专利名称：多节串联锂电池的充放电保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂电池的充放电保护电路，尤其是涉及一种由两节或者两节以上 的多节锂电池串联的充放电保护电路。
背景技术：
锂电池因为比常规的镍镉电池、镍氢电池具有电源容量较高和电源质量更轻的特 点，被广泛地作为手机、电动工具等各类手提式或移动产品的充电电池。充电电池在 使用过程中，过充电、过放电和过电流都会影响电池使用寿命和性能，为安全设计， 电池的电芯，尤其是锂离子电芯必须加装保护板，以防止过充、过放和短路造成的燃 烧、爆炸等危险。目前，世界上各大IC设计公司RICOH、 MTTSUMI、 NS、 TI、 Maxim等都在生产或 者研发适合锂电池保护的集成芯片，对于单节锂离子电池的保护芯片技术方案已经比 较成熟，但是，对于像电动工具等这类产品，往往需要两节以上锂电池串联提供工作 电压，随着电池数量的增加，现在市场上也有两节、三节、四节锂电池的专用保护芯 片，不过这样的专用保护芯片的设计难度和制造成本都要比单节锂电池保护芯片要高 很多，对于五节、六节或者更多节串联起来的锂电池，因为电路的复杂度增加，集成 电路工艺受到一定的限制，还没有专门的芯片可供使用， 一般都采用保护芯片搭接外 围转换电路的方法来实现多节串联锂电池的充放电保护。如有申请号为03146990.6(公开号为CN1529396A)的中国发明专利《一种锂电池充 电保护电路》通过依次连接的以主控IC芯片及其周边电路为核心的单元回路，采用低 导通阻值的MOS管作为控制开关，降低了串联保护线路板的内阻，可以符合多个单节 锂电池的充电保护电路的串联工作。但是，该专利的每一节锂电池都要配备有两个大 功率的充放电控制管，电路功耗大、成本高。另有申请号为200410015330.4(公开号为 CN1655416A)的中国发明专利《多节锂电池串联电池组保护方法及其电路》，其方法 为每一节单体电池配接一个电压监测模块，电压监测模块对相应单体电池的正负极 电位采样、比较，由转换电路将检测到的信号转换为以电池组的电极电位为参照电位 的信号；电流监测模块采样电池组回路电流，获得以电池组的电极电位为参照电位的 充电、放电电流检测信号，单片机接收上述信号并控制充电控制开关或放电控制开关 的通断。上述专利克服了传统和现有的集成保护芯片无法控制多节锂电池串联的充放 电保护的问题，但是电路中用到的电流检测模块为独立的电路，还需要用到单片机来控制放电和充电开关，电路涉及元器件多，成本高，连接较为复杂，而且单片机本身 要消耗一定功率，导致锂电池在放置较长时间后失去容量而报废。目前，己被广泛使 用的单节锂电池保护芯片为独立封装的IC集成芯片，具有能同时检测充放电电流和电压的功能，因此，如果希望能够在电路中采用这种单节锂电池保护芯片来实现多节锂 电池的充放电保护，还需要对现有的电路作出进一步的改进。发明内容本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种成本和功耗都较 低的、由多个单节锂电池保护芯片组合的多节串联锂电池的充放电保护电路。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为该多节串联锂电池的充放电保护 电路，包括有至少两节依次相互串联的锂电池(BT1、 BT2…BTn);外接负载(RL);以及充电电源；其特征在于每一节所述锂电池(BT1、 BT2…BTn)的两端均对应地连接有一个取 样电路和一个信号转换电路，其中，所述的取样电路，包括有第一电阻(Rla、 R2a… Rna)、第二电阻(Rlb、 R2b…Rnb)、第一电容(C1、 C2…Cn)、第一二极管(Dla、 D2a… Dna)和控制单节锂电池的保护芯片(ICl、 IC2…ICn)，所述第一电阻(Rla、 R2a…Rna) 的一端和对应的本节锂电池的正极相连，另一端经所述第一电容(C1、 C2…Cn)接对应 的本节锂电池的负极，所述保护芯片(IC1、 IC2…ICn)的两个电压输入端(5、 6)分别并 联在所述第一电容(C1、 C2…Cn)两端，所述第一二极管(Dla、 D2a…Dna)的阴极经所 述第二电阻(Rlb、 R2b…Rnb)连接对应的本节锂电池的负极；所述的信号转换电路，包括有第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)、第二场效应管 (Qlb、 