多节锂电池均匀充电电路的制作方法

文档序号:11992984阅读:1530来源:国知局

本实用新型涉及锂电池组充电电路技术领域,特别涉及一种多节锂电池均匀充电电路。



背景技术:

在电子应用中,很多时候会出现器件工作所需要的电压与电池的电压不符或者容量不足的情况,因此就会出现将电池串联或者并联,已达到所需要的电压值或者容量。但由于每颗电池的内部结构不可能完完全全相同,因此每颗电池都会有一定的差异,电池的内阻不同,充满电时的电压值不相同。

对于串联的电池来说,因每一块的充满电电压值不同,若不作调整的话就会出现部分电池充满了电,而还有其它部分电池还处于未满电的情况。而这种情况长期下去,会对电池的寿命会有很大的影响。特别对于要求比较高的锂电池来说,会有更大的影响。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的是提供一种结构简单、转换稳定性好的多节锂电池均匀充电电路,旨在有效缓冲大电流放电对电池组各个单体造成的不平衡情况。

本实用新型提出一种多节锂电池均匀充电电路,包括充电插接端和与所述充电插接端相连接且包括三节锂电池单体的锂电池组,在所述充电插接端与的正极与锂电池组的正极之间设有第一单向二极管,还设有充电控制电路,分别连接在锂电池单体正极上的RC并联检测电路,与顶端锂电池单体相连接的第一驱动电路,与中部锂电池单体相连接的第二驱动电路,与底端锂电池单体相连接的第三驱动电路,与第一驱动电路信号端、第二驱动电路的信号端、第三驱动电路信号端和充电控制电路信号端都连接的控制器,所述充电控制电路包括第一电阻、第二电阻、第一电感、第一MOS管、第一三极管、第二单向二极管和第一电容,所述第一MOS管的漏极与充电插接端的正极相连接、源极通过第一电感连接在第一单向二极管的正极上、栅极通过第一电阻连接在第一三极管的集电极上,所述第一三极管的发射极接地线,所述第二电阻连接在第一MOS管的漏极与第一MOS管的栅极之间,所述第一电容连接在第一单向二极管的正极与地线之间,所述第二单向二极管的正极连接在地线且负极连接在第一单向二极管的正极上,所述第一三极管的基极与控制器的控制信号端相连接且所述控制器的检测信号端连接在锂电池单体的正极与RC并联检测电路的连接点上。

所述第一驱动电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二三极管、第二MOS管和第三单向二极管,所述第二MOS管的漏极连接在锂电池单体的正极上、源极通过第三单向二极管连接在锂电池单体的负极上,所述第二MOS管的栅极通过第三电阻连接在第二三极管的集电极上,所述第二三极管的发射极接地,所述第四电阻连接在第二MOS管的漏极与栅极之间,所述第二三极管的基极通过第五电阻连接在控制器的控制信号端,所述第六电阻的一端连接在第五电阻与控制器的控制信号端连接点上另一端接地线。

所述第二驱动电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四单向二极管、第四三极管、第三MOS管,所述第三MOS管的漏极连接在中部锂电池单体的正极,所述第三MOS管的源极通过第十电阻、第四单向二极管连接在中部锂电池单体的负极,所述第三MOS管的栅极通过第十一电阻连接在第四三极管的集电极、所述第四三极管的发射极接地线,所述第十二电阻连接在第三MOS管的栅极与漏极之间,所述第四三极管的基极通过第十三电阻连接在控制器的控制信号端,所述第十四电阻的一端连接在第十三电阻与控制器的控制信号端连接点上另一端接地线。

所述第三驱动电路包括第五单向二极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三三极管,所述第五单向二极管的正极连接的最底端锂电池单体的正极,所述第五单向二极管的负极通过第七电阻连接在第三三极管的集电极上,所述第三三极管的发射极连接地线,所述第三三极管的基极通过第八电阻连接在控制器的控制信号端,所述第九电阻的一端连接在第八电阻与控制器的控制信号端连接点上另一端接地线。

所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管均为P型MOS管。

所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管均为NPN型三极管。

本实用新型的结构简单,使用稳定性好,MCU控制模块可对不同电池单体的电压值进行检测,方便进行调节控制,有效缓冲大电流放电对电池组各个单体造成的不平衡情况,使用稳定性好,适用性强且实用性好。

附图说明

图1为本实用新型的实施例示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

参照图1,提出本实用新型的的一实施例,一种多节锂电池均匀充电电路,包括充电插接端1和与所述充电插接端1相连接且包括三节锂电池单体2的锂电池组3,在所述充电插接端1与的正极与锂电池组3的正极之间设有第一单向二极管D1,还设有充电控制电路4,分别连接在锂电池单体2正极上的RC并联检测电路5,与顶端锂电池单体相连接的第一驱动电路6、与中部锂电池单体相连接的第二驱动电路7,与底端锂电池单体相连接的第三驱动电路8,与第一驱动电路6信号端、第二驱动电路7信号端、第三驱动电路8信号端和充电控制电路4信号端都连接的控制器9,所述充电控制电路4包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电感L1、第一MOS管Q1、第一三极管Q2、第二单向二极管D2和第一电容C1,所述第一MOS管Q1的漏极与充电插接端1的正极相连接、源极通过第一电感L1连接在第一单向二极管D1的正极上、栅极通过第一电阻R1连接在第一三极管Q2的集电极上,所述第一三极管Q2的发射极接地线,所述第二电阻R2连接在第一MOS管Q1的漏极与第一MOS管Q1的栅极之间,所述第一电容C1连接在第一单向二极管D1的正极与地线之间,所述第二单向二极管D2的正极连接在地线且负极连接在第一单向二极管D1的正极上,所述第一三极管Q2的基极与控制器9的控制信号端相连接且所述控制器9的检测信号端连接在锂电池单体2的正极与RC并联检测电路5的连接点上。

