一种高效节能型动力锂离子电池维护系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，包括可控电源、MOSFET控制开关、PWM隔离驱动电路、电流控制电路、取样电阻、电压采集电路和电流采集电路，所述的可控电源正极、MOSFET控制开关、动力锂离子电池、取样电阻、可控电源负极依次串接，所述的电压采集电路并联在动力锂离子电池两端，所述的电流采集电路并联在取样电阻两端，所述的电流控制电路输入端分别与动力锂离子电池负极、PWM隔离驱动电路输出端连接，所述的电流控制电路输出端与可控电源的反馈端连接。与现有技术相比，本发明具有实现了需要多少能量充电开关电源就供应多少能量充电，不会供大于求实现节能充电等优点。
【专利说明】一种高效节能型动力锂离子电池维护系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动力锂离子电池维护系统，尤其是涉及一种高效节能型动力锂离子电池维护系统。
【背景技术】
[0002]锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是一种理想电源。在实际使用中，为了获得更高的放电电压，一般将多个单体锂离子电池串联组成锂离子电池组使用。在组成电池组之前，由于各个单体的特性都不尽相同，必须配组和分选。配组和分选的过程就是锂离子电池化成的过程。通过对单体锂离子电池充、放电测试获得单体锂离子电池的配组的相关信息，如单体充、放电容量、内阻、充电截止电压、放电截止电压以及自放电率、循环次数等。厂家根据这些信息对数据相同的电池进行组合以便获得良好的输出特性。
[0003]传统的动力锂离子电池维护系统采用电源恒压输出，改变回路阻值方法调节回路电流，这样就使很多能量即开关电源输出多于动力锂离子电池充电实际需要的能量，通过电阻以热量形式消耗了，造成极大的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效节能型动力锂离子电池维护系统。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，其特征在于，包括可控电源、MOSFET控制开关、PWM隔离驱动电路、电流控制电路、取样电阻、电压采集电路和电流采集电路，所述的可控电源正极、MOSFET控制开关、动力锂离子电池、取样电阻、可控电源负极依次串接，所述的电压采集电路并联在动力锂离子电池两端，所述的电流采集电路并联在取样电阻两端，所述的电流控制电路输入端分别与动力锂离子电池负极、PWM隔离驱动电路输出端连接，所述的电流控制电路输出端与可控电源的反馈端连接。
[0007]所述的可控电源设有信号输入电路，该信号输入电路包括输入电压VCC、三极管Ql、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管Dl、二极管D2和输出电压VC0N，所述的输入电压VCC、电阻R1、电阻R2和二极管Dl正极依次串联，所述的二极管Dl负极与输出电压VCON连接，所述的三极管Ql集电极接在电阻R1、电阻R2之间，所述的三极管Ql发射极通过电阻R3与二极管D2正极连接，所述的二极管D2负极与三极管Ql基极连接，所述的输出电压VCON与MOSFET控制开关连接。
[0008]所述的电流控制电路为PI电流环。
[0009]所述的电压采集电路通过隔离电路并联在动力锂离子电池两端。
[0010]所述的电流采集电路通过隔离电路并联在取样电阻两端。
[0011]与现有技术相比，本发明具有以下优点:[0012]改变了传统的开关电源以固定电压输出，通过控制MOS管的导通电阻来调节动力锂离子电池的充电电流，并采用调节可控电源输出即改变可控电源的输出电压，MOS管起开关作用的从源头进行控制的动力锂离子电池充电方案，这样就实现了需要多少能量充电开关电源就供应多少能量充电，不会供大于求实现节能充电。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图；
[0014]图2为本发明的信号输入电路的具体电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0016]实施例
