用途电路，本实施例中模拟前端单元14采用专用集成1C，其型号为ML5238。
[0025]下面结合图3至图6详细说明本实用新型独轮车锂电池保护电路100的工作原理:
[0026]独轮车锂电池保护电路100的P+与P-端接入负载后，形成如图3所示的放电回路，当电动独轮车正常运行时，微控制芯片16输出稳定的高电平，MOS管Ql始终处于开启状态，电感L内的电流iL为恒定电流值1 ；
[0027]当独轮车锂电池保护电路100需要限定放电回路中的放电电流时，微控制芯片16以某一固定频率输出占空比恒定的PWM信号至MOS管Ql的栅极，MOS管Ql根据接收到的PWM信号导通或截止，MOS管Ql的导通或截止波形如图4所示(PWM信号的波形与MOS管Ql导通或截止的波形一致)，MOS管Ql的导通或截止使得电感L内的电流iL变化如图4所示，由图4可知:当MOS管Ql开启时，电感L处于电池组10与负载组成的放电回路中，电感L中的电流iL持续上升，当MOS管Ql关闭时，电感L与续流二极管D、负载组成另一条放电回路，电流iL持续下降，故在PWM信号的一个周期内，电感L上的电流iL的平均值小于1，因此流经电感L的电流被限制，通过改变PWM信号的占空比，即可以对电感L上的电流iL进行调控。
[0028]当电动独轮车中电压过低(通过模拟前端单元14的电压采集端检测)或者放电电流过大(通过与微控制芯片16相连接的采样电阻R检测)时，微控制芯片16以某一固定频率输出占空比逐渐减小的PWM波形至MOS管Ql的栅极，MOS管Ql根据接收到的PWM信号导通或截止，其导通或截止波形(也即PWM信号波形)如图5所示。由图5可知，由于每个周期内MOS管Ql导通的时间逐渐变短，故电感L内的电流iL也逐渐减小，经过多个周期的调整，电感L内的电流iL的平均值将逐渐减小，因此放电回路内流经负载的电流也逐渐减小，进而导致电动独轮车电机转速逐渐降低，最终达到缓慢自动停机的目的。
[0029]与现有技术相比，本实用新型独轮车锂电池保护电路100在检测到电压过低或者放电电流过大时，微控制芯片16输出PWM信号至单端反激电路单元18，单端反激电路单元18根据接收到的PWM信号导通或截止放电回路进而逐渐降低放电回路中的放电电流，实现了自动缓慢停止电动独轮车，而无需依靠驾驶者的协助，也不会由于瞬间突然停车而对驾驶者造成意外伤害。
[0030]需要说明的是，PWM信号的频率介于10kHz至500kHz间，其实际数值取决于电感L的感抗值与电感L的体积，而微控制芯片输出的PWM信号可以进行开环控制也可以进行闭环控制，开环控制即只按预先设定的PWM信号进行输出以限制放电电流或逐渐降低放电电流，而不对放电电流进行实时监测来实时调整PWM信号；闭环控制是指微控制芯片实时监控放电回路内的放电电流，并根据放电回路内的放电电流大小产生相应的PWM信号来限制放电电流或逐渐降低放电电流。
[0031]再请参考图6，为本实用新型独轮车锂电池保护电路100’另一实施例的电路图。如图6所示，独轮车锂电池保护电路100’包括电池组10’、电流采集单元12’、模拟前端单元14’、微控制单元16’、单端反激电路单元18’以及报警电路19’，其中电流采集单元12’与模拟前端单元14’连接，模拟前端单元14’包括专用集成芯片Ul以及使模拟前端芯片Ul正常工作的外围电路，模拟前端芯片Ul的型号为ML5238，微控制单元16’包括微控制芯片U2以及使微控制芯片U2正常工作的外围电路，具体的电路连接关系请参见图6，其中微控制芯片U2的型号为STM8L051F3，电池组10’包括17个电芯B1-至B16。具体的，模拟前端芯片Ul的电压检测脚3至19分别与电池组10’的17个电芯连接以采集各个电芯的电压信息进而得到电池组10’的电压；电流采集单元12’包括电容C30、C31、电阻R22、R23、RBCS1以及RBCS2，其中各个元件的连接关系如图6所示，此处不再详细描述。报警电路19’与微控制芯片U2的一个输出引脚连接，用于在电池组10’的电压过低或放电电流过大时进行报警。具体的，报警电路19’包括三极管Q5、Q6、蜂鸣器J3、电阻R36、R37、R38、R39以及二极管D17，电阻R39的第一端与微控制芯片U2的输出引脚连接，电阻R39的第二端与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极与蜂鸣器J3的一端以及二极管D17的阳极接地，二极管D17的阴极与三极管Q5的基极和电阻R37的第一端连接，电阻R37的第二端与电池组的正极以及电阻R36的第一端连接，电阻R36的第二端与三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极通过电阻R38与蜂鸣器J3的另一端连接。
