电能计量终端的电池性能管理装置的制作方法

本实用新型涉及电能计量的技术领域，特别是涉及一种电能计量终端的电池性能管理装置。

背景技术：

电池的性能对实现计量终端自停电报警功能有重要影响，目前电能计量装置用Ni-MH电池普遍处于浮充状态而导致寿命下降，在实际运行中，终端电池失效是终端无法实现自停电报警功能的主要因素。性能下降的电池直接影响计量终端的供电可靠性，造成了一定的经济损失，并且影响供电可靠性。

大部分早期失效的电池是由于对电池不合理的充放电造成的。由于没有合理有效的用电池管理，使得蓄电池在使用中得实际使用寿命远远达不到理论寿命。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电能计量终端的电池性能管理装置，能够实现电能计量终端的蓄电池的快速充电，延长电池的使用寿命。

一种电能计量终端的电池性能管理装置，包括充电电路，所述充电电路包括电池充电管理芯片、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第一电容；

所述电池充电管理芯片包括充电电流控制端2、接地端3、电源输入端4、充电电压输出端5、充电时间控制端6、充电触发控制端7以及反馈端8；

所述接地端3接地；

所述电源输入端4连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接充电电源输入端；

所述充电电压输出端5连接电池充电输入接线端；

所述充电时间控制端6通过所述第一电阻连接至所述第一二极管的阴极，并通过所述第一电容接地；

所述充电触发控制端7通过所述第二电阻连接所述第一二极管的阴极；

所述充电电流控制端2通过所述第三电阻接地；

所述反馈端8通过所述第四电阻连接至所述充电电压输出端5，并通过所述第五电阻连接所述电池充电管理芯片的接地端。

上述电能计量终端的电池性能管理装置，在充电电源输入端的输入电压大于所述电源输入端4的电源低电压阈值，并且大于电池电压时，所述第一二极管导通，开始对电池充电。连接在所述第四电阻和第五电阻之间的所述电池充电管理芯片的反馈端8的电压值决定充电状态。根据电池充电输入接线端的电压所处水平，所述充电电路处于不同的充电状态，充电电流可通过第三电阻设置，充电电压可通过第四电阻和第五电阻设定。当电池充电输入接线端的电压低于设定恒流充电电压值时，充电电路采用恒流模式对电池充电；当电池充电输入接线端的电压大于设定的维持充电电压时，充电电路处于维持充电状态，维持充电电流为设定的恒流充电电流值，如果电池电压接近电池充电输入接线端的最高电压阈值时，则电池电压不再上升，充电电流逐渐减小。在维持充电阶，维持充电时间由第一电阻和第一电容决定，所述电池充电管理芯片的内部定时器启动计时，当定时结束时，整个充电过程结束，充电回路进入充电结束状态。因此，对电能计量终端的电池充电更加合理，既能够实现电能计量终端的蓄电池的快速充电，也能延长电池的使用寿命。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括：第二电容，所述第二电容一端连接所述第一二极管的阴极，另一端接地。

通过所述第二电容，可以使输入的电压更加稳定，滤除电压不稳定波动造成的噪声。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括：第三电容，所述第三电容一端连接所述充电电压输出端5，另一端接地。

通过设置所述第三电容，滤除输出电压不稳定波动造成的噪声，可以使输出的充电电压更加稳定。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括：发光二极管，所述充电触发控制端7依次通过所述发光二极管的阴极和阳极连接至所述第二电阻。

在充电电源输入端的输入电压大于所述电源输入端4的电源低电压阈值，并且大于电池电压时，所述第一二极管导通，开始对电池充电，使所述发光二极管导通点亮，提示正在进行充电。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括：放电电路，所述放电电路包括第一场效应管、第二场效应管、第二二极管、稳压管、第六电阻和第七电阻；

所述第一场效应管的栅极连接所述第二场效应管的源极，并通过所述第六电阻连接所述第一场效应管的漏极；

所述第一场效应管的漏极连接电池放电输出端；

所述第一场效应管的源极依次通过所述第二二极管的阳极和阴极连接至终端电源输入端；

所述第二场效应管的漏极接地；

所述第二场效应管的栅极依次通过所述稳压管的阳极和阴极连接所述电池放电输出端，并经过所述第七电阻接地。

所述放电电路在终端电源输入端的电压低于电池放电输出端的电压时，稳压管导通，电池放电输出端的电压使第二场效应管的栅极电压高于开启电压，于是第二场效应管导通，将第一场效应管的栅极接地，因此放电电路导通，电池放电为计量终端继续供电，直到电池电压低于设置的最低放电电压就会将第二场效应管和第一场效应管关断，放电电路关断，停止放电，防止电池深度放电。

因此，上述电能计量终端的电池性能管理装置使用时，正常情况下，计量终端为充电电路提供电源，对电池进行自适应充电过程，此时放电电路断开。一旦计量装置掉电，计量终端的电源端将低于电池电压，充电电路断开，放电电路导通，电池放电为计量终端继续供电，直到电池电压低于设置的最低放电电压就会将放电电路关断，停止放电，防止电池深度放电。该电路简单可靠，能够嵌入原有的计量终端内。

在一种实施例中，所述第一场效应管为PMOS。

所述第一场效应管采用PMOS实现，能够快速实现关断和导通，提高相应速度。

附图说明

图1为一个实施例的电能计量终端的电池性能管理装置的充电电路的结构示意图；

图2为一个实施例的电能计量终端的电池性能管理装置的放电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的便携式电力运维移动电源的具体实施方式作详细描述。