Q2b…Qnb)、第三电阻(Rlc、 R2c…Rnc)、第四电阻(Rld、 R2d…Rnd)和第二二 极管(Dlb、 D2b…Dnb)，所述第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)的栅极和所述的保护芯片 (IC1、 IC2…ICn)的过充触发端(3)相连，第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)的源极和对应 的本节锂电池的正极相连，第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)的漏极和所述第三电阻( Rlc、 R2c…Rnc)的第一端相连，所述第二场效应管(Qlb、 Q2b…Qnb)的栅极和所述保 护芯片(IC1、 IC2…ICn)的过放触发端(l)相连，第二场效应管(Qlb、 Q2b…Qnb)的源极 和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管(Qlb、 Q2b…Qnb)的漏极经所述第四 电阻(Rld、 R2d…Rnd)与所述第二二极管(Dlb、 D2b…Dnb)的阳极相连；每一节所述锂电池(BT1、 BT2…BTn)所对应的第三电阻(Rlc、 R2c…Rnc)的第二端 为共点连接，作为第一公共输出端(A)，每一节锂电池所对应的第二二极管(Dlb、 D2b …Dnb)的阴极共点连接，作为第二公共输出端(B)，所述第一、第二公共输出端(A、 B)连接一个总的公共执行电路；所述的公共执行电路包括有第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五电阻( R5)、第六电阻(R6)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)和自锁电阻(RX)，所述第 三场效应管(Q3)的栅极与所述第一公共输出端(A)相连，第三场效应管(Q3)源极与所述 充电电源的负极(p-)相接，第三场效应管(Q3)漏极一路连接所述第五电阻(R5)的一端， 另一路接所述第六场效应管(Q6)的栅极，所述第四场效应管(Q4)的栅极与所述第二公 共输出端(B)相连，第四场效应管(Q4)源极接第一节锂电池(BT1)的负极，第四场效应管 (Q4)漏极一路连接所述第六电阻(R6)的一端，另一路接所述第五场效应管(Q5)的栅极， 并且，所述第五电阻(R5)的另一端和第六电阻(R6)的另一端相连为一节点(C)，并由所 述节点(C)接到任意一节所述锂电池(BT1、 BT2…BTn)的正极，所述第六场效应管(Q6) 的源极接所述充电电源的负极(P-)，第六场效应管(Q6)的漏极一路和所述第五场效应管 (Q5)的漏极相连，另一路和所述自锁电阻(RX)—端相连，自锁电阻(RX)的另一端连接 第一个保护芯片(IC1)的电流控制输入端(2)，其余保护芯片(IC2、 IC3…ICn)的电流控制 输入端(2)接本节锂电池(BT1 、 BT2…BTn)的负极。考虑到电路在工作过程中电流值的波动性，为了避免信号干扰，保证保护芯片的 电流检测端不发生误触发，所述的公共执行电路还包括有限流电阻(RY)和取样电阻( RZ)，所述限流电阻(RY)的一端与所述的第五场效应管(Q5)的源极相连，另一端与第一 个保护芯片(IC1)的电流控制输入端(2)相连；所述取样电阻(RZ)—端与所述第五场效应 管(Q5)的源极相连，另一端接所述第一节锂电池(BT1)的负极。这样，第一个保护芯片 (IC1)的电流控制输入端(2)在电流取样时，就能够不受第五场效应管(Q5)本身内阻的影 响，确保电流控制输入端(2)只有在超过额定电流时才触发。为了能够及时检测电路温度，防止过热工作，在所述节点(C)和任意一节所述锂电 池(BT1、 BT2…BTn)的正极之间还连接有常闭温度保险开关(F2)， 一旦温度过高，常闭 温度保险开关(F2)就会断开，能够及时保护电路元器件或防止锂电池因为温度过高而 爆炸。所述的第一个保护芯片(IC1)的电流控制输入端(2)和所述第一节锂电池(BT1)的负 极两端上还并联有一防止瞬间冲击电流的延迟电容(CO)，避免在刚接上工作电源时， 因为瞬间冲击电流过大而触发保护芯片，避免第五场效应管(Q5)的误动作。为了实现电路的自我保护，避免因为充电电流过大或电池短路，所述充电电源的 负极(P-)和所述第四场效应管(Q4)漏极之间的回路上还可以串接有一自恢复保险丝( Fl)， 一旦充电电流过大，则自恢复保险丝即会切断充电电源，在电流正常后又会自动 恢复导通。