CN100539349C - 锂电池供电控制保护电路及控制保护方法 - Google Patents
锂电池供电控制保护电路及控制保护方法 Download PDFInfo
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Abstract
锂电池供电控制保护电路及控制保护方法是一种通过对电池电压的检测，控制电池的供电，防止过放电，并且可以通过软件彻底关断电池的电路和方法。该电路由电压比较模块(1)、软件关断检测模块(2)、硬件关断检测模块(3)、硬件开通检测模块(4)组成；其中，电压比较模块使用型号为HT7027的电压检测芯片(U1)，电压检测芯片的1端与硬件关断检测模块(3)中的关断按键(S2)的一端相接，开通按钮(S1)与硬件开通检测模块中的开关晶体管(Q1)的发射极相接，开关晶体管(Q1)的发射极为电池输入端，集电极为电池输出端；软件关断检测模块中的关断晶体管(Q3)的输入端接单片机的控制脚，输出端接电压检测芯片的输出脚。
Description
技术领域
本发明是一种基于电压检测芯片的搭建电路，通过对电池电压的检测，控制电池的供电，防止过放电，并且可以通过软件彻底关断电池。属于电力自动化装置制造的技术领域。
背景技术
在电力负荷控制系统中，由于需要在断电的情况下继续工作，故安装了电池作为后备电源，但锂电池如果不加控制，导致过放电会使电池失效，因此设计了该电路。且现有的电池放电管理芯片不仅价格高昂，且功能单一，无法满足功能扩充。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种锂电池供电控制保护电路及控制保护方法，利用电压检测芯片检测电池电压，控制电池放电时间，适时关断电压。在装置工作电源断电，备用电池工作时，适时完成了断电处理程序以后，通过软件直接关断电池供电。在没有电源供电时，可以通过按键重新使用电池供电。
技术方案：为了实现以上目的，本发明的锂电池供电控制及保护电路由电压比较模块、软件关断检测模块、硬件关断检测模块、硬件开通检测模块组成，软件关断检测模块、硬件关断检测模块、硬件开通检测模块的输出端分别与电压比较模块相接；其中，电压比较模块使用型号为HT7027的电压检测芯片，电压检测芯片的1端与硬件关断检测模块中的关断按键的一端相接，电压检测芯片的2端接锂电池，电压检测芯片的3端接地，关断按键的另一端相接关断晶体管的集电极；硬件开通检测模块中的开通按钮的一端与开关晶体管的发射极相接，开关晶体管的发射极为电池输入端，集电极为电池输出端，开通按钮的一端接硬件开通检测模块的输出端即第一二极管的负极，开关晶体管的基极通过第三电阻接第二晶体管的集电极；软件关断检测模块中的关断晶体管的输入端即基极接单片机的控制脚，输出端即发射极接电压检测芯片的输出脚，关断晶体管的集电极与第二晶体管的发射极连接。
本发明的的锂电池供电控制及保护电路的控制保护方法通过利用电压检测芯片检测电池电压，控制电池关断电压，具体方法为：
电压检测芯片即HT7027的2脚判断当前电压是否高于关断电压，如果高于，则输出脚的1脚为高，提供电池供电；如果低于关断电压，则输出脚的1脚为低，停止电池供电；
当软件关断使能端即晶体管的基极输入电压为高时，提供电池供电；为低时，停止电池供电；
当硬件关断按键按下时，停止电池供电；平时，提供电池供电，
当硬件重新供电使开通按钮按下时，如果电池电压高于关断电压，则提供电池供电。
有益效果：整个电路具有如下特点：
g)适用范围广。可以适应各种电压的电池，通过电阻分压提供不同的关断基准电压。
h)扩充功能多。可以软件关断，按键关断，按键重新供电。
i)电路成本低。相对于专用电池控制芯片，由于采用多片器件搭建电路对芯片设计、制造水平要求低，价格可以大大降低。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
图2是本发明的电路原理图。
图3是本发明的控制流程图。
具体实施方式
本发明采用搭建电路的模式，用一片高精度电压比较芯片HT7050，一片大功率三极管FZT788B，和少量器件组成。
该电路由电压比较模块1、软件关断检测模块2、硬件关断检测模块3、硬件开通检测模块4组成；其中，电压比较模块1使用型号为HT7027的电压检测芯片U1，电压检测芯片U1的1端与硬件关断检测模块3中的关断按键S2的一端相接，开通按钮S1与硬件开通检测模块4中的开关晶体管Q1的发射极相接，开关晶体管Q1的发射极为电池输入端，集电极为电池输出端；软件关断检测模块2中的关断晶体管Q3的输入端接单片机的控制脚，输出端接电压检测芯片U1的输出脚。
图2是本发明的电路原理图。
第二电阻R2，第三电阻R3，第五电阻R5是限流电阻。
由于第一二极管D1的存在，使得在任何情况下，只能是电池向外供电，而不能外部电压倒灌至电池。
