基于0Z8952芯片的锂电池组新型控制电路及方法与流程

本发明涉及锂电池组控制领域，尤其是一种基于0z8952芯片的锂电池组新型控制电路及方法。

背景技术：

0z8952芯片在锂电池控制中广泛使用，但是在使用中也存在一些问题，比如锂电池的电芯在放电过程中可能因为极化及内阻问题突然将电压升高从而影响给0z8952芯片正常供电，在实施中针对这种问题现有技术的解决办法有（下面对相关的技术及问题详细说明）：如图1所示是现有技术中锂电池组管理电路，其中的附图标记1-9分别，oz8952芯片1、开关锁定模块2、充电控制模块3、放电开关4、电压监控模块5、电流检测模块6、电池稳压滤波模块7、芯片供电模块8、锂电池组9，开关锁定模块2包含npn型三极管q7、电阻r27、r28、r31、电容c19。三极管q7的基极、电阻r28、r31依次连接，集电极连接放电开关4与分压电阻r16的公共结点，发射极接地；电阻r27、电容c19分别并联在三极管q7的基极与发射极之间。电阻r28、r31起偏置作用，电阻r27用于分压，电容c19用于滤波。

充电控制模块3包含直流充电口dcin、电阻r26、二极管d5、电阻r23、电阻r19、电容c16、pnp型三极管q6、电阻r25、二极管d4、mos管q4、电容c10、电阻r9、npn型三极管q1、电阻r10、电阻r17、稳压管zd2、npn型三极管q5、电阻r20、电阻r22、稳压管zd3。极管d5的阳极连接直流充电口dcin的第一端口，阴极连接锂电池b1的正极；电阻r26连接在直流充电口dcin的第二端口与二极管d5的阳极之间。pnp型三极管q6的发射极连接二极管d5的阴极，基极经过电阻r19连接oz8952芯片1的chg引脚，集电极依次经过电阻r25、二极管d4连接mos管q4的栅极；电阻r23并联在pnp型三极管q6的发射极与基极之间；oz8952芯片1的chg引脚经过电容c16接地。mos管q4的漏极连接电流检测模块6与放电开关4的公共结点，源极为锂电池组9的负极充电端口；电容c10并联在mos管q4的源极与漏极之间；电阻并联在mos管q4的源极与栅极之间。npn型三极管q1的集电极经过电阻r10连接mos管q4的漏极，基极经过电阻r17、稳压管zd2连接mos管q4的漏极，发射极连接mos管q4的源极。npn型三极管q5的集电极经过电阻r20连接锂电池b3的正极，基极经过电阻r22、稳压管zd3连接mos管q4的漏极，发射极连接mos管q4的源极。

放电开关4包含nmos管q2、q3、r18、电容c17。nmos管q2与nmos管q3作用相同，两者相并联。nmos管q2栅极与分压电阻r16相连接；电容c17并联在nmos管q2的源极与漏极之间，电容c17用于消除nmos管q2和q3的尖峰脉冲。电阻r18并联在nmos管q2的源极与栅极之间，电阻r18用于分压。

电压监控模块5包含二极管d3、电阻r24、r21、电容c18。二极管d3的阳极接在负极端口(pack-)上，二极管d3的阴极经过电阻r24与oz8952芯片1的第二引脚vm相连接，oz8952芯片1的第二引脚vm经电阻r21接地，电容c18与电阻r21并联。

电流检测模块6包含电阻r11、r12、r13、r14、r15、c13。电阻r12、r13、r14相互并联。电阻r12的输入端与放电开关4相连接，电阻r12的输出端接地。oz8952芯片1的第四引脚isen经电阻r11接地，电容c13与电阻r11相互并联。oz8952芯片1的第四引脚isen经电阻r15连接电阻r12的输入端。