随着串联锂电池节数的增加，执行电路中的场效应管的栅极和源极两端电压也随 之增大，为了保证执行电路的可靠性，防止过高的电压击穿场效应管，所述的公共执行电路还包括有分别并联在所述第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五场效应 管(Q5)、第六场效应管(Q6)的栅极和源极两端的第一稳压管(DZ1)、第二稳压管( DZ2)、第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)，其中，所述的第一稳压管(DZ1)、第二稳 压管(DZ2)、第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的阴极分别与所述的第三场效应管( Q3)、第四场效应管(Q4)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)的栅极对应相连；所 述的第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)、第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的阳 极分别与所述的第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五场效应管(Q5)、第六场效 应管(Q6)的源极对应相连。与现有技术相比，本发明的优点在于充分应用目前已被广泛使用的单节锂电池保护芯片，将每个锂电池配合一个单节电池保护芯片，并配合场效应管而形成一个单元回路；每个单元回路包括一个取样电路和一个信号转换电路，用来监测每一节锂电 池的电压并输出控制信号；再通过由场效应管为核心的执行电路来总体控制每一个锂 电池的充放电电压和电流，只要当其中的一节锂电池工作电压过高或过低，或者锂电 池的工作电流过高时，整个充放电电路的充电或放电开关就会关闭，停止充放电，以 达到保护锂电池的目的。由于多节锂电池之间为串联连接，因此电流的监测只需要用第一节锂电池保护芯 片的电流控制输入端进行采样即可，其余保护芯片的电流控制输入端可以直接和该保 护芯片对应的本节锂电池的负极相连，或者在电流控制输入端串接一电阻后接对应的 本节锂电池的负极。这种多节锂电池串联保护电路仅用单节锂电池保护芯片就能够实现多节锂电池串 联工作下的充放电保护，克服了因为制造工艺和成本的原因无法用传统的锂电池保护 芯片实现多数量串联锂电池的充放电保护，由于单节锂电池保护芯片可以直接从市场 上买到成品，无需另行设计，因此，可以很容易构造出两节以上多节锂电池串联的充 放电保护电路。
图1为现有技术用单节锂电池保护芯片控制一节锂电池的充放电保护电路图。图2为本发明两节锂电池串联的实施例一充放电保护电路图。图3为本发明两节锂电池串联的实施例二充放电保护电路图。图4为本发明两节锂电池串联的实施例三充放电保护电路图。图5为本发明两节锂电池串联的实施例四充放电保护电路图。图6为本发明两节锂电池串联的实施例五充放电保护电路图。图7为本发明四节锂电池串联的充放保护电路图。图8为本发明n节锂电池串联的充放电保护电路图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，为现有技术中一节锂电池的充放电保护电路，该电路采用单节锂电池 保护芯片，该保护芯片具有两个用于采集锂电池电压的输入端5'、 6'， 一个电流检测端 2'，以及一个充电控制端3'和一个放电控制端1'，在正常情况下，充电控制端3'和放电 控制端l'为高电位，N型放电控制管Q1'和充电控制管Q2'处于导通状态，电路的工作方 式可以是电池向负载放电，也可以是充电器对电池进行充电；当保护电路检测到异常 现象时，即过充电时，充电控制端3'输出低电平；过放电或过电流时，放电控制端l'输 出低电平，从而可以切断充电或放电回路，实现保护功能。
因为实际应用中，比如电动工具的使用，往往需要两节以上锂电池串联提供工作 电压，采用单节锂电池保护芯片不能实现对多节串联锂电池的保护，而现有多节锂电 池保护芯片只能最多控制四节锂电池，成本较高，五节以上串联锂电池保护芯片目前 更是无法获得。于是，本发明就是利用上述单节锂电池保护芯片设计了一个适合多节 串联锂电池的充放电保护电路。
