管和I颗2ΚΩ的电阻，完全不再需要任何附加的平衡、分配或管理电路，可谓非常简洁。下面详细结合图1描述本实施例的工作原理。任意一路正在充电时，这一路的STDBY端输出为高，以第一充电管理集成电路Ul说明，当第一充电管理集成电路Ul正在充电时，第一充电管理集成电路Ul的STDBY端通过第七电阻R7上拉到VSYS输出为高，由此对应的第二 P型MOSFET管Q2的栅极为高，则第二P型MOSFET管Q2关闭。由于第二充电管理集成电路U2的PROG脚电阻阻值为2ΚΩ，因此U2的充电电流即为IBAT2=1000/2K=0.5A。同样，若第二充电管理集成电路U2正在充电，则第二充电管理集成电路U2的STDBY端也为高，Ql也关闭，因此第一充电管理集成电路Ul的充电电流也为0.5A。假设任一路已经完成充电，或者未接入待充电设备，仍以Ul为说明，则其STDBY端输出为低，相应地第二P型MOSFET管Q2导通，则第二充电管理集成电路U2的PROG脚电阻阻值为两颗2ΚΩ并联，即等效为1ΚΩ，故其充电电流即为IA0
[0029]本实施例的特点是:
[0030]1.利用两块线性锂电池充电管理芯片，在仅增加少数外围元器件的情况下，即可提供两路锂电池充电管理接口，每路单独充电电流为1A，但两路同时充电时，自动调整为每路500mA，以确保总的充电电流不超过系统供电能力，也不会在两路间出现不平衡。
[0031]2.由于使用DT7115，先天具备了锂电池充电管理的功能，无需另外编程。
[0032]3.根据应用需要，充满电压既可以是4.2V，也可以是如4.35V等其他电压值，只要选取相应电压值的DT7115即可。
[0033]4.可以对锂电池的温度实施监控，在温度过高或过低时停止充电。
[0034]5.在不充电时，自身功耗很低，不足10uA。
[0035]6.先天具有防止锂电池倒灌电流的功能。
[0036]7.先天具有温度调节功能，在环境温度较高时自动降低充电电流。
[0037]8.先天具有过温保护等其他功能。
[0038]以上仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路，其特征在于，包含有， 电源输入端VSYS; 第一充电输出端BATl; 第二充电输出端BAT2; 第一充电管理集成电路Ul，其系采用线性锂电池充电管理芯片DT7115，第一充电管理集成电路Ul具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；以及， 第二充电管理集成电路U2，其系采用线性锂电池充电管理芯片DT7115，第二充电管理集成电路U2具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端； 其中，电源输入端VSYS分别接第七电阻R7的第一端、第五电阻R5的第一端、第一电容Cl的第一端、第一充电管理集成电路Ul的VCC端及CE端、第八电阻R8的第一端、第六电阻R6的第一端、第三电容C3的第一端和第二充电管理集成电路U2的VCC端及CE端，第七电阻R7的第二端分别接第一充电管理集成电路Ul的STDBY端及第二 P型MOSFET管Q2的栅极，第五电阻R5的第二端接第一二极管LEDl的第一端，第一二极管LEDl的第二端接第一充电管理集成电路Ul的CHRG端，第八电阻R8的第二端分别接第二充电管理集成电路U2的STDBY端及第一 P型MOSFET管Ql的栅极，第六电阻R6的第二端接第二二极管LED2的第一端，第二二极管LED2的第二端接第二充电管理集成电路U2的CHRG端;第一充电管理集成电路Ul的BAT端分别接第二电容C2的第一端及第一充电输出端BATl，第二充电管理集成电路U2的BAT端分别接第四电容C4的第一端及第二充电输出端BAT2，第一充电管理集成电路Ul的PROG端接第一 P型MOSFET管Ql的源极及第一电阻Rl的第一端，第一 P型MOSFET管Ql的漏极接第二电阻R2的第一端，第二充电管理集成电路U2的PROG端接第二 P型MOSFET管Q2的源极及第三电阻R3的第一端，第二 P型MOSFET管Q2的漏极接第四电阻R4的第一端，第一电阻Rl的第二端、第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第二端、第一电容Cl的第二端、第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、第一充电管理集成电路Ul的GND端及第二充电管理集成电路U2的GND端均接地。2.根据权利要求1所述的一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路，其特征在于，第一电阻Rl的阻值、第二电阻R2的阻值、第三电阻R3的阻值及第四电阻R4的阻值均为2k欧，第五电阻R5的阻值、第六电阻R6的阻值、第七电阻R7的阻值、第八电阻R8的阻值为IK欧，第一电容Cl的容值、第二电容C2的容值、第三电容C3的容值及第四电容C4的容值均为10yF。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动平衡的双路锂电池充电管理电路，主要由电源输入端VSYS、第一充电输出端BAT1、第二充电输出端BAT2、第一充电管理集成电路U1及第二充电管理集成电路U2组成。第一充电管理集成电路U1及第二充电管理集成电路U2均采用线性锂电池充电管理芯片DT7115。利用两块线性锂电池充电管理芯片，在仅增加少数外围元器件的情况下，即可提供两路锂电池充电管理接口，每路单独充电电流为1A，但两路同时充电时，自动调整为每路500mA，以确保总的充电电流不超过系统供电能力，也不会在两路间出现不平衡。
【IPC分类】H01M10/48, H02J7/00, H01M10/42
【公开号】CN205385323
【申请号】CN201620150062
【发明人】张益铭, 谈毅平
【申请人】上海芯强微电子股份有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年2月29日