专利名称：过充电保护电路及使用该电路的电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及大容量、高功率动カ锂离子电池的过充电保护电路，以及使用该保护电路的电池。
背景技术：
锂离子电池没有记忆效应，所以是理想的充电电池。其作为动カ电池使用吋，往往需要将7至13节锂离子电池串联使用，以达到电动机所需要的电压。在用充电器对其充电吋，由于每节电池的品质不可能完全一祥，一旦有ー节电池处于过充电状态，就可能造成锂离子从正极过度脱嵌，从而使电极间发生短路，不仅影响电池容量、寿命，而且容易造成电池爆裂、起火等极端现象。
实用新型内容本实用新型的ー个目的在于提供ー种动カ锂离子电池的过充电保护电路，以解决多节锂离子电池串联使用时，容易造成过充电损坏的问题。为了实现上述目的，采用的技术解决方案是过充电保护电路，包括输入端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；该过充电保护电路还包括在输入端口和电池单元之间连接的充电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过充电电压检测部，根据所述过充电电压检测部的输出信号控制充电控制开关通/断的过充电逻辑控制部。上述过充电电压检测部包括连接在每ー节电池的正负极两端、可将每ー节电池的实际电压与设定的该节电池的充电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。上述过充电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过充电逻辑电路和可将所述过充电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路输出的低电平的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。上述充电控制开关由MOSFET管构成。本实用新型的另ー个目的在于提供ー种使用上述过充电保护电路的电池。为了实现上述目的，采用的技术解决方案是使用过充电保护电路的电池，具有过充电保护电路，其包括输入端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；该过充电保护电路还包括在输入端口和电池单元之间连接的充电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过充电电压检测部，根据所述过充电电压检测部的输出信号控制充电控制开关通/断的过充电逻辑控制部。上述过充电电压检测部包括连接在每ー节电池的正负极两端、可将每ー节电池的实际电压与设定的该节电池的充电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。[0013]上述过充电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过充电逻辑电路和可将所述过充电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路输出的低电平的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。上述充电控制开关由MOSFET管构成。本实用新型的有益效果由于所述电池单元由多节锂离子充电电池串联而成，每节电池的正负极两端分别连接有ー个差动电路，每个差动电路分别对单节电池的实际电压与设定的该节电池的充电限制电压进行比较，并将比较结果分别输入过充电逻辑控制部的过充电逻辑电路，过充电逻辑控制部的电压比较器将所述过充电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路输出的低电平的电压进行比较并将比较结果输出到充电控制开关。当每ー节 电池的实际电压都低于设定的充电限制电压时，差动电路向过充电逻辑电路提供单节电池的实际电压，这些实际电压信号经过过充电逻辑电路的运算后输出到电压比较器，此时，输入电压比较器的电压信号一定是ー个高于过充电逻辑电路输出的低电平的电压，所以电压比较器将其与设定的低于过充电逻辑电路输出的低电平的电压比较后向充电控制开关发出高电平，充电控制开关导通，电池组正常充电；当任何ー节电池的实际电压高于设定的充电限制电压时，相应的差动电路就会向过充电逻辑电路发出低电平，过充电逻辑电路经过运算和电压比较器比较后，则向充电控制开关发出低电平，断开充电电路，停止充电，从而在电池组充电过程中，任何ー节电池都不会受到过充电的损坏。
图I是过充电保护电路的电路原理图。
具体实施方式
实施例I图I示出了本实用新型的一个实施例中动カ锂离子电池的过充电保护电路I的大
致结构。过充电保护电路具有作为输入端ロ的正极端子102和负极端子103，充电时，其分别与充电器的正极和负极连接，电池单元101是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组。充电控制开关104由MOSFET管构成，充电控制开关104连接在电池单元101的负极与负极端子103之间。在所述每ー节电池的正负极两端连接有一个可将每节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路11，差动电路11的数量与所述锂离子充电电池数量相应。所有这些差动电路11的比较结果分别输入过充电逻辑电路12，过充电逻辑电路12的输出端连接ー个电压比较器13，电压比较器13可以将过充电逻辑电路12输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路输出的低电平的电压进行比较，这个电压可以人为调节。电压比较器13的输出端与作为充电控制开关104使用的MOSFET管的栅极连接。所有这些差动电路11构成了过充电保护电路I的过充电电压检测部分，过充电逻辑电路12和电压比较器13构成了过充电保护电路I的过充电逻辑控制部分。