如图2 图6所示，为两节串联锂电池的充放电保护电路的五个具体实施例，这些 实施例中均包括有相互串联的锂电池BT1、锂电池BT2，锂电池BT1的正极连接充电电 源的正极p+，锂电池BT2的负极经充电/放电开关管连接充电电源的负极p-;所述的锂 电池BT1、锂电池BT2均包含有一个以R5402型保护芯片为核心的取样电路和一个以小 功率的场效应管为核心的信号转换电路，同时还具有一个总的公共执行电路；在电压 过高、电压过低或电流过大时，保护芯片发出触发信号，通过关闭充电/放电开关管实 现对锂电池的充放电保护。
图2为实施例一，具体地，锂电池BTl的取样电路包括有第一电阻Rla、第二电阻 Rlb、第一电容C1、第一二极管Dla和R5402型保护芯片ICl，所述第一电阻Rla的一端 和锂电池BT1的正极相连，另一端经第一电容C1接锂电池BT1的负极，所述保护芯片 IC1的两个电压输入端5、 6分别并联在第一电容C1两端，所述第一二极管Dla的阴极经 第二电阻Rlb连接锂电池BTl的负极；
锂电池BTl的信号转换电路包括有P型第一场效应管Qla、 P型第二场效应管Qlb、 第三电阻Rlc、第四电阻Rld和第二二极管Dlb，第一场效应管Qla的栅极和保护芯片 IC1的过充触发端3相连，第一场效应管Qla的源极和锂电池BTl的正极相连，第一场效 应管Qla的漏极和所述第三电阻Rlc的第一端相连，第二场效应管Qlb的栅极和保护芯 片IC1的过放触发端1相连，第二场效应管Qlb的源极和锂电池BTl的正极相连，第二场 效应管Qlb的漏极经第四电阻Rld与第二二极管Dlb的阳极相连。
锂电池BT2具有和锂电池BT1相同连接方式的取样电路和信号转换电路，其中，锂电池BT2的取样电路包括有第一电阻R2a、第二电阻R2b、第一电容C2、第一二极管 D2a和R5402型保护芯片IC2，第一电阻R2a的一端和锂电池BT2的正极相连，另一端经 第一电容C2接锂电池BT2的负极，保护芯片IC2的两个电压输入端5、 6分别并联在第一 电容C2两端，第一二极管D2a的阴极经第二电阻R2b连接锂电池BT2的负极；
锂电池BT2的信号转换电路包括有P型第一场效应管Q2a、 P型第二场效应管Q2b、 第三电阻R2c、第四电阻R2d和第二二极管D2b，第一场效应管Q2a的栅极和保护芯片 IC2的过充触发端3相连，第一场效应管Q2a的源极和锂电池BT2的正极相连，第一场效 应管Q2a的漏极和第三电阻R2c的第一端相连，第二场效应管Q2b的栅极和保护芯片IC2 的过放触发端l相连，第二场效应管Q2b的源极和锂电池BT2的正极相连，第二场效应 管Q2b的漏极经第四电阻R2d与第二二极管D2b的阳极相连，而保护芯片IC2的电流控制 输入端2则经电阻R2e接回锂电池BT2的负极；
另外，锂电池BTl所对应的第三电阻Rlc的第二端和锂电池BT2所对应的第三电阻 R2c的第二端为共点连接，作为第一公共输出端A，而锂电池BT1所对应的第二二极管 Dlb的阴极和锂电池BT2所对应的第二二极管D2b的阴极共点连接，作为第二公共输出
端B;
所述的公共执行电路包括有N型第三场效应管Q3、 N型第四场效应管Q4、第五电 阻R5、第六电阻R6、 N型第五场效应管Q5(放电开关管)、N型第六场效应管Q6(充电开 关管)和自锁电阻RX;其中，第三场效应管Q3的栅极与所述的第一公共输出端A相 连，第三场效应管Q3源极与充电电源的负极p-相接，第三场效应管Q3漏极一路连接第 五电阻R5的一端，另一路接第六场效应管Q6的栅极，第四场效应管Q4的栅极与所述的 第二公共输出端B相连，第四场效应管Q4源极接所述锂电池BT1的负极，第四场效应管 Q4漏极一路连接第六电阻R6的一端，另一路接第五场效应管Q5的栅极；并且，第五电 阻R5的另一端和第六电阻R6的另一端相连为节点C，节点C接到锂电池BT2的正极，第 六场效应管Q6的源极接充电电源的负极P-，第六场效应管Q6的漏极一路和第五场效应 管Q5的漏极相连，另一路和自锁电阻RX—端相连，自锁电阻RX的另一端连接保护芯 片IC1的电流控制输入端2。
正常状态下，保护芯片IC1、保护芯片IC2的过放触发端1和过充触发端3均为高电 平，第五场效应管Q5、第六场效应管Q6导通，充电电源的正极P+连接锂电池BT2的正 极，充电电源的负极P-经第五场效应管Q5、第六场效应管Q6和锂电池BT1的负极相 连，形成了一个闭合的充电回路。
