一种串联电池组放电、过压保护系统的制作方法

本发明涉及电池组，尤其涉及一种串联电池组放电、过压保护系统。

背景技术：

1、电池组在进行充放电的时候，需要对每个电池进行电压监测，当监测到电池到达设定值是，停止充放电，而现在的系统在充放电的过程中很容易产生误差导致电路短路，并且核心处理器在使用的过程中其chg端口的电压很容易超过设定压值，因此，为了解决此类问题，我们提出了一种串联电池组放电、过压保护系统。

技术实现思路

1、本发明提出的一种串联电池组放电、过压保护系统，解决了该系统在充放电的过程中很容易产生误差导致电路短路和核心处理器在使用的过程中其chg端口的电压容易超过设定压值的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种串联电池组放电、过压保护系统，包括核心处理模块，所述核心处理模块与寄存模块相连接，所述寄存模块分为过压寄存模块和欠压寄存模块，所述核心处理模块的内部设置有接地晶体管，所述核心处理模块与模数转换模块相连接，所述核心处理模块用于接收采样比较模块采集的数据，所述采样比较模块用于对电压进行监控，所述计数模块用于控制电压阈值。

4、一种串联电池组放电、过压保护系统，包括如下步骤：

5、s1：所述采样比较模块应用于放电过流和放电短路，且所述采样模块工作频率为32khz，在设备处于normal模式时，持续对srp-srn间的电压进行监控；

6、s2：在检测到超过编程的ocdscd电压阈值时，计数模块开始以设置好的时钟进行计数；

7、s3：如果计数模块到达它目标值，寄存模块将会更新以指示故障状态。

8、作为本发明的进一步优选方案，电池在使用时，存在过压和欠压，而该系统中过压保护系统和欠压保护系统是数字化处理的，通过对电池端的电压量化结果和存储在过压寄存模块和欠压寄存模块中的8位编程的阈值电压进行比较，从而得到过压或欠压的信息。

9、作为本发明的进一步优选方案，所述模数转换模块为14位制，通过模数转换模块对电池两端的电压进行量化。

10、作为本发明的进一步优选方案，所述过压寄存模块的配置如下：10-xxxx-xxxx-1000，高两位为10，低四位为1000，中间八位可编程，因此可编程的高压保护范围为3.15-4.7v。

11、作为本发明的进一步优选方案，所述欠压寄存模块的配置如下：01-xxxx-xxxx-0000，高两位为01，低四位为0000，中间八位可编程，因此可编程的欠压保护范围为1.58-3.1v。

12、作为本发明的进一步优选方案，所述模数转换模块对电池电压转换有增益误差和失调误差，所以需要对设置的过压和欠压的保护阈值进行校准，具体校准流程如下：

13、s1：确定需要设定的过压和欠压阈值分别为vov和vuv；

14、s2：读取bat_gain_error；

15、s3：计算过压和欠压阈值对应的数字码分别为vov_reg和vuv_reg，具体计算如下：

16、vov_reg＝(vov)÷bat7_18_gain_error；

17、vuv_reg＝(vuv)÷bat7_18_gain_error；

18、s4：将vov_reg和vuv_reg的高两位和低四位去掉，保留中间八位，则需要写入过压ov寄存器的值为10-vov_reg[11:4]-1000，需要写入欠压uv寄存器的值为01-vuv_reg[11:4]-0000。

19、作为本发明的进一步优选方案，所述核心处理模块的内部通过接地晶体管进行驱动，驱动端口分别为chg和dsg，chg和dsg均可以用于控制n型mosfet，并且提供快速输出12v电压，dsg可以快速关断至vss，而chg通过外部较高电阻(例1mω)下拉至vss，所述核心处理模块内部具有钳位电路，可以保证chg端口电压不超过20v。

20、作为本发明的进一步优选方案，通过将所述寄存模块sys_ctrl2的chg_on和dsg_on置为“1”，使chg和dsg输出端口使能，核心处理模块内部保护机制、模式切换以及alert端口复用均可以覆盖chg和dsg的控制状态。

