一种锂电池电能传输连接器的制作方法

本发明涉及连接器技术领域，特别涉及一种锂电池电能传输连接器。

背景技术：

现有技术中，通过连接器或者连接线路对电池或者负载进行电能传输的技术方案已非常多，但是，具体如何协调充电电压与温度之间的平衡，以及在充电电压与温度进行平衡时，如何准确控制电能输出的稳定性，这是当前连接器的难题，尤其是当需要快速进行电能传输时，如何在保证大电流或高功率传输时，准确进行电压或电流的控制，并避免温度过高，这是安全进行电能传输的难题。

申请内容

本申请提出一种锂电池电能传输连接器，能够进行电能传输的准确控制，避免传输连接器温度过高；包括控制单元、输入接口、输入接口、pwm逻辑单元、电能传输单元；所述控制单元连接所述pwm逻辑单元，所述电能传输单元包括开关管q1、采样电阻r1、开关管q2、开关管q3、缓冲器u1、比较器u2、比较器u3、电感l1、采样电阻r2、电阻r3、可调电阻r4；所述采样电阻r2连接输出接口，所述输出接口连接锂电池；所述控制单元接收采样电阻r1采样信号，接收采样电阻r2的反馈信号，输出控制信号给所述pwm逻辑单元，所述pwm逻辑单元分别输出两路pwm信号给开关管q2和开关管q3进行通断控制，所述电感l1的一端连接在开关管q2和q3的连接端，另一端连接电阻r3，所述电阻r3的另一端连接输出接口。

所述的锂电池电能传输连接器，所述pwm逻辑单元第一输出端连接缓冲器u1，缓冲器u1的输出端连接比较器u2的正输入端，比较器u2的负输出端连接电阻r3与可调电阻r4之间的连接端，比较器u2的输出端连接可控开关q2的可控端；所述pwm逻辑单元第二输出端连接比较器u3的正输入端，比较器u3的负输入端接地，比较器u3的输出端连接可控开关q3的可控端；比较器u2和比较器u3的正极端均连接在可控开关q2的一非可控端，比较器u2的负极通过电容c1连接在可控开关q2的另一非可控端；比较器u3的负极接地。

所述的锂电池电能传输连接器，所述控制单元能够控制所述电能传输单元的输出电压值，具体包括：控制单元接收所述采样电阻r1的采样信号，将采样信号与输入参考信号进行比较后输出第一检测信号，接收所述采样电阻r2的反馈信号，将反馈信号与反馈参考信号进行比较后输入第二检测信号，将所述第一检测信号与所述第二检测信号通过或电路连接后输出到误差比较放大器，经过误差比较放大器比较判断后，输出调节信号到所述pwm逻辑单元进行pwm调节。

所述的锂电池电能传输连接器，所述采样信号为电流采样信号，所述电流采样信号与电流参考信号进行比较后输出到或门的第一输入端，所述输入接口与标准电压信号进行比较后输出到所述或门的第二输入端，所述或门输出到模式选择开关的可控端，所述模式选择开关非可控端一端接地,另一端连接输出到比较器u3，当输入电压超过电压预设电压阈值或输入电流大于预设电流时，将所述比较器u3接入上拉电阻，以使比较器u3通过上拉电阻连接上拉电压。

所述的锂电池电能传输连接器，所述pwm逻辑单元第一输出端连接缓冲器u1，缓冲器u1的输出端连接比较器u2的正输入端，比较器u2的负输出端连接电阻r3与可调电阻r4之间的连接端，比较器u2的输出端连接可控开关q2的可控端；所述pwm逻辑单元第二输出端连接比较器u3的正输入端，比较器u3的负输入端接地，比较器u3的输出端连接可控开关q3的可控端；所述比较器u3的正极端连接在可控开关q2的一非可控端，比较器u2的负极通过电容c1连接在可控开关q2的另一非可控端；比较器u3的负极接地；所述比较器u2的正极端连接第一电压变换器，所述第一电压变换器连接所述上拉电压。