当其中一个电池达到过充状态时，比如锂电池BT1两端电压超过设定值时，保护 芯片IC1的电压输入端5、 6检测到该信号，保护芯片IC1的过充触发端3变为低电平，第 一场效应管Qla导通，进而第三场效应管Q3导通，于是，第六场效应管Q6的栅极电位 降低，第六场效应管Q6截止(即充电开关管关闭)，充电电源停止对电池充电。同时，锂电池BTl又可以通过第二电阻Rlb和第一二极管Dla放电，当锂电池BT1两端电压放 到设定值(如4.05V)时，保护芯片IC1的过充触发端3又回到高电平，电路恢复正常充电 状态，如此反复，直到两节电池都充满电为止。当电池连上负载RL工作时，锂电池的放电保护过程和所述的充电保护过程相似， 若任何一个保护芯片的电压输入端检测到本节锂电池电压低于设定电压值，则该保护 芯片的过放触发端l变为低电平，和该保护芯片的过放触发端l相连的信号转换电路中 的场效应管导通，并最终通过执行电路使放电开关管关闭，切断放电回路。同理，当保护芯片IC1的电流控制输入端2检测到过流信号时，即对所有串联在一 起的锂电池来说，工作电流超过设定值，保护芯片IC1的过放触发端1变为低电平，第 五场效应管Q5截止(即放电开关管关闭)，切断放电回路。在过流检测时，由于保护芯 片IC1的电流控制输入端2从第五场效应管Q5的自身导通电阻取得电流信号，此时，自 锁电阻RX同时作为一个限流电阻；当第五场效应管Q5截止时，自锁电阻RX保证保护 芯片IC1的电流控制输入端2的电位不会降低，仍然保持触发状态，实现第五场效应管 Q5(即放电开关管)的自锁。图3为实施例二，与实施例一的不同之处在于由第五电阻R5的另一端和第六电阻 R6的另一端所连成的节点C也可以连接到锂电池BT1的正极。图4为实施例三，是在实施例一的基础上又增加了连接在公共执行电路中的限流电 阻RY和取样电阻RZ，其中，限流电阻RY的一端与所述的第五场效应管Q5的源极相 连，另一端与保护芯片IC1的电流控制输入端2相连；取样电阻RZ—端与第五场效应管 Q5的源极相连，另一端接锂电池BT1的负极。此时，保护芯片IC1的电流控制输入端2 直接从取样电阻RZ上获得电流信号，与实施例一中从第五场效应管Q5自身导通电阻取 得电流信号相比，实施例三的取样电流不受第五场效应管Q5自身导通电阻的波动干 扰，取样效果更好。图5为实施例四，可以在上述电路中再增加一个延迟电容CO，该延迟电容CO—端 和保护芯片IC1的电流控制输入端2相连，另一端和锂电池BT1的负极相连。由于电路 在刚接上负载瞬间，会因为瞬间冲击电流过大而触发保护芯片IC1，使得第五场效应管 Q5截止，延迟电容C0能够延迟第五场效应管Q5的截止时间，避免第五场效应管Q5(即 放电开关管)的误动作。如图6所示，为了防止因为电池或外电路短路引起的过流，还可以在充电电源的负 极P-和第六场效应管Q6源极的连接回路上串接一个自恢复保险丝F1，当发生短路时， 自恢复保险丝F1断开， 一旦电流正常，自恢复保险丝F1能够自动恢复电路的导通；还 可以在节点C和锂电池BT2的正极之间串接一个常闭温度保险开关F2， 一旦工作温度过 高，常闭温度保险开关F2就会打开，能够及时保护电路元器件或锂电池。根据实施例 二，常闭温度保险开关F2也可以连接在节点C和锂电池BT1的正极之间，附图省略。随着串联锂电池节数的增加，第三场效应管Q3、第四场效应管Q4的栅极电压不断升高，为了保证执行电路的可靠性，防止高压击穿场效应管，还可以在第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5、第六场效应管6的栅极和源极两端再分别增 加一个稳压管，参见图6;即，在第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管 Q5、第六场效应管Q6的栅极分别对应地和第一稳压管DZ1、第二稳压管DZ2、第三稳 压管DZ3、第四稳压管DZ4的阳极连接，而第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五 场效应管Q5、第六场效应管Q6的源极则分别对应地和第一稳压管DZ1、第二稳压管 DZ2、第三稳压管DZ3、第四稳压管DZ4的阴极连接。如图7所示，为四节串联锂电池的充放电保护电路，它是在两节串联锂电池的基础 上再串联两节锂电池；电路的基本连接方式不变，特别地是，第三电阻Rlc、第三电阻 R2c、第三电阻R3c和第三电阻R4c最后都共点连接到第三场效应管Q3的栅极，第二二 极管Dlb、第二二极管D2b、第二二极管D3b、第二二极管D4b的阴极最后都共点连接 到第四场效应管Q4的栅极，第五电阻R5和第六电阻R6的节点C与锂电池BT4的正极相 连。