一种带均衡电路的锂离子充电器的制作方法

本实用新型涉及锂离子充电器技术领域，尤其涉及一种带均衡电路的锂离子充电器。

背景技术：

锂离子电池是20世纪开发研制的一种新的能源方式。相比过去的镍氢电池，其拥有质量轻、能量密度高、使用周期长、无记忆效应和无污染等综合性优点。在当今电子产品日新月异的时代，锂离子电池广泛应用于电子产品中，并作为主要的电源形式存在。

现有技术中的锂离子充电器为单节锂电池，单节锂电池的端电压有限，锂离子电池更多的会以串联方式来使用，锂离子电池串联充电时，充电电荷的不均衡性将会直接降低整个串联锂电池组的使用效率。

因此，亟需设计一种带均衡电路的锂离子充电器来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的单节锂电池，单节锂电池的端电压有限，锂离子电池更多的会以串联方式来使用，锂离子电池串联充电时，充电电荷的不均衡性将会直接降低整个串联锂电池组的使用效率缺点，而提出的一种带均衡电路的锂离子充电器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种带均衡电路的锂离子充电器，包括机壳，所述机壳的一侧设置有两个充电接口，所述机壳的另一侧开有两个安装孔，所述安装孔的一侧安装有防护架，所述防护架的内部安装有防护网，所述机壳的另一侧设置有呈等距离分布的透气栅，所述机壳的另一侧安装有进电开关和电源接口，所述机壳的内部安装有电路板，所述电路板的顶部焊接有主控制器和温度传感器，所述电路板的顶部设置有检测模块板，且检测模块板包括有定时器一、定时器二、电压检测模块、输入电流检测模块和充电电流检测模块，所述电路板的顶部设置有均衡电路，所述电路板的顶部安装有串联锂电池组，所述电源接口的输出端通过导电线与均衡电路形成电性连接，所述均衡电路的输出端通过导电线与电压检测模块、输入电流检测模块、充电电流检测模块、温度传感器和主控制器的输入端连接。

上述技术方案的关键构思在于：利用并联电阻的分流实现了对各单体电池电荷容量的均衡，能更好的利用锂电池的高储能性，有效地延长了电池组的使用寿命。

进一步的，所述机壳的底部安装有四个支撑腿，且四个支撑腿位于机壳的底部四角位置，所述支撑腿的底部设置有绝缘垫，所述机壳的两侧均设置有把手。

进一步的，所述串联锂电池组为max三节串联锂电池，所述串联锂电池组的均衡过程为电池荷电状态的均衡，且电池荷电状态的均衡与串联锂电池组的电压之间存在一一映射关系。

进一步的，所述安装孔的内部安装有散热扇，且散热扇位于防护架的一侧。

进一步的，所述串联锂电池组的电池单节额定电压为4.2v，且充电电源恒定电流为1.5a。

进一步的，所述机壳的一侧安装有显示屏和输出开关，所述主控制器的输出端通过导电线与显示屏、散热扇和充电接口。

本实用新型的有益效果为：

1.通过基于均衡电路的知识进行系统设计，利用并联电阻的分流实现了对各单体电池电荷容量的均衡，能更好的利用锂电池的高储能性，有效地延长了电池组的使用寿命。

2.采用并联电阻分流均衡方式来实现相应电池soc的均衡。通过算法使得控制器产生相应的pwm脉冲占空比，驱动与该电池并联的mosfet晶体管的导通与关断，进而实现锂离子电池容量趋于均衡。

3.通过采用带均衡电路的锂离子充电器，相比过去的镍氢电池，其拥有质量轻、能量密度高、开路电压高、使用周期长、无记忆效应和无污染等综合性优点。

4.通过设置的散热扇，在充电器内部温度较高时，通过温度传感器进行检查，通过主控制器启动散热扇进行对设备内部进行散热，提高充电器内电路板上的电子元件的工作环境，从而增加充电器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种带均衡电路的锂离子充电器的整体结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种带均衡电路的锂离子充电器的散热扇结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种带均衡电路的锂离子充电器的电路板结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种带均衡电路的锂离子充电器的系统框图；