[0017]如图1所示，一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，包括可控电源1、MOSFET控制开关2、PWM隔离驱动电路8、电流控制电路7、取样电阻4、电压采集电路5和电流采集电路6，所述的可控电源I正极、MOSFET控制开关2、动力锂离子电池3、取样电阻4、可控电源I负极依次串接，所述的电压采集电路5并联在动力锂离子电池3两端，所述的电流采集电路4并联在取样电阻4两端，所述的电流控制电路7输入端分别与动力锂离子电池3负极、PWM隔离驱动电路8输出端连接，所述的电流控制电路7输出端与可控电源I的反馈端连接。
[0018]所述的电流控制电路7为PI电流环。所述的电压采集电路5通过第一隔离电路9并联在动力锂离子电池3两端。所述的电流采集电路6通过第二隔离电路10并联在取样电阻4两2而。
[0019]如图2所示，所述的可控电源设有信号输入电路，该信号输入电路包括输入电压VCC、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、二极管D2和输出电压VC0N，所述的输入电压VCC、电阻R1、电阻R2和二极管Dl正极依次串联，所述的二极管Dl负极与输出电压VCON连接，所述的三极管Ql集电极接在电阻R1、电阻R2之间，所述的三极管Ql发射极通过电阻R3与二极管D2正极连接，所述的二极管D2负极与三极管Ql基极连接，所述的输出电压VCON与MOSFET控制开关连接。
[0020]考虑到系统的控制的实时性和稳定性，电流控制环采用硬件PI电流环，由于电流取样的幅值很小，在设计电流环时，必须选择失调小OiV级)，开环增益大的运算放大器。[0021 ] 可控电源的信号输入电路实现了并充回路电流、电压控制，可控电源的输入来源于系统的电源转换模块，可控电源的输入与输出要求电气隔离。可控电源有个控制端，通过调节控制端的电压VC0N，来调节电源输出，达到精准控制电压、电流目的。
[0022]PWM信号作为代替D/A功能，实现电流、电压控制数据的给定，用FPGA实现的PWM能达到12BIT D/A精度，能够满足系统控制要求。PWM信号由CPU控制系统发生，连接到并充回路时，必须隔离。采用HCPL系列的快速光耦进行信号隔离，隔离后再滤波处理，给电流PI环做控制参考信号用。
[0023]为提高充电效率，采用MOSFET开关的方式来控制充电电压、充放电电流。选用MOSFET导通内阻小的器件，对于功率电路来说，一般自身消耗可以忽略不计。本系统充电部分采用SIRICON的SSFT4003型M0SFET，导通内阻只有2毫欧，故此降低了系统散热要求。
【权利要求】
1.一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，其特征在于，包括可控电源、MOSFET控制开关、PWM隔离驱动电路、电流控制电路、取样电阻、电压采集电路和电流采集电路，所述的可控电源正极、MOSFET控制开关、动力锂离子电池、取样电阻、可控电源负极依次串接，所述的电压采集电路并联在动力锂离子电池两端，所述的电流采集电路并联在取样电阻两端，所述的电流控制电路输入端分别与动力锂离子电池负极、PWM隔离驱动电路输出端连接，所述的电流控制电路输出端与可控电源的反馈端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，其特征在于，所述的可控电源设有信号输入电路，该信号输入电路包括输入电压VCC、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管Dl、二极管D2和输出电压VC0N，所述的输入电压VCC、电阻R1、电阻R2和二极管Dl正极依次串联，所述的二极管Dl负极与输出电压VCON连接，所述的三极管Ql集电极接在电阻R1、电阻R2之间，所述的三极管Ql发射极通过电阻R3与二极管D2正极连接，所述的二极管D2负极与三极管Ql基极连接，所述的输出电压VCON与MOSFET控制开关连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，其特征在于，所述的电流控制电路为PI电流环。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，其特征在于，所述的电压采集电路通过隔离电路并联在动力锂离子电池两端。
5.根据权利要求I所述的一种高效节能型动力锂离子电池维护系统，其特征在于，所述的电流采集电路通过隔离电路并联在取样电阻两端。
【文档编号】H02J7/00GK103840508SQ201210492513
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】査炳贵, 南丽红 申请人:上海航天有线电厂