专利名称：高压二次电池组充放电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池组充放电装置，尤其涉及是一种高电压二次电池组 充放电装置。
背景技术：
现有的二次电池化成检测装置，适用于常规电压范围的单节电池，如0 5V， 其电路基本模式为各用一只功率管作为充电功率管和放电功率管，电路为充电 电源先连接到充电功率管的漏极，功率管的源极再连接到电池正极，并同时连接 到放电功率管的漏极，放电功率管的源极连接到放电电源，电池的负极连接到采 样电阻，通过采样电阻反馈的电流信号控制充放电信号，充放电信号加在两个功 率管的栅极，改变两个功率管的栅极电压，以切换控制充放电电路，实现恒流充 放电。此电路在用于较高电压时存在以下问题充电时，需要充电功率管栅极 电压大于源极电压，才能使充电功率管导通，充电回路运行。由于电池的正极连 接到充电功率管的源极，因此功率管的栅极电压必须大于电池电压，当用于高电 压电池时，控制比较难实现。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种可容易控制充放电且适合对高电压二次电池 组的充放电装置。
本实用新型釆用的技术方案是一种高电压二次电池组的充放电装置，包括 充电功率管Q1，充电电源VC,控制反馈电压采样电阻RS1和放电功率管Q2;
充电电源VC连接电池组正极，电池组负极接充电功率管Q1的漏极，充电功率 管Q1的源极通过采样电阻RS1接地，充电功率管Q1的栅极接入充电控制信号； 电池组正极接放电功率管Q2的漏极，放电功率管Q2的源极接放电电源VD， 充电功率管Q2的栅极接入放电控制信号。充电时，充电电流依次经过电池组、 充电功率管Q1的漏极、源极、采样电阻，充电功率管Q1只需要提供比采样电 阻RS1上电压高的栅极电压即可导通；放电时，电池通过放电功率管Q2放电， 构成充放电装置。
3本实用新型在充电电源VC和电池组正极之间反相连接二极管Dl， 二极管 Dl的作用为在并联多个充放电模块时可有效的隔离每个模块的电源输入。
本实用新型在电池组正极与放电功率管Q2的漏极之间连接保险丝FU1，保 险丝保证了在放电电流过大时能及时断开放电回路，提高系统可靠性。
本实用新型相对现有技术具有以下优点
1、 本实用新型中，由于调整了功率管与电池之间的电路位置结构，使高电 压电池充放电控制成为可能，扩大了装置的适用范围。
2、 在本实用新型中，可选配不同功耗等级的场效应管组合使用，可适应不 同电压和不同电流的单体电池或组合电池的测试需要，最大电压测量范围达到 20V，最大电流范围达到20A，适用范围广。
3、 模块化设计本实用新型中加入了起电源隔离保护作用的二极管Dl和 起过流保护作用的保险丝FU1，使电路具有可扩展性，常规设计为8个通道，根 据电池检测的实际需要可并联扩展到16、 32、 64、 128个通道；
图1为现有技术中的充放电装置简图。 图2为本实用新型的充放电装置简图。 图3为具体实施的充放电装置图例。
具体实施方式
如图2、 3所示，本实施例由输入电阻R1、反馈电阻R2、集成运放IC1、栅 极偏置电阻R3、 R7、基极偏置电阻R4、集电极电阻R5、发射极电阻R6、下拉 电阻R8、 R9、反馈电压采样电阻RS1、充电场效应功率管Q1、放电场效应功率 管Q2、放电驱动三极管VT1、 二极管D1、保险丝FU1连接而成。图中Vi为充 放电电流的给定信号，电阻R1的一端连接到Vi，另一端连接到集成运放IC1的 同相输入端；电阻R2的一端连接到IC1的反相输入端；V+为IC1的正工作电源， V-为IC1的负工作电源，IC1的输出端与电阻R3、 R4在a点连接；R3的另一端 与R8和充电场效应管Q1的栅极在b点连接，电阻R8的另一端接地；充电场效 应管Q1的漏极与电池的负极连接；VC为给电池提供充放电电流的充电电源，为正电压，连接到二极管D1的正极，Dl的负极与电池的正极和保险丝FU1连 接到e点，保险丝FU1的另一端连接到放电场效应管Q2的漏极；电阻R4另一 端连接到三极管VT1的基极，放电驱动三极管VT1的集电极与电阻R5、 R7连 接到c点，放电驱动三极管VT1的发射极与电阻R6连接，电阻R5的另一端连 接到V+，电阻R6的另一端连接到V-;电阻R7的另一端与电阻R9， R9接地， 放电场效应管Q2的栅极连接到d点，VD为给电池放电提供电流的放电电源， 为负电压，连接到放电场效应管Q2的源极；反馈电压采样电阻RS1的一端与充 电场效应管Q1的源极、电阻R2在f点连接，反馈电压采样电阻RS1的另一端 接地。