由于串联电路中的各节锂电池电流相同，因此电流检测只要用第一节锂电池BT1 对应的保护芯片IC1的电流控制输入端2取样，自第二节锂电池开始的保护芯片的电流 控制输入端分别串接电阻R2e、电阻R3e和电阻R4e后接对应的本节锂电池的负极。或 者，也可以将自第二节锂电池开始的保护芯片的电流控制输入端分别直接和对应的本 节锂电池负极相连；而第五电阻R5和第六电阻R6的节点C也可以分别和锂电池BT1、 锂电池BT2、锂电池BT3或锂电池BT4的正极相连，附图省略。图8为n节(n》2， n为自然数)锂电池串联起来的充放电保护电路，每一节锂电池均 分别包括有一个取样电路和一个信号转换电路，并且n节锂电池最终都由一个总的公共 执行电路来实现充电/放电开关管的关闭，而每一个锂电池所对应的取样电路和信号转 换电路的连接方式都基本相同，每一节锂电池的取样电路和信号转换电路与总的公共 执行电路之间的连接方式可以参照两节或四节锂电池串联的保护电路方式作叠加，以 此类推，这里不作赘述。
权利要求
1、一种多节串联锂电池的充放电保护电路，包括有至少两节依次相互串联的锂电池(BT1、BT2…BTn)；外接负载(RL)；以及充电电源；其特征在于每一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的两端均对应地连接有一个取样电路和一个信号转换电路，其中，所述的取样电路，包括有第一电阻(R1a、R2a…Rna)、第二电阻(R1b、R2b…Rnb)、第一电容(C1、C2…Cn)、第一二极管(D1a、D2a…Dna)和控制单节锂电池的保护芯片(IC1、IC2…ICn)，所述第一电阻(R1a、R2a…Rna)的一端和对应的本节锂电池的正极相连，另一端经所述第一电容(C1、C2…Cn)接对应的本节锂电池的负极，所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的两个电压输入端(5、6)分别并联在所述第一电容(C1、C2…Cn)两端，所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阴极经所述第二电阻(R1b、R2b…Rnb)连接对应的本节锂电池的负极；所述的信号转换电路，包括有第一场效应管(Q1a、Q2a…Qna)、第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)、第三电阻(R1c、R2c…Rnc)、第四电阻(R1d、R2d…Rnd)和第二二极管(D1b、D2b…Dnb)，所述第一场效应管(Q1a、Q2a…Qna)的栅极和所述的保护芯片(IC1、IC2…ICn)的过充触发端(3)相连，第一场效应管(Q1 a、Q2a…Qna)的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第一场效应管(Q1a、Q2a…Qna)的漏极和所述第三电阻(R1c、R2c…Rnc)的第一端相连，所述第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)的栅极和所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的过放触发端(1)相连，第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)的漏极经所述第四电阻(R1d、R2d…Rnd)与所述第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阳极相连；每一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)所对应的第三电阻(R1c、R2c…Rnc)第二端为共点连接，作为第一公共输出端(A)，每一节锂电池所对应的第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阴极共点连接，作为第二公共输出端(B)，所述第一、第二公共输出端(A、B)连接一个总的公共执行电路；所述的公共执行电路包括有第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)和自锁电阻(RX)，所述第三场效应管(Q3)的栅极与所述第一公共输出端(A)相连，第三场效应管(Q3)源极与所述充电电源的