所述的锂电池电能传输连接器，所述控制单元包括：比较器u4、比较器u5、或门u6、比较器u7、比较器u8、比较器u9、比较器u10、比较器u11、比较器u2、二极管d2-d3、可控开关q4、q5、q6；所述比较器u4正输入端连接输入接口，负输入端接标准比较电压，输出端连接所述可控开关q4的可控端；所述比较器u4的正输入端还连接所述比较器u12的正输入端，所述比较器u12的负输入端连接0.7v电压，输出端连接所述或门u6的第一输入端，所述或门的输出端连接所述可控开关q4的可控端，所述或门u6的第二输入端连接所述比较器u5的输出端，所述比较器u5的正输入端连接所述比较器u7的输出端，负输入端连接250ma的电流源；所述比较器u7的正输入端和负输入端分别连接采样电阻r1的两端，所述比较器u7的输出端还连接所述比较器u8的正输入端，所述比较器u8的负输入端连接输入参考信号，输出端连接二极管d2的正极；所述比较器u9的正负输入端分别连接采样电阻r2的两个输入端，且正负输入端均连接3.5ma的电流源，所述3.5ma的电流源通过所述可控开关q6接地，所述可控开关q6的可控端通过充电开始信号进行控制；所述比较器u9的输出端连接所述比较器u10的正输入端，所述比较器u10的负输入端连接反馈参考信号，输出端连接二极管d3的正极，二极管d3的负极与二极管d2的负极连接，且均连接20ua的电流源以及电阻r5、r6的一端，电阻r5的另一端连接电容c2的一端，电容c2的另一端连接电阻r6的另一端，然后连接电阻r7、电容c3的一端，电阻r7的另一端连接电容c4的一端，电容c4的另一端连接电容c3的另一端，电阻r7的一端连接所述比较器u11的负输入端，电容c3的另一端连接所述比较器u11的输出端，所述比较器的正输入端连接20ua的电流源，所述比较器u11的输出端还连接所述pwm逻辑电路。

所述的锂电池电能传输连接器，所述上拉电压通过所述上拉电阻连接可控开关q5的一个非可控端，所述可控开关q5的另一非可控端连接所述可控开关q4的一个非可控端，所述可控开关q4的另一个非可控端接地；所述可控开关q5的可控端接收比较器u12的输出端的比较信号，控制所述上拉电压进行使能，当所述可控开关q5接收到使能信号后，则导通，将上拉电压通过所述上拉电阻接入到可控开关q4的一非可控端；所述比较器u5比较输入电流信号，所述比较器u4比较输入电压信号，通过所述或门u6输出控制信号到所述可控开关q4。

所述的锂电池电能传输连接器，所述充电开始信号接收外部的充电开始触发信号，并且还连接温度检测电路，所述温度检测电路优先级高于所述充电开始触发信号，当温度检测电路输出信号时，则中断所述充电开始触发信号。

所述的锂电池电能传输连接器，热敏电阻r9、电阻r8、电阻r10、电阻r11、电阻r12、比较器u13、比较器u14、比较器u15、或门u16、或非门u17，所述比较器u15的负输入端连接所述比较器u13的正输入端以及所述比较器u14的负输入端，所述比较器u15的正输入端连接100mv的参考电压，所述比较器u13的负输入端和所述比较器u14的正输入端连接在电阻r11的两端，所述比较器u13和所述比较器u14的输出端分别连接在或非门u17的两个输入端，所述或非门u17的输出端和所述比较器u15的输出端分别连接在所述或门u16的两个输出端，所述或门u16的输出端连接所述可控开关q6的可控端。

