一种锂电型太阳能路灯对锂电池安全充电保护电路及方法_2

文档序号:8907175阅读:来源:国知局
附图说明】
[0015]图1是本发明实施例1电路基本逻辑框图;
图2是本发明实施例1带有微处理器电路的基本逻辑框图;
图3是本发明实施例2电路基本逻辑框图;
图4是本发明实施例2带有微处理器电路的基本逻辑框图。
【具体实施方式】
[0016]实施例1:
一种锂电型太阳能路灯对锂电池安全充电保护电路,如图1所示,包括锂电池组I和光伏电源2,锂电池组为路灯供电;光伏电源与锂电池组之间有一个充电回路3,光伏电源的电池板安装在路灯杆顶端,锂电池组和充电回路安装在一个控制盒中,充电回路中设置有充电保护电路,其中,所述充电回路在电池组和光伏电源之间串接有第一电子充电开关301和一个温度热敏保险丝303,围绕保险丝设置有一个阻性发热元件304 ;所述充电保护电路中分别设置有一级保护电路305和二级保护电路306,一级保护电路用于对锂电池的充电过流和一级过压保护,所述二级保护电路用于对锂电池充电的二级过压保护,一级保护电路的输出连接第一电子充电开关、控制第一电子充电开关的开与关,二级保护电路的输出连接一个电流放大电路307,电流放大电路的输出连接所述阻性发热元件一端,阻性发热元件另一端连接在锂电池组电极与温度热敏保险丝之间。
[0017]实施例中:如图2所示,所述一级保护电路包括一个微处理控制器308 (当然不仅限于微处理器电路,还可以是其它分立电路和集成电路,这里只是一种优选方案)、充电电流取样电路309和充电电压取样电路310,所述充电电流取样电路和充电电压取样电路串联在充电回路中,充电电流取样电路和充电电压取样电路的输出信号分别连接至微处理控制器的信号采样输入电路端,所述微处理控制器设有两个输出控制端,一个控制端作为一级保护电路的输出连接第一电子充电开关控制端,另一个控制端作为电流放大电路的控制端连接电流放大电路,电流放大电路是一种公知的电路,是将输入信号用大电流输出的方式连接阻性发热元件。
[0018]实施例2:
一种锂电型太阳能路灯对锂电池安全充电保护电路,如图3所示:包括锂电池组I和光伏电源2,锂电池组为路灯供电;光伏电源与锂电池组之间有一个充电回路3,光伏电源的电池板安装在路灯杆顶端,锂电池组和充电回路安装在一个控制盒中,充电回路中设置有充电保护电路,其中,所述充电回路在电池组和光伏电源之间串接有第一电子充电开关301、第二电子充电开关302和一个温度热敏保险丝303,围绕保险丝设置有一个阻性发热元件304 ;所述充电保护电路中分别设置有一级保护电路305和二级保护电路306,一级保护电路用于对锂电池的充电过流和一级过压保护,所述二级保护电路用于对锂电池充电的二级过压保护,一级保护电路的输出连接第一电子充电开关、控制第一电子充电开关的开与关,二级保护电路的输出连接第二电子充电开关、控制第二电子充电开关的开与关,所述第一电子充电开关和第二电子充电开关相互串联,其中,所述第二电子充电开关与光伏电源一端电极(负极)连接,所述第一电子充电开关通过充电保护电路连接锂电池组一端电极(负极),锂电池组负极通过所述温度热敏保险丝连接光伏电源另一端电极(正极),一个电流放大电路307的输入两端跨接在所述第二电子充电开关两端,电流放大电路的输出连接所述阻性发热元件一端,阻性发热元件另一端连接在锂电池组另一端电极(正极)与温度热敏保险丝之间。
[0019]实施例中对锂电池在充电过程中采取了二级保护。第一级保护为常规保护,它包括过压,过放、均衡等。第二级保护为主要是过压保护,且过压值高于第一级保护所设置的过压值。实施例中:所述温度热敏保险丝是80°C至250°C温度熔断型保险丝,例如铅锡合金或低熔点其它合金的组合,从市场上可以直接采购到,所述熔断型保险丝被固定在一个电绝缘壳体中(例如云母片或玻璃布壳体),壳体两端设置有接线端子,所述阻性发热元件是电阻丝,所述电阻丝缠绕在电绝缘壳体的表面,电阻丝的外面有电绝缘保温材料覆盖(如玻璃布)用环氧树脂粘接固定。当给电阻丝电流驱动时,可以将电绝缘壳体中的保险丝主动熔断。第二极保护一旦触发,它可以主动熔断保险丝,从而永久停止对锂电池的充电进而保护锂电池。