电池稳压滤波模块7包含电容c1、电容c4、二极管d1。电容c1、电容c4、二极管d1分别连接所述锂电池组管理电路的正极端口(pack+)、负极端口(pack-)。二极管d1的阳极连接所述锂电池组管理电路的负极端口(pack-)，二极管d1的阴极连接所述锂电池组管理电路的正极端口(pack+)。电容c1、电容c4分别用于稳压和滤波。

芯片供电模块8包含电阻r32、二极管d2、电容c6、c8、c9、稳压管zd1。电阻r1一端接锂电池b1的正极，另一端经过二极管d2连接oz8952芯片1的第十六引脚vcc；电容c6、c8、c9的一端分别与oz8952芯片1的第十六引脚vcc相连接，电容c6、c8、c9的另一端分别接地；稳压管zd1的一端接地、另一端与oz8952芯片1的第十六引脚vcc相连接。电阻r32用于限流，二极管d2用于控制电流的单向导通，电容c6、c8、c9用于稳压或滤波，稳压管zd1用于防止oz8952芯片1的工作电压过大。

oz8952芯片1的dsg引脚经过起分压作用的分压电阻r16、r18来控制nmos管q2、q3。第三引脚dsg输出高电平时，nmos管q2、q3闭合，锂电池组9为外部负载供电。当oz8952芯片1检测到锂电池组9的电芯电源处于欠压状态(低于2.7v*3＝8.1v)时，第三引脚dsg输出低电平使nmos管q2、q3断开，终止锂电池组9对负载继续供电。此时，负极端口(pack-)的电位被负载拉高，三极管q7的基极被拉高，三极管q7导通，使得nmos管q2、q3的栅极接地，这样，在ic的第三引脚dsg因芯片内部异常而输出3.6v电压的情况下，nmos管q2、q3的栅极仍始终保持0v电压，从而保持nmos管q2、q3始终断开，避免锂电池组9因持续放电而损坏。

也即，在锂电池组9为外部负载供电的状态下，当oz8952芯片1检测到锂电池组9的电芯电源处于欠压状态(低于2.7v*3＝8.1v)时，oz8952芯片1的dsg引脚电压由高电平变为低电平，使放电开关44由闭合变为断开。此时，负极端口(pack-)的电压被外部负载拉高，oz8952芯片1的vm引脚通过电压监控模块5检测到负极端口(pack-)的电压变为高电平后，将oz8952芯片1的dsg引脚锁定为低电平，使得放电开关4保持断开状态。

但在锂电池组9的电芯电压处于末端，出现20a放电时，会将电芯的电压拉至3.6v，ic的供电电压为3.6v，oz8952芯片1此时内部逻辑异常，dsg引脚会输出3.6v高电平。

上述的技术中在放电开关4断开第一次断开时，开关锁定模块2检测到负极端口(pack-)的电位被负载拉高后，开关锁定模块2的内部开关导通，使得放电开关4的第一端口接地。这样，即使在ic的dsg引脚因芯片异常而输出3.6v电压的情况下，放电开关4的第一端口也始终保持0v电压。从而在欠压状态下，开关锁定模块2始终锁定放电开关4的断开状态，避免锂电池组9继续放电而损坏。

现有技术的这种管理/控制电路虽然可以避免锂电池电芯过放损坏，但是任然有很多的缺陷，其控制中因为开关锁定模块本身测量负极端口(pack-)的电位以及自身元件的工作，开关锁定模块对放电开关的控制是滞后的，所以仍然有短时间的锂电池过放状态，并且尤其重要的是这种控制是建立在oz8952芯片内部逻辑异常的基础上的，这种基础上不仅会对oz8952芯片产生损坏还使得其他的正常控制不能正常进行，所以能够杜绝oz8952芯片因为过压异常工作才是根本的解决办法。