图5为本实用新型提出的一种带均衡电路的锂离子充电器的均衡电路图；

图6为本实用新型提出的一种带均衡电路的锂离子充电器的控制流程图。

图中：1机壳、2显示屏、3输电开关、4充电接口、5支撑腿、6绝缘垫、7把手、8安装孔、9防护架、10散热扇、11防护网、12透气栅、13进电开关、14电源接口、15电路板、16主控制器、17检测模块板、18定时器一、19定时器二、20电压检测模块、21输入电流检测模块、22充电电流检测模块、23温度传感器、24均衡电路、25串联锂电池组。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请同时参见图1至图6，一种带均衡电路的锂离子充电器，包括机壳1，机壳1的一侧设置有两个充电接口4，充电接口4用于锂离子充电器对外充电的接口，机壳1的另一侧开有两个安装孔8，安装孔8的一侧安装有防护架9，防护架9能够防止使用者手指误碰到散热扇10，防护架9的内部安装有防护网11，机壳1的另一侧设置有呈等距离分布的透气栅12，用于对机壳1内部散热，机壳1的另一侧安装有进电开关13和电源接口14，机壳1的内部安装有电路板15，电路板15的顶部焊接有主控制器16和温度传感器23，主控制器型号为p1c16f887，温度传感器23的型号为pt100，且温度传感器23用于检测机壳1内部的温度，电路板15的顶部设置有检测模块板17，且检测模块板17包括有定时器一18、定时器二19、电压检测模块20、输入电流检测模块21和充电电流检测模块22，电路板15的顶部设置有均衡电路24，基于均衡电路24的知识进行系统设计，利用并联电阻的分流实现了对各单体电池电荷容量的均衡，能更好的利用锂电池的高储能性，有效地延长了串联锂电池组25的使用寿命，电路板15的顶部安装有串联锂电池组25，电源接口14的输出端通过导电线与均衡电路24形成电性连接，均衡电路24的输出端通过导电线与电压检测模块20、输入电流检测模块21、充电电流检测模块22、温度传感器23和主控制器16的输入端连接。

从上述描述可知，本实用新型具有以下有益效果：通过基于均衡电路24的知识进行系统设计，利用并联电阻的分流实现了对各单体电池电荷容量的均衡，能更好的利用锂电池的高储能性，有效地延长了串联锂电池组25的使用寿命。

进一步的，机壳1的底部安装有四个支撑腿5，支撑腿5用于机壳1与地面分开，且四个支撑腿5位于机壳1的底部四角位置，支撑腿5的底部设置有绝缘垫6，机壳1的两侧均设置有把手7，把手7便于人们搬运。

进一步的，串联锂电池组25为max1757三节串联锂电池，串联锂电池组25的均衡过程为电池荷电状态的均衡，且电池荷电状态的均衡与串联锂电池组25的电压之间存在一一映射关系。

进一步的，安装孔8的内部安装有散热扇10，散热扇18进行对设备内部进行散热，提高充电器内电路板15上的电子元件的工作环境，且散热扇10位于防护架9的一侧。

进一步的，串联锂电池组25的电池单节额定电压为4.2v，且充电电源恒定电流为1.5a，各个阶段可实现自动转换，恒压充电电压的精度为士0．8％。

进一步的，机壳1的一侧安装有显示屏2和输出开关3，显示屏2能够显示出输出输入的电压和电流，主控制器16的输出端通过导电线与显示屏2、散热扇10和充电接口4。

采用上述设置的散热扇10，在充电器内部温度较高时，通过温度传感器23进行检查，通过主控制器16启动散热扇18进行对设备内部进行散热，提高充电器内电路板15上的电子元件的工作环境，从而增加充电器的使用寿命。

