专利名称：一种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。
背景技术：
现有的锂电池充放电保护电路，一般由ー个充电控制开关管、ー个放电控制开关管和专用的充放电控制器组成，充放电控制器可以由分立件组成的控制电路，也可以为ー集成控制芯片。通常情况下，它们与充电器和负载的连接方式有以下三种情况第一种情况放电控制开关管Ql的栅极与充放电控制器IC的放电控制输出信号端DO相连，充电控制开关管Q2的栅极与充放电控制器IC的充电控制输出信号端CO相连， 放电控制开关管Ql的源极与锂电池组的负极相连，负载的两端连接在放电控制开关管Ql的漏极与锂电池组正极之间；充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组的负极相连，充电控制开关管Q2的源极与充电器CDQ的负极相连，充电器CDQ的正极与锂电池组的正极相连，充放电控制器IC监视锂电池组的电压并对放电控制输出信号端DO和充电控制输出信号端CO进行控制，參见附图8所示；其电路工作原理为当锂电池处于充电状态时，充电控制输出信号端CO输出高电平，充电控制开关管Q2导通，充电器CDQ正常对锂电池组进行充电，当锂电池电压充满时，充电控制输出信号端CO输出低电平，充电控制开关管Q2截止，充电回路断开，充电器CDQ停止对锂电池组充电；当锂电池处于放电状态下，放电控制输出信号端DO输出高电平，放电控制开关管Ql导通，锂电池对负载RL供电，当锂电池电压降至临界电压(如2. 55V)时,放电控制输出信号端DO输出低电平,放电控制开关管Ql截止,锂电池组停止向负载RL供电。第二种情况与第一种情况不同的是，放电控制开关管Ql的漏极与充电控制开关管Q2的漏极连接；參见附图9所示；其充电工作原理为充电控制输出信号端CO输出高电平，充电控制开关管Q2导通，当放电控制输出信号端DO输出高电平时，放电控制开关管Ql导通，充电器CDQ正常对当锂电池组进行充电，当放电控制输出信号端DO输出低电平时，放电控制开关管Ql截止，由于放电控制开关管Ql内部的ニ极管D存在，充电器CDQ依然会正常对锂电池组进行充电，当锂电池充满时，充电控制输出信号端CO输出低电平，充电控制开关管Q2截止，充电回路断开，充电器CDQ停止对锂电池组充电；放电工作原理与第一种情况相同，即当锂电池处于放电状态下，放电控制输出信号端DO输出高电平，放电控制开关管Ql导通，锂电池对负载RL供电，当锂电池电压降至临界电压(如2. 55V)时，放电控制输出信号端DO输出低电平，放电控制开关管Ql截止，锂电池组停止向负载RL供电。第三种情況，与第二种情况不同的是，负载RL的一端与充电控制开关管Q2的源极相连，负载RL的另一端与锂电池组正极相连，參见图10所示，其充电工作与第二种情况的充电工作原理相同，其放电工作原理为当锂电池处于放电状态下，放电控制输出信号端DO输出高电平，放电控制开关管Ql导通，充电控制输出信号端CO也输出高电平，充电控制开关管Q2也导通，锂电池正常对负载RL供电；当锂电池电压降至临界电压(如2. 55V)吋，放电控制输出信号端DO输出低电平,放电控制开关管Ql截止,锂电池组停止向负载RL供电。但是，当锂电池经过常长时间放置或者遇到其他过放电情况导致锂电池的电压低于正常临界充电电压时，如果按照上述充电电路正常给锂电池进行常规电流充电，这样会对锂电池内部结构造成损坏，容易使锂电池组无法恢复正常工作，从而影响锂电池组的寿命，因为按照上述充电电路给锂电池充电，由于锂电池的电压很低，此时如果按常规电流给锂电池充电，这种情况极易损坏锂电池内部结构，而如果当锂电池电压低于正常临界充电电压时，给锂电池进行小电流(比如充电电流为电池容量的1/10A)充电，则完全能够将锂电池充电到正常工作电压。
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提供一种锂电池的充放电保护电路，该充放电保护电路能在锂电池组中任意一节锂电池的电压低于正常临界充电电压时对锂电池组进行低电流充电，有效保护锂电池组。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为该锂电池的充放电保护电路，包括与锂电池组正极、负极连接的充放电控制器，放电控制开关管，充电控制开关管，放电控制开关管的栅极与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，放电控制开关管的源极与锂电池组负极相连，充电控制开关管的栅极与充放电控制器的充电控制输出信号端相连，充电控制开关管的源极与充电器的负极相连，充电器的正极与锂电池组正极相连，其特征在于还包括ー振荡器，所述振荡器的输入端与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，所述振荡器的输出端与充电控制开关管的栅极相连，该振荡器的输出信号受充放电控制器输出的放电控制输出信号控制，当放电控制输出信号端输出低电平时，所述振荡器输出震荡信号，使充电控制开关管间隔导通，从而改变充电电流大小；当放电控制输出信号端输出高电平时，所述振荡器停止震荡，无输出信号，充电器按常规充电电流给锂电池组充电。