技术实现要素：

为了克服现有的技术存在的不足,本发明提供一种基于0z8952芯片的锂电池组新型控制电路及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于0z8952芯片的锂电池组新型控制电路包括控制芯片，所述的控制芯片与芯片供电电路电连接，所述的芯片供电电路与锂电池电路之间串联一个动态降压电路，所述的动态降压电路用于在锂电池组电路输出端电压远超阈值时将其降低为合理的工作电压，所述的动态降压电路的输入端与锂电池组输出端电连接以获取锂电池组电路输出端的动态电压，所述的动态降压电路的输出端与芯片供电电路电连接以给芯片供电电路输出合理的工作电压。

进一步，其特征在于，所述的动态降压电路包括一个电压比较电路以及在输入端与输出端之间并列的多个电阻支路，每一个电阻支路上均设置一个三极管开关，不同支路上的电阻阻值不同，所述的电压比较电路与输入端电连接并获取输入端的电压，所述的电压比较电路还与每一个电阻支路所设置三极管开关电连接并用于在比较电压之后选择性开启或关闭一个或多个三极管开关，所述的动态降压电路用于动态获取输入端的电压然后动态调整一个或多个三极管开关以实现改变一个或多个电阻支路完成对输入端的电压的灵活降低。

进一步，所述的电压比较电路包括多级设置的电压比较器，每一级电压比较器至少用于一级电压范围的比较，每一级电压比较器至少输出一个信号引脚用于三极管开关的控制。

基于0z8952芯片的锂电池组新型控制电路，还包括电流检测电路和电流吸收电路，所述的电流检测电路的输入端连接设置在“锂电池组电路与动态降压电路之间”的电位，所述的电流吸收电路通过一个电子开关与电流检测电路的输入端电连接，所述的电流检测电路的输出端与电子开关电连接并用于控制电子开关，所述的电子开关用于控制电流吸收电路，所述的电流吸收电路用于吸收电路中突然增大的电流。

进一步，所述的电流检测电路用于识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的大小并且根据电路电流的大小控制电子开关。

进一步，所述的电流检测电路用于识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的变化的n阶导数并且根据电路电流变化的n阶导数提前控制电子开关，所述的n＞1。

进一步，所述的电流检测电路用于识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的大小及变化特征并且根据电路电流的大小及变化特征提前控制电子开关。

所述的控制芯片还与放电控制电路、充电控制电路电连接，所述的放电控制电路、充电控制电路均与控制芯片电连接，所述的放电控制电路、充电控制电路均与锂电池组电路电连接，所述的放电控制电路用于对锂电池组电路的放电进行控制管理，所述的充电控制电路用于对锂电池组电路的充电进行控制管理。

所述的控制芯片采用0z8952芯片，0z8952芯片的vcc引脚与芯片供电电路电连接，所述的0z8952芯片的dsg引脚与放电控制电路电连接，所述的0z8952芯片的vm引脚与放电控制电路直接连接锂电池组电路控制端的一侧电连接，所述的0z8952芯片的chg引脚与充电控制电路电连接。

基于0z8952芯片的锂电池组新型控制方法，包括步骤：首先，所述的动态降压电路的输入端与锂电池组输出端电连接以获取锂电池组电路输出端的动态电压，然后，动态降压电路将锂电池组电路输出端的动态电压降为合理的工作电压，然后，动态降压电路的输出端与芯片供电电路电连接并且给芯片供电电路输出合理的工作电压；其中，动态降压电路工作中，首先动态获取输入端的电压然后根据供电负载电路等效电阻以及所需要的合理电压确定非供电电路的分压数值，根据非供电电路的分压数值确定应当闭合的电阻支路，然后动态调整一个或多个三极管开关以实现“确定应当闭合的电阻支路”使得动态降压电路输出端输出合理电压；在动态降压电路工作之前，电流检测电路识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的大小和/或电流变化的n阶导数和/或电流变化的特征，且根据电路电流的大小和/或电流变化的n阶导数和/或电流变化的特征控制电子开关，由电流吸收电路消耗大量的电路电流，使得电流尽快下降。