由于所述电池单元101由多节锂离子充电电池串联而成，每节电池的正负极两端分别连接有ー个差动电路11，每个差动电路11分别对单节电池的实际电压与设定的该节电池的充电限制电压进行比较，并将比较结果分别输入过充电逻辑电路12，电压比较器13将所述过充电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路12输出的低电平的电压进行比较并将比较结果输出到充电控制开关104。当每ー节电池的实际电压都低于设定的充电限制电压时，相应的差动电路11向过充电逻辑电路12提供单节电池的实际电压，这些实际电压信号经过过充电逻辑电路12的运算后输出到电压比较器13，此时，输入电压比较器13的电压信号一定是ー个高于过充电逻辑电路输出的低电平的电压,所以电压比较器13将其与设定的低于过充电逻辑电路输出的低电平的电压比较后向充电控制开关104发出高电平，充电控制开关104导通，电池组正常充电。当任何一节电池的实际电压高于设定的充电限制电压时，相应的差动电路11就会向过充电逻辑电路12发出低电平，过充电逻辑电路12经过运算和电压比较器13比较后，则向充电控制开关104发出低电平，断开充电电路，停止充电，从而在电池组充电过程中，任何一节电池都不会受到过充电的损坏。[0022]该过充电保护电路特别适合由四节以上锂离子电池串联而成的动カ电池使用。实施例2结合图I，使用过充电保护电路的电池，其过充电保护电路具有输入端ロ正极端子102和负极端子103，充电时，其分别与充电器的正极和负极连接，电池单元101是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组。充电控制开关104由MOSFET管构成，充电控制开关104连接在电池单元101的负极与负极端子103之间。在所述每ー节电池的正负极两端连接有ー个可将每节电池的实际电压与设定的该节电池的放电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路11，差动电路11的数量与所述锂离子充电电池数量相应。所有这些差动电路11的比较结果分别输入过充电逻辑电路12，过充电逻辑电路12的输出端连接ー个电压比较器13，电压比较器13可以将过充电逻辑电路12输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路输出的低电平的电压进行比较，这个电压可以人为调节。电压比较器13的输出端与作为充电控制开关104使用的MOSFET管的栅极连接。所有这些差动电路11构成了过充电保护电路I的过充电电压检测部分，过充电逻辑电路12和电压比较器13构成了过充电保护电路I的过充电逻辑控制部分。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.过充电保护电路,包括输入端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；其特征在于所述过充电保护电路还包括在输入端口和电池单元之间连接的充电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过充电电压检测部，根据所述过充电电压检测部的输出信号控制充电控制开关通/断的过充电逻辑控制部。
2.根据权利要求I所述的过充电保护电路，其特征在于所述过充电电压检测部包括连接在每ー节电池的正负极两端、可将每ー节电池的实际电压与设定的该节电池的充电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。
3.根据权利要求2所述的过充电保护电路，其特征在于所述过充电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过充电逻辑电路和可将所述过充电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路输出的低电平的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。
4.根据权利要求I至3任一项所述的过充电保护电路，其特征在于所述充电控制开关由MOSFET管构成。
5.使用过充电保护电路的电池，具有过充电保护电路，其特征在于所述过充电保护电路包括输入端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；该过充电保护电路还包括在输入端口和电池单元之间连接的充电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过充电电压检测部，根据所述过充电电压检测部的输出信号控制充电控制开关通/断的过充电逻辑控制部。
6.根据权利要求5所述的使用过充电保护电路的电池，其特征在于所述过充电电压检测部包括连接在每ー节电池的正负极两端、可将每ー节电池的实际电压与设定的该节电池的充电限制电压进行比较并分别输出比较结果的多个差动电路。
7.根据权利要求6所述的使用过充电保护电路的电池，其特征在于所述过充电逻辑控制部包括可根据所述这些差动电路的输出信号进行逻辑运算的过充电逻辑电路和可将所述过充电逻辑电路输出的电压信号与一个设定的相当于过充电逻辑电路输出的低电平的电压进行比较并输出比较结果的电压比较器。
8.根据权利要求5至7任一项所述的使用过充电保护电路的电池，其特征在于所述充电控制开关由MOSFET管构成。
专利摘要本实用新型公开一种过充电保护电路及使用该电路的电池，两者均包括输入端口和电池单元，电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组。该过充电保护电路还包括在输入端口和电池单元之间连接的充电控制开关，可将电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的过充电电压检测部，根据所述过充电电压检测部的输出信号控制充电控制开关通/断的过充电逻辑控制部。当任何一节电池的电压高于设定的充电限制电压时，该过充电保护电路能自动断开充电电路，停止充电，从而在多节锂离子电池串联充电过程中，任何一节电池都不会受到过充电的损坏。
文档编号H02H7/18GK202405767SQ20112055552
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者刘振华, 王波 申请人:青岛海霸能源集团有限公司