电动工具锂电池保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池保护技术领域，特别涉及一种电动工具锂电池保护系统。
【背景技术】
[0002 ]目前，越来越多的电动工具使用直流电动机，因此，越来越多的电动工具使用锂电池供电。
[0003]电动工具的电池组一般采用锂电池串联，若单节锂电池出现内阻偏大或性能降低时，就会导致电池组中各锂电池充电后的电压存在偏差，这样对电池组的性能和寿命造成很大影响；电动工具的工作电流和开机瞬间的工作电流很大，很容易对锂电池造成损害。因此，电动工具锂电池组亟需一种完善的保护措施。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动工具锂电池保护系统，该系统可有效的对锂电池电压进行均衡，可防止锂电池放电电流过大，且对锂电池的保护措施齐全，提高了电动工具锂电池的使用寿命。
[0005]为了实现上述目的，本发明技术方案如下:
一种电动工具锂电池保护系统，包括主控模块、电池电压检测模块、电池均衡模块。主控模块用于接收并处理数据，以及发出控制命令；电池电压检测模块用于对电池组中的每个单节电池进行电压采样；电池均衡模块用于对电池组中的每个单节电池的电压进行均衡。主控模块分别与电池电压检测模块、电池均衡模块相连接。
[0006]电池电压检测模块在每个单节电池之间的结点处各设置一个电压采样单元;每个电压采样单元结构相同。该电压采样单元由跟随器、前级滤波电容、后级滤波电容、前级电阻、第一后级电阻、第二后级电阻构成；该跟随器由运放器构成，跟随器的反相输入端与输出端相连接，同相输入端与前级电阻相连接且经过前级滤波电容接地，跟随器的输出端连接第一后级电阻，第一后级电阻经第二后级电阻接地且经后级滤波电容接地。
[0007]电池均衡模块为每个单节电池各设置一个泄放单元，每个单节电池与其所对应的泄放单元相并联;所述泄放单元由开关和功率电组串联构成；电池组的负极端的单节电池的泄放单元的开关为MOS管，该MOS管的栅极与源极之间连接一个分压电阻，栅极通过一个电阻接收主控模块发出的电池均衡控制信号；其余单节电池的泄放单元的开关为三级管，每个三极管的基极通过一个分压电阻与其所并联的单节电池的正极相连接，三极管的发射极直接与其所并联的单节电池的正极相连;且每个三极管的基极通过一个偏执电阻与一个MOS管的漏极相连接;每个MOS管的源极直接接地，栅极与源极之间连接一个分压电阻;MOS管的栅极各通过一个电阻接收主控模块发出的电池均衡控制信号。
[0008]进一步地，该电动工具锂电池保护系统还包括放电过流检测模块、放电保护模块。
[0009 ]放电过流检测模块用于检测电池组的放电电流大小;放电保护模块用于防止电池组放电电流过大。
[0010]该放电过流检测模块包含MOS管Q10、稳压管D11、电容C9、电阻R24、R47、R62。MOS管QlO的漏极与电阻R24相连接，栅极与电阻R47相连接，且经电阻R46接地;MOS管QlO的源极经电阻R62接地，并且经电容C9接地;稳压管Dl I接在MOS管QlO的源极与地之间；电阻R47接收一个驱动信号，该驱动信号控制所述放电过流检测模块工作，电阻R24用于对电池组输出电流进行采样，采样的电流经MOS管QlO的源极输出。
[0011]该放电保护模块包含皿)3管01、06、018、08、稳压管02、电容(:18、06、电阻1?27、1?17、尺29、1?18、1?36、1?72、1?38、1?20。电阻1?20经电阻1?38分别与皿)3管01、06、018、08的源极连接;]\?)3管Q8的栅极与电阻R20相连接，MOS管Q8的漏极与MOS管Q18的栅极相连接；电阻R72接在MOS管Q18的栅极与源极之间，MOS管Q18的漏极与电阻R18相连接，MOS管Q18的栅极与电阻R36相连接；MOS管Q6的栅极经电阻R29与MOS管Q18的漏极相连接，电阻R17接在MOS管Q6的栅极和源极之间，MOS管Q6的漏极与MOS管Ql的漏极相连接，MOS管Q6的栅极与MOS管Ql的栅极相连接；电容C18、C6串联后接在MOS管Ql的源极与漏极之间，电阻R27并联在MOS管Ql的源极与漏极之间，稳压管D2接在MOS管Ql的栅极与源极之间。