所述的锂电池电能传输连接器，所述可控开关q1-q6包括三极管、mos管，所述可控端为三极管的基极或mos管的栅极。

为解决上述技术问题：本发明能够根据检测的温度信息，稳定控制连接器的电能传输。本发明的连接器能够准确根据输入端的信号和输出端的信号，进行准确的电能传输的控制，满足电能传输的需求，稳定给锂电池进行电能传输，同时，能够通过温度检测单元进行连接器的温度检测，避免连接器的温度过高，设置温度与启动信号之间的优先级，避免连接器的温度过高。作为本发明的主要改进点是在控制单元中设置多个比较电路，进行准确的采样判断，并能够根据采样信号控制信号传输的稳定，根据电流和电压的比较输入控制上拉电压的接入；作为本发明的另一主要改进点是，设置温度检测电路，通过检测连接器的温度进行充电优先顺序控制，避免连接器温度过高，通过设置热敏电阻以及比较器的配合，准确识别温度信息，可以保证连接器在安全温度范围进行电能传输控制。

附图说明

图1为本发明实施一的连接器示意图。

图2为本发明实施二的连接器示意图。

图3为本发明控制单元的示意图。

图4为本发明的温度检测单元示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例一：

如图1所示，是本发明一种锂电池电能传输连接器，包括控制单元、输入接口、输入接口、pwm逻辑单元、电能传输单元；所述控制单元连接所述pwm逻辑单元，所述电能传输单元包括开关管q1、采样电阻r1、开关管q2、开关管q3、缓冲器u1、比较器u2、比较器u3、电感l1、采样电阻r2、电阻r3、可调电阻r4；所述采样电阻r2连接输出接口，所述输出接口连接锂电池；所述控制单元接收采样电阻r1采样信号，接收采样电阻r2的反馈信号，输出控制信号给所述pwm逻辑单元，所述pwm逻辑单元分别输出两路pwm信号给开关管q2和开关管q3进行通断控制，所述电感l1的一端连接在开关管q2和q3的连接端，另一端连接电阻r3，所述电阻r3的另一端连接输出接口。

所述的锂电池电能传输连接器，所述pwm逻辑单元第一输出端连接缓冲器u1，缓冲器u1的输出端连接比较器u2的正输入端，比较器u2的负输出端连接电阻r3与可调电阻r4之间的连接端，比较器u2的输出端连接可控开关q2的可控端；所述pwm逻辑单元第二输出端连接比较器u3的正输入端，比较器u3的负输入端接地，比较器u3的输出端连接可控开关q3的可控端；比较器u2和比较器u3的正极端均连接在可控开关q2的一非可控端，比较器u2的负极通过电容c1连接在可控开关q2的另一非可控端；比较器u3的负极接地。

优选的是，可调电阻r4可调节大小，以调节参考电压，根据参考电压的调节，可控制开关管q2的导通时间。通过pwm逻辑单元，可以协调开关管q2和q3交替导通，由于设置缓冲器u1，能够使开关管q2的控制信号更加稳定。

所述的锂电池电能传输连接器，所述控制单元能够控制所述电能传输单元的输出电压值，具体包括：控制单元接收所述采样电阻r1的采样信号，将采样信号与输入参考信号进行比较后输出第一检测信号，接收所述采样电阻r2的反馈信号，将反馈信号与反馈参考信号进行比较后输入第二检测信号，将所述第一检测信号与所述第二检测信号通过或电路连接后输出到误差比较放大器，经过误差比较放大器比较判断后，输出调节信号到所述pwm逻辑单元进行pwm调节。

所述的锂电池电能传输连接器，所述采样信号为电流采样信号，所述电流采样信号与电流参考信号进行比较后输出到或门的第一输入端，所述输入接口与标准电压信号进行比较后输出到所述或门的第二输入端，所述或门输出到模式选择开关的可控端，所述模式选择开关非可控端一端接地,另一端连接输出到比较器u3，当输入电压超过电压预设电压阈值或输入电流大于预设电流时，将所述比较器u3接入上拉电阻，以使比较器u3通过上拉电阻连接上拉电压。