所述振荡器的电路可以有多种方式实现，其中最基本的技术方案为，所述振荡器包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容，其中，第三场效应管的栅极作为所述振荡器的输入端与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，第三场效应管的源极与锂电池组正极相连，第三场效应管的漏极与第四电阻的第一端相连，第四电阻的第二端与第五场效应管漏极相连，第五场效应管的源极与充电控制开关管的源极相连，第五场效应管的栅极与第一电容的第一端相连，第一电容的第二端与第一电阻的第二端相连，第一电阻、第二电阻、第三电阻的第一端均与第四电阻的第一端相连，第二电容的第一端与第五场效应管的漏极相连，第二电容的第二端与第三电阻的第二端相连，第二电阻的第二端与第五场效应管的栅极相连，第四场效应管的栅极与第二电容的第二端相连，第四场效应管的漏极与第一电容的第二端相连，第四场效应管的源极与第五场效应管的源极相连，第六场效应管的栅极与第四场效应管的漏极相连，第六场效应管的漏极作为所述振荡器的输出端与充电控制开关管的栅极相连，第六场效应管的源极与第五场效应管的源极相连。另ー种技术方案为，所述振荡器包括第七场效应管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容和运算放大器，其中，第七场效应管的栅极作为所述振荡器的输入端与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，第七场效应管的源极与锂电池组正极相连，第七场效应管的漏极与第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端与运算放大器的同相输入端相连，第六电阻的第一端与运算放大器的同相输入端相连，第六电阻的第二端与运算放大器的输出端相连，第七电阻的第一端与运算放大器的同相输入端相连，第七电阻的第二端与充电控制开关管的源极相连，第八电阻的第一端与运算放大器的反相输入端相连，第八电阻的第二端与运算放大器的输出端相连，第三电容的第一端与运算放大器的反相输入端相连，第三电容的第二端与充电控制开关管的源极相连，运算放大器的输出端作为所述振荡器的输出端与充电控制开关管的栅极相连。与现有技术相比，本发明的优点在于通过在充放电控制器的放电控制输出信号端和充电控制开关管的栅极之间连接ー振荡器，通过调节振荡器的占空比，使振荡器工作 在合适的占空比，实现对锂电池进行低电流充电，有效保护锂电池，而当锂电池的电压高于正常临界电压时，振荡器停止震荡，对锂电池进行常规电流充电。
图I为本发明实施例一中锂电池的充放电保护电路的框图；图2为本发明实施例一中锂电池的充放电保护电路的电路原理图；图3为本发明实施例ニ中锂电池的充放电保护电路的电路原理图；图4为本发明实施例三中锂电池的充放电保护电路的框图；图5为本发明实施例四中锂电池的充放电保护电路的电路原理图；图6为本发明实施例五中锂电池的充放电保护电路的框图；图7为本发明实施例六中锂电池的充放电保护电路的电路原理图；图8为现有技术中第一种情况下锂电池充放电电路的电路原理图；图9为现有技术中第二种情况下锂电池充放电电路的电路原理图；图10为现有技术中第三种情况下锂电池充放电电路的电路原理图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进ー步详细描述。实施例一如图I所示的锂电池的充电保护电路，其包括多节锂电池BTfBTn串联的锂电池组，与锂电池组正极、锂电池组负极连接的充放电控制器1C，放电控制开关管Q1，充电控制开关管Q2和振荡器，其中，放电控制开关管Ql的栅极与充放电控制器IC的放电控制输出信号端DO相连，放电控制开关管Ql的源极与锂电池组负极相连，放电控制开关管Ql的漏极与充电控制开关管Q2的漏极相连，充电控制开关管Q2的栅极与充放电控制器IC的充电控制输出信号端CO相连，充电控制开关管Q2的源极与充电器CDQ的负极相连，充电器CDQ的正极与锂电池组正极相连，振荡器的输入端IN与放电控制开关管Ql的栅极相连，所述振荡器的输出端OUT与充电控制开关管Q2的栅极相连，负载RL的两端连接在充电控制开关管Q2的源极与锂电池组正极之间。充放电控制器可以为分立件组成的控制电路，也可以为一集成控制芯片。