一种锂电池预放电和放电组合控制电路的制作方法

本技术涉及锂电池，尤其涉及一种锂电池预放电和放电组合控制电路。

背景技术：

1、锂电池是一种常用的电池类型，广泛应用于各个领域，包括电动汽车、移动设备和储能系统等。然而，锂电池的性能和寿命受到一些限制，如过充、过放、过流等问题，从而对电池的安全性和使用寿命造成了影响。为了应对这些问题，预放电和放电控制技术被广泛采用。预放电是在电池充电或放电之前，通过将电池电压降低至设定的安全范围，以避免可能的过充或过放。放电控制是指在特定条件下，根据电池的状态和使用需求，控制电池的放电速率和时间，以保护电池并优化其性能。在现有技术中，通常需要多个控制端口和复杂的电路组合来实现对锂电池的预放电和放电控制功能，这不仅增加了硬件成本和设计复杂度，还使得系统的集成和控制变得困难。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺陷，本技术提供了一种锂电池预放电和放电组合控制电路，该设计电路中的模拟前端处理模块仅通过一个控制端口就实现了对锂电池组的预放电和放电功能的组合控制，既实现了预放电功能，又实现了控制放电主回路的开启与关闭，对电池组单元起到了很好的保护作用，本技术不仅成本效益高、设计简单、控制方便，而且提高了使用电锂电池时的安全性和增加了锂电池电池组的使用寿命，大大减少了生产成本。

2、为实现上述目的，本技术提供了一种锂电池预放电和放电组合控制电路，主要包括：预放电驱动单元、放电主回路单元、预放电场效应管开关组单元、放电场效应管开关组单元、模拟前端处理模块、mcu控制单元和电池组单元。

3、其中，预放电驱动单元的一端与预放电场效应管开关组单元的一端连接，预放电场效应管开关组单元的另一端与放电场效应管开关组单元的一端连接,放电场效应管开关组单元的另一端与放电主回路单元的一端连接，模拟前端处理模块的一端与预放电驱动单元的另一端连接，所述模拟前端处理模块的一端还与放电主回路单元的另一端连接，模拟前端处理模块的另一端与电池组单元连接，所述模拟前端处理模块的另一端还与mcu控制单元连接。

4、在本技术中，预放电驱动单元是用于控制电池组单元进行预放电过程所采用的电路单元，它的主要功能是提供精准而稳定的电压和电流，使其能够驱动电池组单元在安全范围内进行预放电操作。

5、进一步地，所述预放电驱动单元包括：二极管d1、二极管d2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、三极管q1和三极管q2。

6、在本技术中，电阻r3的一端与模拟前端处理模块的输出引脚dsg端连接，电阻r3的另一端还与二极管d2的正极端连接，二极管d2的负极端与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端接地，二极管d2的负极端还与三极管q2的基极连接，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端与二极管d1的负极端连接，二极管d1的正极端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端接地，所述二极管d1的正极端还与12v电源vcc连接。

7、所述电阻r5的另一端还与三极管q1的发射极连接，三极管q1的基极与所述电阻r2的另一端连接，三极管q1的集电极与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与所述预放电场效应管开关组单元的一端连接。

8、在本技术中，所述预放电场效应管开关组单元包括：电阻r6、电阻r7、电阻r8、稳压二极管d3、和场效应管q3。

9、在本技术中，预放电场效应管开关组单元用于根据所接收的控制信号，从而通过控制场效应管开关组的导通和截止状态，来精准控制预放电电路中的电流流动。

10、可选地，在预放电过程中，还可以通过适时地改变控制信号，以达到对电池组单元的精确预放电控制的效果。

11、进一步地，所述电阻r1的另一端与和场效应管q3的栅极连接，所述电阻r1的另一端还与稳压二极管d3的负极端连接，所述电阻r1的另一端还与电阻r6的一端连接，场效应管q3的源极与电阻r6的另一端连接，所述电阻r6的另一端与稳压二极管d3的正极端连接，场效应管q3的漏极与电阻r7的一端连接，所述场效应管q3的漏极还与电阻r8的一端连接，电阻r7的另一端与电阻r8的另一端连接。

12、在本技术中，所述放电场效应管开关组单元包括：电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r30、双向稳压二极管d4、稳压二极管d5、电容c2、电容c3、场效应管q4、场效应管q5、场效应管q6、场效应管q7和场效应管q8。

13、在本技术中，双向稳压二极管d4的一端与电容c2的一端连接，电容c2的另一端与电容c3的一端连接，电容c3的另一端与双向稳压二极管d4的另一端连接；所述电容c2的一端与场效应管q4的源极连接，场效应管q4的漏极与所述电容c3的另一端连接，场效应管q4的栅极与电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端与场效应管q5的栅极连接，场效应管q5的源极与所述场效应管q4的源极连接，场效应管q5的漏极与所述场效应管q4的漏极连接；所述电阻r10的一端与电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端与场效应管q6的栅极连接，场效应管q6的源极与所述场效应管q5的源极连接，场效应管q6的漏极与所述场效应管q5的漏极连接。

14、其中，所述电阻r11的一端与电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端与场效应管q7的栅极连接，场效应管q7的源极与所述场效应管q6的源极连接，场效应管q7的漏极与所述场效应管q6的漏极连接。