[0032]以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
【主权项】
1.一种独轮车锂电池保护电路，包括电池组、电流采集单元、模拟前端单元以及微控制芯片，所述电池组的正极与负极之间串联负载以形成放电回路，所述模拟前端单元与所述电池组中的各个电芯和所述微控制芯片连接，用以采集所述电池组的电压并传输至所述微控制芯片，所述微控制芯片与所述电流采集单元连接以获取所述放电回路中的放电电流，其特征在于，还包括单端反激电路单元，所述单端反激电路单元的第一端与第二端串联于所述电池组的负极与所述负载之间，且所述单端反激电路单元的第三端与所述电池组的正极连接以与所述负载形成第二回路，所述单端反激电路单元的控制端与所述微控制芯片连接以接收所述微控制芯片在所述电池组的电压过低或所述放电电流过大时发出的PWM信号，并根据所述PWM信号导通所述放电回路或所述第二回路以调节所述放电电流。
2.如权利要求1所述的独轮车锂电池保护电路，其特征在于，所述单端反激电路单元包括MOS管Q1、续流二极管D以及电感L，所述MOS管Ql的源极与所述电池组的负极连接，所述MOS管Ql的漏极与所述电感L的第一端以及所述续流二极管D的阳极连接，所述续流二极管D的阴极与所述电池组的正极连接，所述MOS管Ql的栅极与所述微控制芯片连接，所述电感L的第二端与所述负载连接。
3.如权利要求2所述的独轮车锂电池保护电路，其特征在于，所述电流采集单元与所述微控制芯片直接连接或通过所述模拟前端单元与所述微控制芯片间接连接。
4.如权利要求3所述的独轮车锂电池保护电路，其特征在于，所述电流采集单元包括采样电阻R，所述采样电阻R的两端分别与所述微控制芯片的两输入引脚连接。
5.如权利要求1至4任一项所述的独轮车锂电池保护电路，其特征在于，所述PWM信号为周期固定且占空比逐渐减小的信号或周期固定且占空比不变的信号。
6.如权利要求1所述的独轮车锂电池保护电路，其特征在于，还包括报警电路，所述报警电路与所述微控制芯片的一输出引脚连接，用于在所述电池组的电压过低或所述放电电流过大时进行报警。
7.如权利要求6所述的独轮车锂电池保护电路，其特征在于，所述报警电路包括三极管Q5、Q6、蜂鸣器J3、电阻R36、R37、R38、R39以及二极管D17，所述电阻R39的第一端与所述微控制芯片的所述输出引脚连接，所述电阻R39的第二端与所述三极管Q6的基极连接，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的集电极与所述蜂鸣器J3的一端以及所述二极管D17的阳极接地，所述二极管D17的阴极与所述三极管Q5的基极和所述电阻R37的第一端连接，所述电阻R37的第二端与所述电池组的正极以及所述电阻R36的第一端连接，所述电阻R36的第二端与所述三极管Q5的集电极连接，所述三极管Q5的发射极通过所述电阻R38与所述蜂鸣器J3的另一端连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种独轮车锂电池保护电路，包括电池组、电流采集单元、模拟前端单元、微控制芯片以及单端反激电路单元，单端反激电路单元的第一端与第二端串联于电池组的负极与负载之间，且单端反激电路单元的第三端与电池组的正极连接以与负载形成第二回路，单端反激电路单元的控制端与微控制芯片连接以接收微控制芯片在电压过低或放电电流过大时发出的PWM信号并根据PWM信号导通放电回路或第二回路以调节放电电流。与现有技术相比，本实用新型独在电压过低或放电电流过大时，微控制芯片输出PWM信号至单端反激电路单元以导通或截止放电回路进而限制或逐渐降低放电回路中的放电电流，实现了自动缓慢停止电动独轮车，而无需依靠驾驶者的协助。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN204407951
【申请号】CN201520051459
【发明人】刘厚德, 钟弟
【申请人】东莞市德尔能新能源股份有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月23日