如图3所示，是本发明的控制单元，所述控制单元包括：比较器u4、比较器u5、或门u6、比较器u7、比较器u8、比较器u9、比较器u10、比较器u11、比较器u2、二极管d2-d3、可控开关q4、q5、q6；所述比较器u4正输入端连接输入接口，负输入端接标准比较电压，输出端连接所述可控开关q4的可控端；所述比较器u4的正输入端还连接所述比较器u12的正输入端，所述比较器u12的负输入端连接0.7v电压，输出端连接所述或门u6的第一输入端，所述或门的输出端连接所述可控开关q4的可控端，所述或门u6的第二输入端连接所述比较器u5的输出端，所述比较器u5的正输入端连接所述比较器u7的输出端，负输入端连接250ma的电流源；所述比较器u7的正输入端和负输入端分别连接采样电阻r1的两端，所述比较器u7的输出端还连接所述比较器u8的正输入端，所述比较器u8的负输入端连接输入参考信号，输出端连接二极管d2的正极；所述比较器u9的正负输入端分别连接采样电阻r2的两个输入端，且正负输入端均连接3.5ma的电流源，所述3.5ma的电流源通过所述可控开关q6接地，所述可控开关q6的可控端通过充电开始信号进行控制；所述比较器u9的输出端连接所述比较器u10的正输入端，所述比较器u10的负输入端连接反馈参考信号，输出端连接二极管d3的正极，二极管d3的负极与二极管d2的负极连接，且均连接20ua的电流源以及电阻r5、r6的一端，电阻r5的另一端连接电容c2的一端，电容c2的另一端连接电阻r6的另一端，然后连接电阻r7、电容c3的一端，电阻r7的另一端连接电容c4的一端，电容c4的另一端连接电容c3的另一端，电阻r7的一端连接所述比较器u11的负输入端，电容c3的另一端连接所述比较器u11的输出端，所述比较器的正输入端连接20ua的电流源，所述比较器u11的输出端还连接所述pwm逻辑电路。

图1和图3中r1和r2是相同部件。

所述的锂电池电能传输连接器，所述上拉电压通过所述上拉电阻连接可控开关q5的一个非可控端，所述可控开关q5的另一非可控端连接所述可控开关q4的一个非可控端，所述可控开关q4的另一个非可控端接地；所述可控开关q5的可控端接收比较器u12的输出端的比较信号，控制所述上拉电压进行使能，当所述可控开关q5接收到使能信号后，则导通，将上拉电压通过所述上拉电阻接入到可控开关q4的一非可控端；所述比较器u5比较输入电流信号，所述比较器u4比较输入电压信号，通过所述或门u6输出控制信号到所述可控开关q4。

所述的锂电池电能传输连接器，所述充电开始信号接收外部的充电开始触发信号，并且还连接温度检测电路，所述温度检测电路优先级高于所述充电开始触发信号，当温度检测电路输出信号时，则中断所述充电开始触发信号。

如图4所示，是本发明的温度检测电路，热敏电阻r9、电阻r8、电阻r10、电阻r11、电阻r12、比较器u13、比较器u14、比较器u15、或门u16、或非门u17，所述比较器u15的负输入端连接所述比较器u13的正输入端以及所述比较器u14的负输入端，所述比较器u15的正输入端连接100mv的参考电压，所述比较器u13的负输入端和所述比较器u14的正输入端连接在电阻r11的两端，所述比较器u13和所述比较器u14的输出端分别连接在或非门u17的两个输入端，所述或非门u17的输出端和所述比较器u15的输出端分别连接在所述或门u16的两个输出端，所述或门u16的输出端连接所述可控开关q6的可控端。

优选的是，热敏电阻r9设置在连接器的传输线路中或者连接器端口中，以感测温度信息。

所述的锂电池电能传输连接器，所述可控开关q1-q6包括三极管、mos管，所述可控端为三极管的基极或mos管的栅极。

实施例二：

如图2所示，是本发明一种锂电池电能传输连接器，包括控制单元、输入接口、输入接口、pwm逻辑单元、电能传输单元；所述控制单元连接所述pwm逻辑单元，所述电能传输单元包括开关管q1、采样电阻r1、开关管q2、开关管q3、缓冲器u1、比较器u2、比较器u3、电感l1、采样电阻r2、电阻r3、可调电阻r4；所述采样电阻r2连接输出接口，所述输出接口连接锂电池；所述控制单元接收采样电阻r1采样信号，接收采样电阻r2的反馈信号，输出控制信号给所述pwm逻辑单元，所述pwm逻辑单元分别输出两路pwm信号给开关管q2和开关管q3进行通断控制，所述电感l1的一端连接在开关管q2和q3的连接端，另一端连接电阻r3，所述电阻r3的另一端连接输出接口。