电压检测芯片U1的型号为HT7027是2.7V电压检测芯片。用1％精度的第一电阻R1和第四电阻R4分压，以检测6.3V电压。(通过改变分压电阻可以检测不同电压的电池。)
本发明通过利用电压检测芯片检测电池电压，控制电池关断电压，具体方法为：
电压检测芯片U1的2脚判断当前电压是否高于关断电压，如果高于，则输出脚的1脚为高，提供电池供电；如果低于关断电压，则输出脚的1脚为低，停止电池供电；
当软件关断使能端即晶体管Q3的基极为高时，提供电池供电；为低时，停止电池供电；
当硬件关断按键S2按下时，停止电池供电；平时，提供电池供电，
当硬件重新供电使开通按钮S1按下时，如果电池电压高于关断电压，则提供电池供电。
实例：
当仅由电池供电时，如果电池电压高于6.3V，电压检测芯片HT7027的输出1脚(OUT)为高，使第一晶体管Q1，第二晶体管Q2导通，电池电压输出至VCC22V，向主电路供电。
当电池电压低于6.3V时，电压检测芯片HT7027的输出1脚(OUT)为低，小于0.7V，由于钳位第二二极管D2的作用，使第一晶体管Q1，第二晶体管Q2截止，电池不再供电。软件关断控制脚接在单片机的管脚上，平时为高，第三晶体管Q3三极管截止，电路正常工作。
第六电阻R6，第七电阻R7是分压电阻，可以使软件关断控制脚(SHUTDOWN)适应各种单片机的输出控制电压。
当软件关断控制脚(SHUTDOWN)置为低时，第三晶体管Q3三极管导通，导致第一晶体管Q1，第二晶体管截止，电池不再供电，就实现了软件关断。
当按下按钮开关S2时，第一晶体管Q1，第二晶体管截止，电池不再供电，实现了手动关断。
在已经断电的情况下，按下按钮开关S1，如果电池电压高于6.3V，电池将会重新供电。
以下为本发明所用的各器件的型号：
| 器件标号 | 功能名称 | 器件型号 |
| D1 | 表贴二极管 | MBRS240LT3 |
| S1，S2 | 按键 | B3F-4000 12*5 |
| Q1 | 表贴三极管 | FZT788B |
| Q2 | 表贴三极管 | FMMT3904 |
| Q3 | 表贴三极管 | FMMT3906 |
| U1 | 表贴电压检测芯片 | HT7027 |
| R1 | 表贴电阻 | CR0603-1/8W-6.8K 1％ |
| R2 | 表贴电阻 | CR0603-1/8W-20K |
| R3 | 表贴电阻 | CR0603-1/8W-1.5K |
| R4 | 表贴电阻 | CR0603-1/8W-5.1K 1％ |
| R5，R7 | 表贴电阻 | CR0603-1/8W-10K |
| R6 | 表贴电阻 | CR0603-1/8W-1k |
Claims (2)
1.一种锂电池供电控制保护电路，其特征在于该电路由电压比较模块(1)、软件关断检测模块(2)、硬件关断检测模块(3)、硬件开通检测模块(4)组成，软件关断检测模块(2)、硬件关断检测模块(3)、硬件开通检测模块(4)的输出端分别与电压比较模块(1)相接；其中，电压比较模块(1)使用型号为HT7027的电压检测芯片(U1)，电压检测芯片(U1)的1端与硬件关断检测模块(3)中的关断按键(S2)的一端相接，电压检测芯片(U1)的2端接锂电池，电压检测芯片(U1)的3端接地，关断按键(S2)的另一端相接关断晶体管(Q3)的集电极；硬件开通检测模块(4)中的开通按钮(S1)的一端与开关晶体管(Q1)的发射极相接，开关晶体管(Q1)的发射极为电池输入端，集电极为电池输出端，开通按钮(S1)的一端接硬件开通检测模块(4)的输出端即第一二极管(D1)的负极，开关晶体管(Q1)的基极通过第三电阻(R3)接第二晶体管(Q2)的集电极；软件关断检测模块(2)中的关断晶体管(Q3)的输入端即基极接单片机的控制脚，输出端即发射极接电压检测芯片(U1)的输出脚，关断晶体管(Q3)的集电极与第二晶体管(Q2)的发射极连接。
2.一种如权利要求1所述的锂电池供电控制及保护电路的控制保护方法，其特征在于：通过利用电压检测芯片检测电池电压，控制电池关断电压，具体方法为：
电压检测芯片(U1)即HT7027的2脚判断当前电压是否高于关断电压，如果高于，则输出脚的1脚为高，提供电池供电；如果低于关断电压，则输出脚的1脚为低，停止电池供电；
当软件关断使能端即晶体管(Q3)的基极输入电压为高时，提供电池供电；为低时，停止电池供电；
当硬件关断按键(S2)按下时，停止电池供电；平时，提供电池供电，
当硬件重新供电使开通按钮(S1)按下时，如果电池电压高于关断电压，则提供电池供电。
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| CNB2007101325848A CN100539349C (zh) | 2007-09-21 | 2007-09-21 | 锂电池供电控制保护电路及控制保护方法 |
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