本实施例中，所述振荡器包括第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5、第六场效应管Q6、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容Cl和第二电容C2，请參见图2所示，其中，第三场效应管Q3的栅极作为所述振荡器的输入端IN与充放电控制器IC的放电控制输出信号端DO相连，第三场效应管Q3的源极与锂电池组正极相连，第三场效应管Q3的漏极与第四电阻(R4)的第一端相连，第四电阻R4的第二端与第五场效应管Q5漏极相连，第五场效应管Q5的源极与充电控制开关管Q2的源极相连，第五场效应管Q5的栅极与第一电容Cl的第一端相连，第一电容Cl的第二端与第一电阻Rl的第二端相连，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的第一端均与第四电阻R4的第一端相连，第二电容C2的第一端与第五场效应管Q5的漏极相连,第二电容C2的第二端与第三电阻R3的第二端相连，第二电阻R2的第二端与第五场效应管(Q5)的栅极相连，第四场效应管Q4的栅极与第二电容C2的第二端相连，第四场效应管Q4的漏极与第一电容Cl的第二端相连，第四场效应管Q4的源极与第五场效应管Q5的源极相连，第六场效应管Q6的栅极与第四场效应管Q4的漏极相连，第六场效应管Q6的漏极作为所述振荡器的输出端OUT与充电控制开关管Q2的栅极相连，第六场效应管Q6的源极与第五场效应管Q5的源极相连。 上述电路的工作原理为当锂电池组中各节电池的电压都处于正常电压时，放电控制输出信号端DO输出高电平,振荡器不工作,无输出信号，电路中充电器CDQ按照正常充电电流给锂电池组充电；当BTfBTn中任意一节锂电池的电压低于临界充电电压，放电控制输出信号端DO输出低电平,振荡器开始工作,振荡器输出端OUT输出震荡信号,通过调整振荡器的占空比，就可以控制充电控制开关管Q2的导通与截止时间，从而达到控制充电电流大小的目的。实施例ニ与实施例一不同的是，所述振荡器包括第七场效应管Q7、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3和运算放大器CP，请參见图3所示，其中，第七场效应管Q7的栅极作为所述振荡器的输入端IN与充放电控制器IC的放电控制输出信号端DO相连，第七场效应管Q7的源极与锂电池组正极相连，第七场效应管Q7的漏极与第五电阻R5的第一端相连,第五电阻R5的第二端与运算放大器CP的同相输入端相连,第六电阻R6的第一端与运算放大器CP的同相输入端相连，第六电阻R6的第二端与运算放大器CP的输出端相连，第七电阻R7的第一端与运算放大器CP的同相输入端相连，第七电阻R7的第二端与充电控制开关管Q2的源极相连，第八电阻R8的第一端与运算放大器CP的反相输入端相连，第八电阻R8的第二端与运算放大器CP的输出端相连，第三电容C3的第一端与运算放大器CP的反相输入端相连，第三电容C3的第二端与充电控制开关管Q2的源极相连，运算放大器CP的输出端作为所述振荡器的输出端OUT与充电控制开关管Q2的栅极相连。上述电路的工作原理与实施例一相同。实施例三与实施例一不同的是，负载RL的两端连接在充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组正极之间，參见图4所示。上述电路的工作原理与实施例一相同。实施例四与实施例ニ不同的是，负载RL的两端连接在充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组正极之间，參见图5所示。上述电路的工作原理与实施例一相同。
实施例五与实施例一不同的是，充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组负极相连，负载RL的两端连接在放电控制开关管Ql的漏极与锂电池组正极之间，參见图6所示。上述电路的工作原理与实施例一相同。实施例六与实施例ニ不同的是，充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组负极相连，负载RL的两端连接在放电控制开关管Ql的漏极与锂电池组正极之间，參见图7所示。
上述电路的工作原理与实施例一相同。
权利要求
1.一种锂电池的充放电保护电路,包括与锂电池组正极、锂电池组负极连接的充放电控制器(1C)，放电控制开关管(Ql)，充电控制开关管(Q2)，放电控制开关管(Ql)的栅极与充放电控制器(IC)的放电控制输出信号端(DO)相连，放电控制开关管(Ql)的源极与锂电池组负极相连，充电控制开关管(Q2)的栅极与充放电控制器(IC)的充电控制输出信号端(CO)相连，充电控制开关管(Q2)的源极与充电器的负极相连，充电器的正极与锂电池组正极相连，其特征在干还包括ー振荡器，所述振荡器的输入端(IN)与充放电控制器的放电控制输出信号端(DO)相连，所述振荡器的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相连，该振荡器的输出信号受充放电控制器输出的放电控制输出信号控制，当放电控制输出信号端输出低电平时，所述振荡器输出震荡信号，使充电控制开关管(Q2)间隔导通，从而改变充电电流大小；当放电控制输出信号端输出高电平时，所述振荡器停止震荡，无输出信号，充电器按常规充电电流给锂电池组充电。