优选的是，可调电阻r4可调节大小，以调节参考电压，根据参考电压的调节，可控制开关管q2的导通时间。通过pwm逻辑单元，可以协调开关管q2和q3交替导通，由于设置缓冲器u1，能够使开关管q2的控制信号更加稳定。

所述的锂电池电能传输连接器，所述控制单元能够控制所述电能传输单元的输出电压值，具体包括：控制单元接收所述采样电阻r1的采样信号，将采样信号与输入参考信号进行比较后输出第一检测信号，接收所述采样电阻r2的反馈信号，将反馈信号与反馈参考信号进行比较后输入第二检测信号，将所述第一检测信号与所述第二检测信号通过或电路连接后输出到误差比较放大器，经过误差比较放大器比较判断后，输出调节信号到所述pwm逻辑单元进行pwm调节。

所述的锂电池电能传输连接器，所述采样信号为电流采样信号，所述电流采样信号与电流参考信号进行比较后输出到或门的第一输入端，所述输入接口与标准电压信号进行比较后输出到所述或门的第二输入端，所述或门输出到模式选择开关的可控端，所述模式选择开关非可控端一端接地,另一端连接输出到比较器u3，当输入电压超过电压预设电压阈值或输入电流大于预设电流时，将所述比较器u3接入上拉电阻，以使比较器u3通过上拉电阻连接上拉电压。

所述的锂电池电能传输连接器，所述pwm逻辑单元第一输出端连接缓冲器u1，缓冲器u1的输出端连接比较器u2的正输入端，比较器u2的负输出端连接电阻r3与可调电阻r4之间的连接端，比较器u2的输出端连接可控开关q2的可控端；所述pwm逻辑单元第二输出端连接比较器u3的正输入端，比较器u3的负输入端接地，比较器u3的输出端连接可控开关q3的可控端；所述比较器u3的正极端连接在可控开关q2的一非可控端，比较器u2的负极通过电容c1连接在可控开关q2的另一非可控端；比较器u3的负极接地；所述比较器u2的正极端连接第一电压变换器，所述第一电压变换器连接所述上拉电压。

图2和图3中上拉电压为相同电压，优选的是，通过接入上拉电压，能够控制比较器u3的电源电压，调节比较器u3的偏置比例值。图2和图3中r1和r2是相同部件。

如图3所示，本发明控制单元的示意图。所述的锂电池电能传输连接器，所述控制单元包括：比较器u4、比较器u5、或门u6、比较器u7、比较器u8、比较器u9、比较器u10、比较器u11、比较器u2、二极管d2-d3、可控开关q4、q5、q6；所述比较器u4正输入端连接输入接口，负输入端接标准比较电压，输出端连接所述可控开关q4的可控端；所述比较器u4的正输入端还连接所述比较器u12的正输入端，所述比较器u12的负输入端连接0.7v电压，输出端连接所述或门u6的第一输入端，所述或门的输出端连接所述可控开关q4的可控端，所述或门u6的第二输入端连接所述比较器u5的输出端，所述比较器u5的正输入端连接所述比较器u7的输出端，负输入端连接250ma的电流源；所述比较器u7的正输入端和负输入端分别连接采样电阻r1的两端，所述比较器u7的输出端还连接所述比较器u8的正输入端，所述比较器u8的负输入端连接输入参考信号，输出端连接二极管d2的正极；所述比较器u9的正负输入端分别连接采样电阻r2的两个输入端，且正负输入端均连接3.5ma的电流源，所述3.5ma的电流源通过所述可控开关q6接地，所述可控开关q6的可控端通过充电开始信号进行控制；所述比较器u9的输出端连接所述比较器u10的正输入端，所述比较器u10的负输入端连接反馈参考信号，输出端连接二极管d3的正极，二极管d3的负极与二极管d2的负极连接，且均连接20ua的电流源以及电阻r5、r6的一端，电阻r5的另一端连接电容c2的一端，电容c2的另一端连接电阻r6的另一端，然后连接电阻r7、电容c3的一端，电阻r7的另一端连接电容c4的一端，电容c4的另一端连接电容c3的另一端，电阻r7的一端连接所述比较器u11的负输入端，电容c3的另一端连接所述比较器u11的输出端，所述比较器的正输入端连接20ua的电流源，所述比较器u11的输出端还连接所述pwm逻辑电路。