本发明的有益效果包括，本申请所述的动态降压电路的输入端与锂电池组输出端电连接以获取锂电池组电路输出端的动态电压，动态降压电路将锂电池组电路输出端的动态电压降为合理的工作电压，动态降压电路的输出端与芯片供电电路电连接并且给芯片供电电路输出合理的工作电压，实际上，所述的动态降压电路在锂电池组电路输出端电压远超阈值时将其降低为合理的工作电压，这样本申请中，控制芯片的供电电压不会出现异常，能够杜绝控制芯片因为过压异常工作，根本上可以解决背景技术中的问题。

本发明附图的说明

图1是现有技术相关电路图；

图2是本申请实施例的电路整体连接框图；

图3是本申请实施例的动态降压电路的电路连接图；

图4是本申请一个实施例的电路整体连接框图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

在具体实施中，本申请的基于0z8952芯片的锂电池组新型控制电路如图2所示的，包括控制芯片，所述的控制芯片与芯片供电电路电连接，所述的芯片供电电路与锂电池电路之间串联一个动态降压电路，所述的动态降压电路用于在锂电池组电路输出端电压远超阈值时将其降低为合理的工作电压，所述的动态降压电路的输入端与锂电池组输出端电连接以获取锂电池组电路输出端的动态电压，所述的动态降压电路的输出端与芯片供电电路电连接以给芯片供电电路输出合理的工作电压；在实施中，首先，所述的动态降压电路的输入端与锂电池组输出端电连接以获取锂电池组电路输出端的动态电压，动态降压电路将锂电池组电路输出端的动态电压降为合理的工作电压，动态降压电路的输出端与芯片供电电路电连接并且给芯片供电电路输出合理的工作电压，实际上，所述的动态降压电路在锂电池组电路输出端电压远超阈值时将其降低为合理的工作电压，这样本申请中，控制芯片的供电电压不会出现异常，能够杜绝控制芯片因为过压异常工作，根本上可以解决背景技术中的问题。

所以，本申请基于0z8952芯片的锂电池组新型控制方法包括步骤，首先，所述的动态降压电路的输入端与锂电池组输出端电连接以获取锂电池组电路输出端的动态电压，动态降压电路将锂电池组电路输出端的动态电压降为合理的工作电压，动态降压电路的输出端与芯片供电电路电连接并且给芯片供电电路输出合理的工作电压。

更加优选的实施中，如图4所示的，所述的动态降压电路包括一个电压比较电路以及在输入端与输出端之间并列的多个电阻支路，每一个电阻支路上均设置一个三极管开关，不同支路上的电阻阻值不同，所述的电压比较电路与输入端电连接并获取输入端的电压，所述的电压比较电路还与每一个电阻支路所设置三极管开关电连接并用于在比较电压之后选择性开启或关闭一个或多个三极管开关，所述的动态降压电路用于动态获取输入端的电压然后动态调整一个或多个三极管开关以实现改变一个或多个电阻支路完成对输入端的电压的灵活降低，所以在实施中，动态降压电路工作中，首先动态获取输入端的电压然后根据供电负载电路等效电阻以及所需要的合理电压确定非供电电路的分压数值，根据非供电电路的分压数值确定应当闭合的电阻支路，然后动态调整一个或多个三极管开关以实现“确定应当闭合的电阻支路”使得动态降压电路输出端输出合理电压。其中，不同支路上的电阻阻值不同使得电压的调整更加灵活，因为这样可以通过不同支路组成出更大级差的分压等效电阻。

更加优选的实施中，所述的电压比较电路包括多级设置的电压比较器，每一级电压比较器至少用于一级电压范围的比较，每一级电压比较器至少输出一个信号引脚用于三极管开关的控制，优选的实施中，所述的电压比较器尤其是选用电压窗口比较器，一般的窗口电压比较器有两个阈值电压，即高阈值电压和低阈值电压，这样可以更加精准实现电压比较。