[0012]进一步地，该电动工具锂电池保护系统还包括电源输出模块、充电状态检测模块、温度检测模块、充电提示模块。电源输出模块用于控制电池组对外供电；充电状态检测模块用于判断电池组有无充电；温度检测模块用于检测电池组的温度;充电提示模块用于提示电池组有无充电。
[0013]本发明有益效果:
(I)该电动工具锂电池保护系统通过电池电压检测模块2、电池均衡模块3有效地均衡电池组的各节电池的电压，延长了电动工具锂电池的寿命，且电池电压检测模块2、电池均衡模块3结构简单。
[0014](2)该电动工具锂电池保护系统通过放电过流检测模块6、放电保护模块7可以大大降低电动工具锂电池因放电电流过大而造成的损害。
[0015](3)该电动工具锂电池保护系统功能完善，实现了对锂电池的有效保护。
【附图说明】
[0016]图1是该电动工具锂电池保护系统的结构方框示意图。
[0017]图2是该电动工具锂电池保护系统的主控模块I的电路原理示意图。
[0018]图3是该电动工具锂电池保护系统的电路原理示意图。
[0019]图4是该电动工具锂电池保护系统的电池均衡模块3的电路原理示意图。
[0020]图5是该电动工具锂电池保护系统的充电状态检测模块5的电路原理示意图。
[0021]图6是该电动工具锂电池保护系统的充电提示模块9的电路原理示意图。
[0022 ]图3中包括电池电压检测模块2、电源输出模块4、放电过流检测模块6、放电保护模块7、温度检测模块8。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，是该电动工具锂电池保护系统的结构示意图，包括主控模块1、电池电压检测模块2、电池均衡模块3、电源输出模块4、充电状态检测模块5、放电过流检测模块6、放电保护模块7、温度检测模块8、充电提示模块9。
[0024]主控模块I分别与电池电压检测模块2、电池均衡模块3、电源输出模块4、充电状态检测模块5、放电过流检测模块6、放电保护模块7、温度检测模块8、充电提示模块9相连接。
[0025]主控模块I用于接收并处理数据，以及发出控制命令。电池电压检测模块2用于对电池组中的每个单节电池进行电压采样。电池均衡模块3用于对电池组中的每个单节电池的电压进行均衡。电源输出模块4用于控制电池组对外供电。充电状态检测模块5用于判断电池组有无充电。放电过流检测模块6用于检测电池组的放电电流大小。放电保护模块7用于防止电池组放电电流过大。温度检测模块8用于检测电池组的温度。充电提示模块9用于提示电池组有无充电。电池组由若干个可充电电池串联组成。
[0026]图2是该电动工具锂电池保护系统的主控模块I的电路原理示意图。主控模块I包含MCU芯片U2、电容C15、电阻R35、R37、R19。电阻R35接在MCU芯片U2的TEST端用于该系统的生产测试，TEST端与起限流作用的电阻R35相连接，M⑶芯片U2的TEST端还分别与电阻R37、电容C15相连接，电阻R37为下拉电阻，电容C15用于滤波，消除TEST信号的电磁干扰。电阻R19起限流作用。MCU芯片U2与电阻R19相接的管脚用于接收放电过流检测模块6传递的系统的放电电流大小的信息。
[0027]如图3中的电池电压检测模块2所示，电池电压检测模块2在单节电池之间的结点处各设置一个电压采样单元。每个电压采样单元由跟随器、前级滤波电容、后级滤波电容、前级电阻、第一后级电阻、第二后级电阻组成。该跟随器由运放器构成，跟随器的反相输入端与输出端相连接，同相输入端与前级电阻相连接且经过前级滤波电容接地，跟随器的输出端连接第一后级电