以下再列举出几个优选实施例或应用实施例，以帮助本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术内容以及本实用新型相对于现有技术所做出的技术贡献：

实施例1

一种带均衡电路的锂离子充电器，包括机壳1，机壳1的一侧设置有两个充电接口4，充电接口4用于锂离子充电器对外充电的接口，机壳1的另一侧开有两个安装孔8，安装孔8的一侧安装有防护架9，防护架9能够防止使用者手指误碰到散热扇10，防护架9的内部安装有防护网11，机壳1的另一侧设置有呈等距离分布的透气栅12，用于对机壳1内部散热，机壳1的另一侧安装有进电开关13和电源接口14，机壳1的内部安装有电路板15，电路板15的顶部焊接有主控制器16和温度传感器23，主控制器型号为p1c16f887，温度传感器23的型号为pt100，且温度传感器23用于检测机壳1内部的温度，电路板15的顶部设置有检测模块板17，且检测模块板17包括有定时器一18、定时器二19、电压检测模块20、输入电流检测模块21和充电电流检测模块22，电路板15的顶部设置有均衡电路24，基于均衡电路24的知识进行系统设计，利用并联电阻的分流实现了对各单体电池电荷容量的均衡，能更好的利用锂电池的高储能性，有效地延长了串联锂电池组25的使用寿命，电路板15的顶部安装有串联锂电池组25，电源接口14的输出端通过导电线与均衡电路24形成电性连接，均衡电路24的输出端通过导电线与电压检测模块20、输入电流检测模块21、充电电流检测模块22、温度传感器23和主控制器16的输入端连接。

其中，机壳1的底部安装有四个支撑腿5，支撑腿5用于机壳1与地面分开，且四个支撑腿5位于机壳1的底部四角位置，支撑腿5的底部设置有绝缘垫6，机壳1的两侧均设置有把手7，把手7便于人们搬运；串联锂电池组25为max1757三节串联锂电池，串联锂电池组25的均衡过程为电池荷电状态的均衡，且电池荷电状态的均衡与串联锂电池组25的电压之间存在一一映射关系；安装孔8的内部安装有散热扇10，散热扇18进行对设备内部进行散热，提高充电器内电路板15上的电子元件的工作环境，且散热扇10位于防护架9的一侧；串联锂电池组25的电池单节额定电压为4.2v，且充电电源恒定电流为1.5a，各个阶段可实现自动转换，恒压充电电压的精度为士0．8％；机壳1的一侧安装有显示屏2和输出开关3，显示屏2能够显示出输出输入的电压和电流，主控制器16的输出端通过导电线与显示屏2、散热扇10和充电接口4。

具体的，本实用新型的工作原理如下：使用时，该充电器由主控制器16、定时器一18、电压检测模块20、温度传感器23、输入电流检测模块21、充电电流检测模块22、串联锂电池组25、均衡电路24单元组成。内部的输入电流调节电路用于限制电源的总的输入电流，包括系统负载电流iload和充电电流ichg,当检测到输入电流大于设定的限流门限时，通过降低充电电流ichg可达到限制输入电流的目的。在充电过程中，电压检测电路与电流检测电路分别对锂离子电池电压和充电电流进行连续监控，正常充电时，充电先是预充电，当电压上升到门限电压以后，进入以恒流方式进行快速充电，当平均单体锂电池电压接近4．2v时进入以恒压方式进行充电的满充阶段，最后是结束充电阶段，给每个单体电池提供并联电阻支路，当某个单体电池出现过充时，并联支路的开关闭合，通过与之并联的电阻以能量消耗的形式以达到电池组均衡，以picl6f887为主控芯片，通过编程实现对三个电池电压的实时监测，mosfet晶体管的开关与导通采用pwm驱动信号控制。在充电过程中，若锂电池bi的电压高于电池组的平均电压，并且差值超过均衡偏移量时，其对应的mosfet晶体管导通，通过并联的电阻将能量耗散掉，达到均衡的目的，该电路简单易于实现。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。