参考图1，图1所示为一个实施例的电能计量终端的电池性能管理装置的充电电路的结构示意图。

所述电能计量终端的电池性能管理装置，包括充电电路，如图1所示。所述充电电路包括电池充电管理芯片10、第一二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第一电容C1；

所述电池充电管理芯片10包括充电电流控制端2、接地端3、电源输入端4、充电电压输出端5、充电时间控制端6、充电触发控制端7以及反馈端8；

所述接地端3接地；

所述电源输入端4连接所述第一二极管D1的阴极，所述第一二极管D2的阳极连接充电电源输入端B+1；

所述充电电压输出端5连接电池充电输入接线端BAT+1；

所述充电时间控制端6通过所述第一电阻R1连接至所述第一二极管D1的阴极，并通过所述第一电容C1接地；

所述充电触发控制端7通过所述第二电阻R2连接所述第一二极管D1的阴极；

所述充电电流控制端2通过所述第三电阻R3接地；

所述反馈端8通过所述第四电阻R4连接至所述充电电压输出端5，并通过所述第五电阻R5连接所述电池充电管理芯片10的接地端3。

上述电能计量终端的电池性能管理装置，在充电电源输入端B+1的输入电压大于所述电池充电管理芯片10的电源输入端4的电源低电压阈值，并且大于电池电压时，所述第一二极管D1导通，开始对电池充电。连接在所述第四电阻R4和第五电阻R5之间的所述电池充电管理芯片10的反馈端8的电压值决定充电状态。根据电池充电输入接线端BAT+1的电压所处水平，所述充电电路处于不同的充电状态，充电电流可通过第三电阻R3设置，充电电压可通过第四电阻R4和第五电阻R5设定。当电池充电输入接线端BAT+1的电压低于设定恒流充电电压值时，充电电路采用恒流模式对电池充电；当电池充电输入接线端BAT+1的电压大于设定的维持充电电压时，充电电路处于维持充电状态，维持充电电流为设定的恒流充电电流值，如果电池电压接近电池充电输入接线端BAT+1的最高电压阈值时，则电池电压不再上升，充电电流逐渐减小。在维持充电阶，维持充电时间由第一电阻和第一电容决定，所述电池充电管理芯片10的内部定时器启动计时，当定时结束时，整个充电过程结束，充电回路进入充电结束状态。因此，对电能计量终端的电池充电更加合理，既能够实现电能计量终端的蓄电池的快速充电，也能延长电池的使用寿命。

所述电能计量终端可以为电能表等常用的终端设备，所述电能计量终端的电池可以采用锂电池。优选地，采用计量终端用Ni-MH电池，充放电效果更佳，更稳定。

所述电池充电管理芯片10可以采用常用的锂电池线性充电管理芯片，例如市面上常见的BQ2057等型号的芯片，具有相应的功能引脚即可。本发明中，所述电池充电管理芯片10的各个引脚仅以其对应的功能命名，对其引脚的实际名称不做限制。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括：第二电容C2，所述第二电容C2一端连接所述第一二极管D1的阴极，另一端接地。

通过所述第二电容C2，可以使输入的电压更加稳定，滤除电压不稳定波动造成的噪声。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括：第三电容C3，所述第三电容C3一端连接所述充电电压输出端5，另一端接地。

通过设置所述第三电容C3，滤除输出电压不稳定波动造成的噪声，可以使输出的充电电压更加稳定。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括：发光二极管D2，所述充电触发控制端7依次通过所述发光二极管D2的阴极和阳极连接至所述第二电阻R2。

在充电电源输入端B+1的输入电压大于所述电源输入端4的电源低电压阈值，并且大于电池电压时，所述第一二极管D1导通，开始对电池充电，使所述发光二极管导通D2点亮，提示正在进行充电。

在一种实施例中，所述电能计量终端的电池性能管理装置还包括放电电路。参考图2，图2所示为一个实施例的电能计量终端的电池性能管理装置的放电电路的结构示意图。

所述放电电路包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、稳压管3、第二二极管D4、第六电阻R6和第七电阻R7；

所述第一场效应管Q1的栅极连接所述第二场效应管Q2的源极，并通过所述第六电阻R6连接所述第一场效应管Q1的漏极；

所述第一场效应管Q1的漏极连接电池放电输出端BAT+2；

所述第一场效应管Q1的源极依次通过所述第二二极管D4的阳极和阴极连接至终端电源输入端B+2；

所述第二场效应管Q2的漏极接地；

所述第二场效应管Q2的栅极依次通过所述稳压管D3的阳极和阴极连接所述电池放电输出端BAT+2，并经过所述第七电阻R7接地。

所述放电电路在终端电源输入端B+2的电压低于电池放电输出端BAT+2的电压时，稳压管导通，电池放电输出端BAT+2的电压使第二场效应管Q2的栅极电压高于开启电压，于是第二场效应管Q2导通，将第一场效应管Q1的栅极接地，因此放电电路导通，电池放电为计量终端继续供电，直到电池电压低于设置的最低放电电压就会将第二场效应管Q2和第一场效应管Q1关断，放电电路关断，停止放电，防止电池深度放电。

因此，上述电能计量终端的电池性能管理装置使用时，正常情况下，计量终端为充电电路提供电源，对电池进行自适应充电过程，此时放电电路断开。一旦计量装置掉电，计量终端的电源端将低于电池电压，充电电路断开，放电电路导通，电池放电为计量终端继续供电，直到电池电压低于设置的最低放电电压就会将放电电路关断，停止放电，防止电池深度放电。该电路简单可靠，能够嵌入原有的计量终端内。

在一种实施例中，所述第一场效应管Q1为PMOS。

所述第一场效应管Q1采用PMOS实现，能够快速实现关断和导通，提高相应速度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，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。