负极(p-)相接，第三场效应管(Q3)漏极一路连接所述第五电阻(R5)的一端，另一路接所述第六场效应管(Q6)的栅极，所述第四场效应管(Q4)的栅极与所述第二公共输出端(B)相连，第四场效应管(Q4)源极接第一节锂电池(BT1)的负极，第四场效应管(Q4)漏极一路连接所述第六电阻(R6)的一端，另一路接所述第五场效应管(Q5)的栅极，并且，所述第五电阻(R5)的另一端和第六电阻(R6)的另一端连接为一节点(C)，并由所述节点(C)连接到任意一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的正极，所述第六场效应管( Q6)的源极接所述充电电源的负极(P-)，第六场效应管(Q6)的漏极一路和所述第五场效应管(Q5)的漏极相连，另一路和所述自锁电阻(RX)一端相连，自锁电阻(RX)的另一端连接第一个保护芯片(IC1)的电流控制输入端(2)，其余保护芯片(IC2、IC3…ICn)的电流控制输入端(2)接对应的本节锂电池(BT2、BT3…BTn)的负极。
2、 根据权利要求l所述的多节串联锂电池的充放电保护电路，其特征在于所述 的公共执行电路还包括有限流电阻(RY)和取样电阻(RZ)，所述限流电阻(RY)的一端与 所述的第五场效应管(Q5)的源极相连，另一端与第一个保护芯片(IC1)的电流控制输入 端(2)相连；所述取样电阻(RZ)—端与所述第五场效应管(Q5)的源极相连，另一端接所 述第一节锂电池(BT1)的负极。
3、 根据权利要求l所述的多节串联锂电池的充放电保护电路，其特征在于在所 述节点(C)和任意一节锂电池(BT1、 BT2…BTn)的正极之间还连接有常闭温度保险开关 (F2)。
4、 根据权利要求l所述的多节串联锂电池的充放电保护电路，其特征在于所述 充电电源的负极(P-)和所述第六场效应管(Q6)漏极之间的回路上还可以串接有一自恢复 保险丝(F1)。
5、 根据权利要求l所述的多节串联锂电池的充放电保护电路，其特征在于所述 的第一个保护芯片(IC1)的电流控制输入端(2)和所述第一节锂电池(BT1)的负极两端上 还并联有一防止瞬间冲击电流的延迟电容(CO)。
6、 根据权利要求l所述的多节串联锂电池的充放电保护电路，其特征在于所述 的公共执行电路还包括有分别并联在所述第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第 五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)的栅极和源极两端的第一稳压管(DZ1)、第二稳压 管(DZ2)、第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)，其中，所述的第一稳压管(DZ1)、第 二稳压管(DZ2)、第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的阴极分别与所述的第三场效应 管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)的栅极对应相连； 所述的第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)、第三稳压管(DZ3)、第四稳压管(DZ4)的 阳极分别与所述的第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五场效应管(Q5)、第六场 效应管(Q6)的源极对应相连。
全文摘要
一种多节串联锂电池的充放电保护电路，包括有至少两节依次相互串联的锂电池、外接负载以及充电电源；其特征在于每一节所述锂电池的两端均对应地连接有一个取样电路和一个信号转换电路，还包括有一个公共执行电路。本发明充分应用单节锂电池保护芯片，将每个锂电池配合一个单节电池保护芯片，并配合场效应管而形成一个单元回路；每个单元回路包括一个取样电路和一个信号转换电路，用来监测每一节锂电池的电压并输出控制信号；再通过由场效应管为核心的执行电路来总体控制每一个锂电池的充放电电压和电流，只要当其中的一节锂电池工作电压过高或过低，或者锂电池的工作电流过高时，电路的充电或放电开关就会关闭，以达到保护锂电池的目的。
文档编号H02J7/00GK101267122SQ20081000130
公开日2008年9月17日 申请日期2008年1月2日 优先权日2008年1月2日
发明者何岳明 申请人:何岳明