2.根据权利要求I所述的锂电池的充放电保护电路，其特征在于所述振荡器包括第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)、第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(Cl)和第二电容(C2)，其中，第三场效应管(Q3)的栅极作为所述振荡器的输入端(IN)与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，第三场效应管(Q3)的源极与锂电池组正极相连，第三场效应管(Q3)的漏极与第四电阻(R4)的第一端相连，第四电阻(R4)的第二端与第五场效应管(Q5)漏极相连，第五场效应管(Q5)的源极与充电控制开关管(Q2)的源极相连，第五场效应管(Q5)的栅极与第一电容(Cl)的第一端相连，第一电容(Cl)的第二端与第一电阻(Rl)的第二端相连，第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)的第一端均与第四电阻(R4)的第一端相连，第二电容(C2)的第一端与第五场效应管(Q5)的漏极相连,第二电容(C2)的第二端与第三电阻(R3)的第二端相连，第二电阻(R2)的第二端与第五场效应管(Q5)的栅极相连，第四场效应管(Q4)的栅极与第二电容(C2)的第二端相连，第四场效应管(Q4)的漏极与第ー电容(Cl)的第二端相连，第四场效应管(Q4)的源极与第五场效应管(Q5)的源极相连，第六场效应管(Q6)的栅极与第四场效应管(Q4)的漏极相连，第六场效应管(Q6)的漏极作为所述振荡器的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相连，第六场效应管(Q6)的源极与第五场效应管(Q5)的源极相连。
3.根据权利要求I所述的锂电池的充放电保护电路，其特征在于所述振荡器包括 第七场效应管(Q7)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第三电容(C3)和运算放大器(CP)，其中，第七场效应管(Q7)的栅极作为所述振荡器的输入端(IN)与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，第七场效应管(Q7)的源极与锂电池组正极相连，第七场效应管(Q7)的漏极与第五电阻(R5)的第一端相连,第五电阻(R5)的第二端与运算放大器(CP)的同相输入端相连，第六电阻(R6)的第一端与运算放大器(CP)的同相输入端相连，第六电阻(R6)的第二端与运算放大器(CP)的输出端相连，第七电阻(R7)的第一端与运算放大器(CP)的同相输入端相连，第七电阻(R7)的第二端与充电控制开关管(Q2)的源极相连，第八电阻(R8)的第一端与运算放大器(CP)的反相输入端相连，第八电阻(R8)的第二端与运算放大器(CP)的输出端相连，第三电容(C3)的第一端与运算放大器(CP)的反相输入端相连，第三电容(C3)的第二端与充电控制开关管(Q2)的源极相连，运算放大器(CP)的输出端作为所述振荡器的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相连。
全文摘要
本发明涉及一种锂电池的充电保护电路，包括与锂电池组正极、锂电池组负极连接的充放电控制器(IC)，放电控制开关管(Q1)，充电控制开关管(Q2)，放电控制开关管(Q1)的栅极与充放电控制器(IC)的放电控制输出信号端(DO)相连，放电控制开关管(Q1)的源极与锂电池组负极相连，充电控制开关管(Q2)的栅极与充放电控制器(IC)的充电控制输出信号端(CO)相连，充电控制开关管(Q2)的源极与充电器的负极相连，充电器的正极与锂电池组正极相连，其特征在于还包括一振荡器，所述振荡器的输入端(IN)与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，所述振荡器的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相连。与现有技术相比，本发明的优点在于，通过调节振荡器的占空比，就可以控制充电控制开关管Q2的导通与截止时间，从而达到控制充电电流大小的目的。
文档编号H02J7/00GK102832674SQ20121034154
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者何岳明 申请人:何岳明