15、所述电阻r12的一端与电阻r13的一端连接，电阻r13的另一端与场效应管q8的栅极连接，场效应管q8的源极与所述场效应管q7的源极连接，场效应管q8的漏极与所述场效应管q7的漏极连接。

16、所述电阻r13的一端还与稳压二极管d5的负极连接，所示稳压二极管d5的负极还与电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端与稳压二极管d5的正极连接，所述稳压二极管d5的正极还与所述场效应管q8的源极连接，所述电阻r13的一端还与电阻r30的一端连接；所述双向稳压二极管d4的一端与场效应管q3的源极连接，所述双向稳压二极管d4的另一端与所述电阻r8的另一端连接。

17、在本技术中，所述放电主回路单元包括：电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、二极管d6、场效应管q9、三极管q10、三极管q11、三极管q12、三极管q13、三极管q14和三极管q15。

18、在本技术中，放电主回路单元通过实时监测电池组状态来调节放电电流，其中，电池组状态包括电池组单元的电芯电压、电流、温度等参数，放电控制电路能够实现对电池组放电过程的精确控制。它可以保护电池组不受过度放电，延长电池寿命，同时还可以确保放电过程的安全性和稳定性。

19、其中，电阻r15的一端与所述模拟前端处理模块的输出引脚dsg端连接，所述电阻r15的一端还与电阻r16的一端连接，电阻r15的另一端与电阻r16的另一端连接，所述电阻r15的另一端还与电阻r17的一端连接，电阻r17的另一端与场效应管q9的漏极连接，场效应管q9的源极接地，场效应管q9的栅极与电阻r18的一端连接，电阻r18的另一端接地；所述电阻r15的另一端还与电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端与电阻r20的一端连接，电阻r20的另一端与三极管q11的集电极连接，三极管q11的基极与电阻r21的一端连接，电阻r21的另一端接地，三极管q11的发射极接地，所述电阻r19的一端还与三极管q10的发射极连接，所述电阻r19的另一端还与三极管q10的基极连接，三极管q10的集电极接地；

20、所述电阻r15的另一端还与电阻r22的一端连接，所述电阻r22的一端与三极管q12的发射极连接，三极管q12的基极与电阻r22的另一端连接，所述三极管q12的基极还与电阻r23的一端连接，电阻r23的另一端与三极管q13的集电极连接，三极管q13的基极与电阻r24的一端连接，电阻r24的另一端接地，三极管q13的发射极接地；三极管q12的集电极与电阻r25的一端连接，所述三极管q12的集电极还与三极管q14的基极连接，所述三极管q12的集电极还与二极管d6的正极连接，二极管d6的负极与三极管q15的发射极连接，三极管q15的基极与三极管q14的发射极连接，三极管q14的集电极与电阻r25的另一端连接，所述三极管q14的集电极还与电阻r26的一端连接，电阻r26的另一端与三极管q15的集电极连接，所述三极管q15的发射极与电阻r30的另一端连接。

21、在本技术中，所述模拟前端处理模块至少包括：电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、稳压二极管d7、二极管d8、二极管d9、二极管d10、二极管d11、电阻r27、电阻r28和电阻r29。

22、在本技术中，模拟前端处理模块仅通过一个控制端口输出的放电控制信号（dsg_b）就能实现预放电功能和控制放电主回路的开启与关闭，无需复杂的电路和多个控制端口，就能实现对锂电池单元组的同时控制。

23、其中，模拟前端处理模块的vcc引脚与电容c7的一端连接，电容c7的另一端与电容c6的一端连接，电容c6的另一端接地，所述电容c6的另一端还与电容c4的一端连接，电容c4的另一端与电容c5的一端连接，电容c5的另一端与所述电容c7的一端连接，所述电容c5的另一端还与稳压二极管d7的负极连接，稳压二极管d7的正极与所述电容c4的一端连接；所述模拟前端处理模块的vcc引脚还与电阻r27的一端连接，电阻r27的另一端与二极管d8的负极连接，二极管d8的正极与电容c8的一端连接，电容c8的另一端与电容c9的一端连接，电容c9的另一端接地；所述二极管d8的正极还与电阻r28的一端连接，电阻r28的另一端与电池组单元的正极连接。

24、在本技术中，模拟前端处理模块的bat0引脚与二极管d9的负极连接，二极管d9的正极与二极管d10的负极连接，所述二极管d9的正极还与二极管d11的正极连接，所述二极管d9的正极接地；所述模拟前端处理模块的bat0引脚还与电阻r29的一端连接，电阻r29的另一端与二极管d10的正极连接，所述电阻r29的另一端还与二极管d11的负极连接，所述二极管d11的负极与电池组单元的负极连接。

25、与现有技术相比，本技术有益效果在于：

26、本实用新型提出的一种锂电池预放电和放电组合控制电路，该设计电路主要体现在：模拟前端处理模块的输出引脚dsg端输出的放电控制信号既能实现预放电功能，还能实现控制放电主回路的开启与关闭，无需复杂的电路和多个控制端口，仅通过一个输出控制端口就能实现对锂电池单元组的同时控制。本实用新型不仅具有成本效益高、设计简单、控制方便等优点，还适用于各种串联/并联的锂电池单元组的应用场景，提高了锂电池单元组和其他外围电路的安全性和稳定性。