21、作为本发明的进一步优选方案，所述核心处理模块电路图注释包括以下：

22、q3为p型fet，用于钳位chg，chg端口电压不会低于vss；

23、当q2关断时，pack-被下拉比vss低的电压，由于q3的原因，pack-的电压不会传输至chg端口；

24、r1为限流电阻，chg的钳位电压为18v，r1的电流为(v(pack-)-chg)/r1；

25、为了使q1缓慢导通，加入d2二极管；

26、当chg关断时，r2将q1下拉至pack-。

27、本发明的有益效果为：本发明通过在核心处理模块的内部设置钳位chg，chg端口电压不会低于vss，从而能够有效的防止chg端口电压超过设定值，并且该系统设置有过压和欠压的保护阈值校准，能够有效的减少误差导致的短路。

技术特征：

1.一种串联电池组放电、过压保护系统，包括核心处理模块和计数模块，其特征在于，所述核心处理模块与寄存模块相连接，所述寄存模块分为过压寄存模块和欠压寄存模块，所述核心处理模块的内部设置有接地晶体管，所述核心处理模块与模数转换模块相连接，所述核心处理模块用于接收采样比较模块采集的数据，所述采样比较模块用于对电压进行监控，所述计数模块用于控制电压阈值。

2.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，电池在使用时，存在过压和欠压，而该系统中过压保护系统和欠压保护系统是数字化处理的，通过对电池端的电压量化结果和存储在过压寄存模块和欠压寄存模块中的8位编程的阈值电压进行比较，从而得到过压或欠压的信息。

4.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，所述模数转换模块为14位制，通过模数转换模块对电池两端的电压进行量化。

5.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，所述过压寄存模块的配置如下：10-xxxx-xxxx-1000，高两位为10，低四位为1000，中间八位可编程，可编程的高压保护范围为3.15-4.7v。

6.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，所述欠压寄存模块的配置如下：01-xxxx-xxxx-0000，高两位为01，低四位为0000，中间八位可编程，可编程的欠压保护范围为1.58-3.1v。

7.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，所述模数转换模块对电池电压转换有增益误差和失调误差，需要对设置的过压和欠压的保护阈值进行校准，具体校准流程如下：

8.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，所述核心处理模块的内部通过接地晶体管进行驱动，驱动端口分别为chg和dsg，chg和dsg均可以用于控制n型mosfet，并且提供快速输出12v电压，dsg可以快速关断至vss，而chg通过外部较高电阻下拉至vss，所述核心处理模块内部具有钳位电路，可以保证chg端口电压不超过20v。

9.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统，其特征在于，通过将所述寄存模块sys_ctrl2的chg_on和dsg_on置为“1”，使chg和dsg输出端口使能，核心处理模块内部保护机制、模式切换以及alert端口复用均可以覆盖chg和dsg的控制状态。

10.根据权利要求1所述的一种串联电池组放电、过压保护系统电路图，其特征在于，所述核心处理模块电路中：

技术总结
本发明公开了一种串联电池组放电、过压保护系统，涉及电池组技术领域，针对现有的系统在充放电的过程中很容易产生误差导致电路短路和核心处理器在使用的过程中其CHG端口的电压容易超过设定压值的问题，现提出如下方案，其包括核心处理模块和计数模块，所述核心处理模块与寄存模块相连接，所述寄存模块分为过压寄存模块和欠压寄存模块，所述核心处理模块的内部设置有接地晶体管，所述核心处理模块与模数转换模块相连接，所述核心处理模块用于接收采样比较模块采集的数据。本发明串联电池组放电、过压保护系统能够有效的防止CHG端口电压超过设定值，并且该系统设置有过压和欠压的保护阈值校准，能够有效的减少误差导致的短路。

技术研发人员：林宇,吴毅起
受保护的技术使用者：广州市力驰微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13