[0020]实施例中:如图4所示,所述一级保护电路和二级保护电路在微处理控制器中实现,因此一级保护电路和二级保护电路包括一个微处理控制器308 (当然不仅限于微处理器电路,还可以是其它分立电路和集成电路,这里只是一种优选方案)、充电电流取样电路309和充电电压取样电路310,所述充电电流取样电路和充电电压取样电路串联在充电回路中,充电电流取样电路和充电电压取样电路的输出信号分别连接至微处理控制器的信号采样输入电路端,所述微处理控制器设有两个输出控制端,一个控制端作为一级保护电路的输出连接第一电子充电开关控制端,另一个控制端作为二级保护电路的输出连接第二电子充电开关控制端。
[0021]实施例中:所述二级过压的过压值大于一级过压的过压值。
[0022]上述实施例当锂电池电压超过第一级保护所设置的域值时,第一电子充电开关断开,充电停止。正常情况下这种动作会不断执行的,但此时电压并未达到二极保护的域值电压,因此第二电子充电开关是一直闭合的,也就是说电流放大电路输入两端的电压差为零,无电流输出,阻性发热元件不会加热,温度热敏保险丝不会被加热熔断。
[0023]但当电压超过第一级保护的域值电压后,如果第一电子充电开关失效,则锂电池会被继续充电,锂电池的电压会继续上升,直到超过第二极保护的域值电压,此时,第二电子充电开关断开,第一电子充电开关仍闭合,电流放大电路输入端有压降,经放大后,给阻性发热元件加热,从而使温度热敏保险丝熔断。温度热敏保险丝熔断后,加热回路断开,同时充放电回路也永久断开,锂电池组得到保护,避免危险发生。
[0024]实施例中80°C至250°C温度熔断型保险丝另外一个作用就是,当外界短路或电流异常增大时,温度保险丝也能够熔断并保护电路。温度熔断型保险丝和加热电阻,也可以使用现有的具有此功能的主动熔断型保险丝代替。
[0025]此电路的优点还在于,正常情况下,不会出现温度保险丝的误动作;只有在第一电子充电开关失效并且为短路失效后,同时在光伏充电的情况下才可能触发温度保险丝。也就是两个条件同时具备时,保险丝才能动作,这大大减小由于保险丝的误动作所产生的维护成本。
[0026]实施例3:
一种基于实施例1或2所述锂电池充电安全保护电路的安全充电保护方法,其中实施例I或2的内容也应作为本实施例的内容。其中:在本方法中,所述锂电池安全充电保护电路包括锂电池组和光伏电源,光伏电源与锂电池组之间有一个充电回路,充电回路中设置有充电保护电路,所述充电回路在电池组和光伏电源之间串接有第一电子充电开关、第二电子充电开关和一个温度热敏保险丝,围绕或紧贴保险丝设置有一个阻性发热元件;充电保护电路还包括一个微处理控制器和充电电压取样电路,充电电压取样电路的输出信号连接至微处理控制器的信号采样输入电路端,所述微处理控制器设有两个输出控制端,一个控制端作为一级保护电路的输出连接第一电子充电开关控制端,另一个控制端作为二级保护电路的输出连接第二电子充电开关控制端,所述第一电子充电开关和第二电子充电开关相互串联,其中,所述第二电子充电开关与光伏电源一端电极连接,所述第一电子充电开关通过充电保护电路连接锂电池组一端电极,锂电池组另一端电极通过所述温度热敏保险丝连接光伏电源另一端电极,一个电流放大电路的输入两端跨接在所述第二电子充电开关两端,电流放大器的输出连接所述阻性发热元件一端,阻性发热元件另一端连接在锂电池组负极与温度热敏保险丝之间;在微处理控制器中保存有充电电压阈值和保护充电电压阈值,所述安全充电保护方法包括正常充电步骤和保护锂电池充电的步骤;
所述正常
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