所以，本申请基于0z8952芯片的锂电池组新型控制方法中动态降压电路工作中，首先动态获取输入端的电压然后根据供电负载电路等效电阻以及所需要的合理电压确定非供电电路的分压数值，根据非供电电路的分压数值确定应当闭合的电阻支路，然后动态调整一个或多个三极管开关以实现“确定应当闭合的电阻支路”使得动态降压电路输出端输出合理电压。

更加优选的，本申请的基于0z8952芯片的锂电池组新型控制电路还包括电流检测电路和电流吸收电路，所述的电流检测电路的输入端连接设置在“锂电池组电路与动态降压电路之间”的电位，所述的电流吸收电路通过一个电子开关与电流检测电路的输入端电连接，所述的电流检测电路的输出端与电子开关电连接并用于控制电子开关，所述的电子开关用于控制电流吸收电路，所述的电流吸收电路用于吸收电路中突然增大的电流；在实施中，所述的电流检测电路用于识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的大小并且根据电路电流的大小控制电子开关，在实施中电流吸收电路可以采用容性负载或理想的等效电容电路，在实施中，尤其是在动态降压电路工作之前，电流检测电路识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的大小并且根据电路电流的大小控制电子开关，比如在放电时候，接近末端，电路电流接近20a,电流检测电路识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流然后控制电子开关导通（实施中可以采用三极管），由电流吸收电路消耗大量的电路电流，使得电流尽快下降，这样多数情况中电池电芯输出的电压也不会突变。

更优选的实施中，所述的电流检测电路用于识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的变化的n阶导数并且根据电路电流变化的n阶导数提前控制电子开关，所述的n＞1，实践中所述的电路电流的变化的n阶导数尤其是2阶导数能够精准反应电路电流变化特点，实践中这种变化特点与确定的锂电池放电阶段也是对应的，所以实施中，电路电流的变化的n阶导数的识别即可以提前实现对过放的预警，这样可以提前控制电子开关导通，提前由电流吸收电路消耗大量的电路电流，使得电流尽快下降，电池电芯输出的电压突变的情况会更小。在该实施中，电流检测电路用于识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的变化的n阶导数并且根据电路电流变化的n阶导数提前控制电子开关，对于优选的实施例中可以给电流检测电路配置上位机或配置由上位机运算的参数存储电路以支持实现其功能。

更优选的实施中，所述的电流检测电路用于识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的大小及变化特征并且根据电路电流的大小及变化特征提前控制电子开关，电流的变化特征包括电路电流变化的n阶导数与对应电流大小的映射关系，还包括前后时序中电路电流变化的n阶导数/电流大小的映射关系，同样为了实现电路功能给电流检测电路配置上位机或配置由上位机运算的参数存储电路，可以理解的，给电流检测电路配置上位机或配置由上位机运算的参数存储电路实现上述功能是习知的技术。

在实施中，上述的控制芯片还与放电控制电路、充电控制电路电连接，所述的放电控制电路、充电控制电路均与控制芯片电连接，所述的放电控制电路、充电控制电路均与锂电池组电路电连接，所述的放电控制电路用于对锂电池组电路的放电进行控制管理，所述的充电控制电路用于对锂电池组电路的充电进行控制管理；在实施中放电控制电路、充电控制电路可以采用现有技术中习知的电路，如图3所述的，具体的所述的控制芯片采用0z8952芯片，0z8952芯片的vcc引脚与芯片供电电路电连接，所述的0z8952芯片的dsg引脚与放电控制电路电连接，所述的0z8952芯片的vm引脚与放电控制电路直接连接锂电池组电路控制端的一侧电连接，所述的0z8952芯片的chg引脚与充电控制电路电连接。

所以，本申请基于0z8952芯片的锂电池组新型控制方法中，动态降压电路工作之前，电流检测电路识别“锂电池组电路与动态降压电路之间”电路电流的大小和/或电流变化的n阶导数和/或电流变化的特征，且根据电路电流的大小和/或电流变化的n阶导数和/或电流变化的特征控制电子开关，由电流吸收电路消耗大量的电路电流，使得电流尽快下降。