本实施例的工作原理如下当电池BAT充电时，控制充电电源VC导通， 同时给定充放电电流信号Vi为正，IC1输出正的电压信号，经电阻R3加至Q1 的栅极，使Ql导通，充电回路导通，VC给电池充电。充电电流方向为从Dl 经过BAT再经过Ql最后流经RS1，在RS1上产生一对地电压Vf，并通过R2 反馈回IC1的反相输入端，ICl通过比较Vi、 Vf的差值而输出不同的电压值， 调整Q1的导通角，使得充电电流保持恒定。IC1输出的正电压信号同时经过R4 加到VT1的基极，使VT1饱和导通，拉低连接点c的电压Vc， Q2截止。
当电池BAT放电时，控制充电电源VC关断，同时给定充放电电流信号Vi 为负，IC1输出负的电压信号，经电阻R3加至Q1的栅极，使Q1截止。IC1输 出的负电压信号同时经过R4加到VT1的基极，使VT1进入调整放大状态，使 Q2进入导通状态，，电池经过FU1、 Q2、 VD、 RS1、 Ql的二极管放电，放电电 流流经RS1时产生一对地电压Vf，此时Vf为负电压，通过R2反馈回IC1的反 相输入端，ICl通过比较Vi、 Vf的差值而输出不同的电压值，调整VT1的导通 角，改变电压值Vc调整Q2的导通角，从而保证放电电流的恒定。
本实施例中，IC1采用集成运放芯片OP07， VT1采用三极管9014， Ql、 Q2 釆用大电流、低导通电阻的N沟道场效应管，V+采用+12V， V-采用-8V，当电 池为镍氢、镍镉电池时，可加入放电用的补电电源VD;当电池为锂离子电池时， 放电电源VD可直接与GND短接。
图中，二极管D1的作用为在并联多个充放电模块时可有效的隔离每个模块 的电源输入，保险丝FU1的作用是防止放电时电流过大。
权利要求1、一种高电压二次电池组的充放电装置，包括充电功率管Q1，充电电源VC，控制反馈电压采样电阻RS1和放电功率管Q2；其特征在于充电电源VC连接电池组正极，电池组负极接充电功率管Q1的漏极，充电功率管Q1的源极通过采样电阻RS1接地，充电功率管Q1的栅极接入充电控制信号；电池组正极接放电功率管Q2的漏极，放电功率管Q2的源极接放电电源VD，充电功率管Q2的栅极接入放电控制信号，充电时，充电电流依次经过电池组、充电功率管Q1的漏极、源极、采样电阻，充电功率管Q1只需要提供比采样电阻RS1上电压高的栅极电压即可导通；放电时，电池通过放电功率管Q2放电，构成充放电装置。
2、 根据权利要求1所述的高电压二次电池组的充放电装置，其特征在于-在充电电源VC和电池组正极之间反相连接二极管Dl 。
3、 根据权利要求1所述的高电压二次电池组的充放电装置，其特征在于-在电池组正极与放电功率管Q2的漏极之间连接保险丝FU1 。 '
专利摘要本实用新型公开了一种高电压二次电池组充放电装置，包括充电电源VC连接电池组正极，电池组负极接充电功率管Q1的漏极，充电功率管Q1的源极通过采样电阻RS1接地；电池组正极通过保险丝FU1接放电功率管Q2的漏极，放电功率管Q2的源极接放电电源VD。特点在于采用场效应管作为充放电的功率管；可选配不同功耗等级的场效应管组合使用，以适应不同电压和不同电流的单体电池或组合电池的测试需要；模块化设计，具有可扩展性，常规设计为8个通道，根据电池检测的实际需要可并联扩展到16、32、64、128个通道。
文档编号H02J7/00GK201243210SQ20072006119
公开日2009年5月20日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年12月10日
发明者余进江, 敏 孔, 张海兰, 曾志永 申请人:广州擎天实业有限公司