所述的锂电池电能传输连接器，所述上拉电压通过所述上拉电阻连接可控开关q5的一个非可控端，所述可控开关q5的另一非可控端连接所述可控开关q4的一个非可控端，所述可控开关q4的另一个非可控端接地；所述可控开关q5的可控端接收比较器u12的输出端的比较信号，控制所述上拉电压进行使能，当所述可控开关q5接收到使能信号后，则导通，将上拉电压通过所述上拉电阻接入到可控开关q4的一非可控端；所述比较器u5比较输入电流信号，所述比较器u4比较输入电压信号，通过所述或门u6输出控制信号到所述可控开关q4。

所述的锂电池电能传输连接器，所述充电开始信号接收外部的充电开始触发信号，并且还连接温度检测电路，所述温度检测电路优先级高于所述充电开始触发信号，当温度检测电路输出信号时，则中断所述充电开始触发信号。

如图4所示，为本发明的温度检测单元示意图。

所述的锂电池电能传输连接器，热敏电阻r9、电阻r8、电阻r10、电阻r11、电阻r12、比较器u13、比较器u14、比较器u15、或门u16、或非门u17，所述比较器u15的负输入端连接所述比较器u13的正输入端以及所述比较器u14的负输入端，所述比较器u15的正输入端连接100mv的参考电压，所述比较器u13的负输入端和所述比较器u14的正输入端连接在电阻r11的两端，所述比较器u13和所述比较器u14的输出端分别连接在或非门u17的两个输入端，所述或非门u17的输出端和所述比较器u15的输出端分别连接在所述或门u16的两个输出端，所述或门u16的输出端连接所述可控开关q6的可控端。

优选的是，热敏电阻r9设置在连接器的传输线路中或者连接器端口中，以感测温度信息。

优选的是，电压或电流高于阈值时，则开关q4导通，上拉电压接地，则此时上拉电压无法给比较器u3提供足够支撑电源，则比较器u3不足以支撑输出控制开关管q3，则此时不进行电能传输。优选的是，参考电压和参考电电流是可调节的。

所述的锂电池电能传输连接器，所述可控开关q1-q6包括三极管、mos管，所述可控端为三极管的基极或mos管的栅极。

本发明能够根据检测的温度信息，稳定控制连接器的电能传输。本发明的连接器能够准确根据输入端的信号和输出端的信号，进行准确的电能传输的控制，满足电能传输的需求，稳定给锂电池进行电能传输，同时，能够通过温度检测单元进行连接器的温度检测，避免连接器的温度过高，设置温度与启动信号之间的优先级，避免连接器的温度过高。作为本发明的主要改进点是在控制单元中设置多个比较电路，进行准确的采样判断，并能够根据采样信号控制信号传输的稳定，根据电流和电压的比较输入控制上拉电压的接入；作为本发明的另一主要改进点是，设置温度检测电路，通过检测连接器的温度进行充电优先顺序控制，避免连接器温度过高，通过设置热敏电阻以及比较器的配合，准确识别温度信息，可以保证连接器在安全温度范围进行电能传输控制。