一种锂电池管理电路和电源的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池管理电路和电源。


背景技术：

2.锂电池在对负载进行供电或充电的过程中，需要对其电流进行监测，当负载使用ac 220v/50hz(交流)供电的时候，电池组就要经过逆变器输出恒功率的ac，由于功率恒定，电压v和电流i必然是改变的，现有的电池管理电路一般采用afe芯片进行电流采样，由于afe专用采集接口采样周期比较长，对变化大且快的电流采样不准确。若采用mcu来采集电流，mcu采集周期快但是不能采集小信号。
3.导致现有的电池管理电路在电流逆变应用中无法有效的采集到快速变化的小电流信号，无法对锂电池进行快速监测。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种锂电池管理电路和电源，旨在对锂电池的小电流实现快速有效的采集。
5.本实用新型提供一种锂电池管理电路，包括：
6.整流逆变电路，分别连接所述锂电池、交流负载和电源，用于对交流负载供电，以及接通电源对所述锂电池进行充电；
7.电流采样电路，用于采集所述锂电池的电流；
8.轨对轨运算放大电路，连接所述电流采样电路，用于对所述电流采样电路的采样信号进行放大；
9.开关电路，连接所述整流逆变电路；
10.控制电路，分别连接所述开关电路和轨对轨运算放大电路，用于根据所述采样信号控制所述开关电路的通断，以控制所述锂电池的充放电情况。
11.在其中一个实施例中，还包括模拟前端电路，所述模拟前端电路分别连接所述锂电池、控制电路和开关电路，所述控制电路通过所述模拟前端电路连接所述开关电路，所述模拟前端电路接收所述控制电路的指令控制所述开关电路的导通或关断，以控制所述锂电池的充放电情况，以及采集所述锂电池的电压。
12.在其中一个实施例中，所述开关电路包括开关管，所述开关管包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的控制端连接所述模拟前端电路，所述第一开关管的输出端连接所述电流采样电路，所述第二开关管的控制端连接所述模拟前端电路，所述第二开关管的输出端连接所述整流逆变电路和直流负载。
13.在其中一个实施例中，所述第一开关管和第二开关管为nmos管，对应的，第一nmos管的栅极连接所述模拟前端电路，源极连接所述电流采样电路，漏极连接第二nmos管的漏极，第二nmos管的源极分别连接直流负载和所述整流逆变电路的一端，第二nmos管的栅极连接所述模拟前端电路，所述直流负载和整流逆变电路的另一端连接所述锂电池。
14.在其中一个实施例中，所述控制电路包括mcu芯片。
15.在其中一个实施例中，所述采样电路包括采样电阻，所述轨对轨运算放大电路包括轨对轨运算放大器，所述采样电阻的一端连接所述锂电池，另一端连接所述开关电路，所述轨对轨运算放大器的两个输入端分别接在所述采样电阻的两端，输出端连接所述控制电路。
16.在其中一个实施例中，所述锂电池包括多节锂电池串联组成，所述模拟前端电路包括多根采集线，用于采集每节锂电池的电压。
17.在其中一个实施例中，所述轨对轨运算放大电路包括型号为cos8552sr的输入电压和输出电压满电源摆幅的轨对轨运算放大器。
18.本实用新型还提供一种电源，包括：
19.锂电池；
20.电源端口，用于连接电源，给所述锂电池充电；
21.交流负载连接端口，用于连接交流负载，由所述锂电池进行供电；以及，上述任意一项所述的锂电池管理电路。
22.在其中一个实施例中，还包括直流负载连接端口，用于连接直流负载，由所述锂电池进行供电。
23.本实用新型一种锂电池管理电路和电源，包括整流逆变电路、电流采样电路、轨对轨运算放大电路、开关电路和控制电路，所述整流逆变电路分别连接所述锂电池、交流负载和电源，用于对交流负载供电，以及接通电源对所述锂电池进行充电，所述轨对轨运算放大电路用于采集所述锂电池的电流，所述控制电路连接所述轨对轨运算放大电路，用于根据所述采样信号控制所述开关电路的通断，以控制所述锂电池的充放电情况；通过轨对轨采样电路将快速变化的微小直流或交流信号放大到控制电路可识别的信号，进而实现对锂电池充放电的准确管理。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。
25.图1为本实用新型其中一个实施例中，锂电池管理电路的电路图。
具体实施方式
26.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。
27.本实用新型中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。
28.本实用新型术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗
示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.参见图1，本实用新型一种锂电池管理电路，在其中一个实施例中，包括：
31.整流逆变电路01，分别连接所述锂电池10、交流负载20和电源30，用于对交流负载20供电，以及接通电源30对所述锂电池10进行充电；
32.电流采样电路02，用于采集所述锂电池10的电流；
33.轨对轨运算放大电路03，连接所述电流采样电路02，用于对所述电流采样电路02的采样信号进行放大；
34.开关电路04，一端连接所述电流采样电路02，另一端连接所述整流逆变电路01；
35.控制电路05，连接所述轨对轨运算放大电路03，用于根据所述采样信号控制所述开关电路04的通断，以控制所述锂电池10的充放电情况。
36.具体的，轨对轨运算放大电路03包括轨对轨运算放大器。普通的运算放大器通常要求输入端电位要求高于运算放大器的负电源某一个值，而低于运算放大器的正电源某一个值，轨对轨运算放大器不受这样的限制，轨对轨运算放大器输入电压和输出电压几乎接近电源满摆幅，可以对微小电流进行放大。当锂电池对交流负载供电时，电流不断发生变化，通过轨对轨运算放大器也可以及时采集到电流的变化并进行放大，发送给控制电路05对放电情况进行监控。
37.在其中一个实施例中，锂电池管理电路还包括模拟前端电路06(analog front end，简称afe)，所述模拟前端电路06分别连接所述锂电池10、控制电路05和开关电路04，用于接收所述控制电路05的指令控制所述开电路04的导通或关断，以控制所述锂电池10的充放电情况，以及采集所述锂电池10的电压。
38.具体工作中，控制电路05根据所述电流采样电路02和所述模拟前端电路06采集的电压发送指令给所述模拟前端电路06，进而控制所述开关电路04的断开和闭合，以控制所述锂电池的充放电情况。
39.在其中一个实施例中，锂电池包括多节锂电池串联组成，所述模拟前端电路06包括多根采集线，用于采集每节锂电池的电压。
40.具体的，所述控制电路05包括mcu芯片。
41.当轨对轨运算放大器采集到锂电池的电流信号之后发送给mcu芯片进行信号处理，mcu芯片具备高频时钟，可以快速实现采样信号的模数转换和控制逻辑，输出相应的指令，控制模拟前端电路06对开关电路04做出反应，控制开关电路04的通断,实现锂电池电流的快速监控和控制。
42.在其中一个实施例中，所述开关电路04包括开关管，所述开关管包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的控制端连接所述模拟前端电路06，所述第一开关管的输出端连接所述电流采样电路02，所述第二开关管的控制端连接所述模拟前端电路06，所述第二开关管的输出端连接所述整流逆变电路01和直流负载40。
43.具体的，所述第一开关管和第二开关管为nmos管，对应的，第一nmos管的栅极连接所述模拟前端电路06，源极连接所述电流采样电路02，漏极连接第二nmos管的漏极，第二nmos管的源极分别连接直流负载40和所述整流逆变电路01的一端，第二nmos管的栅极连接所述模拟前端电路06，所述直流负载40和整流逆变电路01的另一端连接所述锂电池10。
44.在其中一个实施例中，所述采样电路02包括采样电阻，所述轨对轨运算放大电路03包括轨对轨运算放大器，所述采样电阻的一端连接所述锂电池10，另一端连接所述开关电路04，所述轨对轨运算放大器的两个输入端分别接在所述采样电阻的两端，输出端连接所述控制电路05。
45.实际应用中，若该采样电阻非常小，即使产生的电压很小，也可以被轨对轨运算放大器采集到并进行放大，以供控制电路05做出有效识别。
46.具体的，所述轨对轨运算放大电路包括型号为cos8552sr的输入电压和输出电压满电源摆幅的轨对轨运算放大器。实际应用中也可以根据需求采用其他型号的轨对轨运算放大器。
47.在具体实现中，可以将采样电阻和轨对轨运算放大器集成设置，形成一个具备电流采样和信号放大的采样电路，结构更紧凑。
48.本实用新型实施例的锂电池管理电路，在采样电阻的两端接入轨对轨运算放大器，将采样电流对应的电压信号进行放大，轨对轨运算放大器可以对微小电流进行放大，将放大之后的电压信号发送给mcu芯片处理得到控制指令，将该控制指令发送给模拟前端电路afe，由afe对开关管进行控制，充分利用现有电路的现有功能，加入轨对轨运算放大器，并由muc接收采样信号快速给出控制逻辑，可以实现快速采集锂电池微小电流的作用，及时对锂电池的电流进行监控，优化了锂电池管理电路的性能。
49.综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，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的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。