所述第一驱动电路6包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二三极管Q3、第二MOS管Q4和第三单向二极管D3,所述第二MOS管Q4的漏极连接在锂电池单体2的正极上、源极通过第三单向二极管D3连接在锂电池单体2的负极上,所述第二MOS管Q4的栅极通过第三电阻R3连接在第二三极管Q3的集电极上,所述第二三极管Q3的发射极接地,所述第四电阻R4连接在第二MOS管Q4的漏极与栅极之间,所述第二三极管Q3的基极通过第五电阻R5连接在控制器9的控制信号端,所述第六电阻R6的一端连接在第五电阻R5与控制器9的控制信号端连接点上另一端接地线。

所述第二驱动电路7包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第四单向二极管D4、第四三极管Q5、第三MOS管Q6,所述第三MOS管Q6的漏极连接在中部锂电池单体2的正极,所述第三MOS管Q6的源极通过第十电阻R10、第四单向二极管D4连接在中部锂电池单体2的负极,所述第三MOS管Q6的栅极通过第十一电阻R11连接在第四三极管Q5的集电极、所述第四三极管Q5的发射极接地线,所述第十二电阻R12连接在第三MOS管Q6的栅极与漏极之间,所述第四三极管Q5的基极通过第十三电阻R13连接在控制器9的控制信号端,所述第十四电阻R14的一端连接在第十三电阻R13与控制器9的控制信号端连接点上另一端接地线。

所述第三驱动电路8包括第五单向二极管D5、第七电阻R7、第八电阻、R8第九电阻R9和第三三极管Q7,所述第五单向二极管D5的正极连接的最底端锂电池单体2的正极,所述第五单向二极管D5的负极通过第七电阻R7连接在第三三极管Q7的集电极上,所述第三三极管Q7的发射极连接地线,所述第三三极管Q7的基极通过第八电阻R8连接在控制器9的控制信号端,所述第九电阻的R9一端连接在第八电阻R8与控制器9的控制信号端连接点上另一端接地线。

所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管均为P型MOS管。

所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管均为NPN型三极管。

附图中锂电池单体与RC并联检测电路的连接点分别为BTV1、BTV2、BTV3三点为检测锂电池电压点,通过对比可得知各电池的电压,从而得知电池充电情况。

当检测到电池还没有充满的情况下,通过控制器的控制信号P0,令三极管Q2导通,从而令P型MOS管Q1导通,电流通过第一单向二极管D1向串联的三组电池进行充电。

当检测到BTV1点与BTV2点的电压差等于锂电池充满电电压的时候,控制器的控制信号P1为高电平,三极管Q3导通,因电阻R3与电阻R4形成支路,电阻R4两端形成电压差,从而令P型MOS管Q4导通,主电流通过MOS管Q4和二极管D3,而不再通过BT1端。

当检测到BTV2点与BTV3点的电压差等于锂电池充满电电压的时候,控制器的控制信号端P2为高电平,三极管Q5导通,因电阻R12与电阻R11形成支路,电阻R11两端形成电压差,从而令P型MOS管Q6导通,主电流通过MOS管Q6、电阻R10和二极管D4,合理设置R10的电阻值即可令充电电流不再通过BT2端。

当检测到BTV3点的电压等于锂电池充满电电压的时候,控制器的控制信号端P3为高电平,三极管Q7导通,主电流通过三极管Q7、电阻R7和二极管D5,合理设置R7的电阻值即可令充电电流不再通过BT1端。

当检测到所有的锂电池都充满电时,即可通过控制器的控制信号端P0关闭,令三极管Q2截止,从而令P型MOS管Q1截止。当锂电池检测电压点低于充满电压点时,可通过控制器的控制信号端P0开启,对电池进行充电。

在电路中,每一组锂电池都有相对应的检测电压点与锂电池充满处理电路,因此可确保令每一组的锂电池都充满。

在电路中,每一组锂电池都并联一组充满处理电路,可令该组电池充满后主电流不再通过该组锂电池,对电池作出了保护作用。

在电路中,每一组锂电池的检测电压点与充满处理电路都是相对独立,当再串联或并联多组锂电池或减少串联锂电池组数时,只需合理添加或减少即可。

本实用新型的结构简单,使用稳定性好,MCU控制模块可对不同电池单体的电压值进行检测,方便进行调节控制,有效缓冲大电流放电对电池组各个单体造成的不平衡情况,使用稳定性好,适用性强且实用性好。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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