CN101123364A - 用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路 - Google Patents

Abstract

一种用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路，共设有由多个电池串联连接的电池组，电池组与电源供应器相连接，使电源供应器提供恒流充电源予电池组，各电池分别并联连接一单保护IC随时对单节电池进行监控，各单保护IC检测结果输出连接到一光电耦合器或晶体管，各光电耦合器或晶体管输出经过电位偏移/运算/合成之后，将此信号输入到指定的控制电路执行单元进行警示或切断电路；藉此，各单保护IC分别检测对应电池的电压值，当其中一电池的电压值发生过度充/放电异常时，即发出异常信号，使光电耦合器或晶体管将此异常信号合成为警示信号并输入控制电路执行单元中，充放电控制电路执行单元依据该信号断开多节串联电池的充/放电，同时发出警示。

Description

用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路

技术领域

本发明涉及了一种用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路，特别涉及一种不受串联电池的电池数量限制，分别检测各电池是否异常充/放电的保护电路。

背景技术

现有的串联式充电器1，请参阅图1所示，其包含一输出定电流的电源电路11，及与电源电路11串接的多组串联电池接点组12，供导接电池13。由于该充电器1采用串联的设计，所以充电时，各电池13都接收到来自电源电路11所输出的定电流，并同时以该定电流进行充电，不会因为电池13数量的增加使充电时间增加。但是，该充电器1无法检测各电池13过度充/放电的异常电压，导致某一电池13发生危险。

因此，有些相关技术人员会在充电器中加装检测器及运算放大器，以检测各电池的异常电压差，而将发生故障的电池断开并发出警示，以维护电池安全，然而，该现有充电器检测装置是以数字逻辑电路将检测器信号合成后，再输入运算放大器中作运算，以判断电池是否正常，但是，运算放大器仅能运算一定数量的电池的信号，如增加串联电池的数量，则运算放大器无法执行运算，造成串联电池的数量被限制(被固定)，非常不方便。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种全新用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路，不受串联电池电池数量限制，而分别检测各电池是否异常充/放电。

根据上述目的，本发明的电路设有由多个电池串联连接的电池组，电池组与一电源供应器相连接，使电源供应器提供恒流充电源予电池组，各电池分别并联连接一单保护IC随时对单节电池进行监控，各单保护IC检测结果输出连接到一光电耦合器或晶体管，各光电耦合器或晶体管输出经过电位偏移/运算/合成之后，将此信号输入到指定的控制电路执行单元进行警示或切断电路；使用时，各单保护IC可分别检测对应电池的电压值，令当其中一电池的电压值发生过度充/放电异常时，立即发出异常信号，使光电耦合器或晶体管将此异常信号合成为数字信号，输入控制电路执行单元中，充放电控制电路执行单元依据该信号断开多节串联电池的充/放电，同时发出警示，以显示该电池组中有某一颗电池已经过度充/放电。这样，不使用运算放大器运算，故不受串联电池的电池数量限制(可无限扩充)。

附图说明

图1现有充电电路电路示意图；

图2：本发明保护电路主要电路示意图；

图3a：本发明过度放电信号输出电路示意图；

图3b：本发明过度充电信号输出电路示意图；

图4：本发明保护电路等效电路示意图。

附图标号：

充电器1       电源电路11       电性接点组12

电池13        电路3            电池E1、E2、...En

单保护IC 31   光电耦合器32     另一光电耦合器33

提升电阻34

具体实施方式

本发明实施例为一种“用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路”，请参阅图2、图3a、图3b所示，本发明的电路3设有由多个电池E1、E2、...En串联连接的电池组，电池组与一电源供应器(图中未示)相连接，使电源供应器提供恒流(恒定电流)充电源予电池组，各电池E1、E2、...En分别并联连接一单保护IC31，各单保护IC31的二个检测输出端(Dout、Cout)分别与光电耦合器32、33并联连接，该光电耦合器32、33输出端(A、B、A’、B’经过运算合成后)连接于一充放电控制电路执行单元(图中未示)。

使用时，各单保护IC 31分别检测对应的电池E1、E2、...En的电压值，当其中一电池的电压值发生异常时，即发出异常信号，使该光电耦合器32或另一光电耦合器33将此异常信号合成为数字信号，输入充放电控制电路执行单元中，充放电控制电路执行单元依据该信号断开多节串联电池的充/放电，同时发出警示，以显示该电池组中有某一颗电池已经过度充/放电。

这样，不使用运算放大器运算，故不受串联电池电池数量限制(可无限扩充)，并具有电路简化、低成本、高性能及高可靠等优点。

在实施上，请参阅图2、图3a、图3b所示，所述的光电耦合器32的一个输出端(A1、A2、、、An)相连接为Dvout，透过提升电阻(Pull-Up Resistor)34与充放电控制电路执行单元的供电电压相连接；并与充放电控制电路执行单元的执行输入端相连接；该光电耦合器32的另一个输出端VG与充放电控制电路执行单元的执行器输入参考电位点相连接，形成一反或逻辑合成电路；而所述的另一光电耦合器33输出端(A’1、A’2、、、A’n)相连接为Cvout，通过提升电阻(Pul1一Up Resistor)34与充放电控制电路执行单元供电电压相连接；并与充放电控制电路执行单元的另一执行输入端相连接；所述的另一光电耦合器33输出端VG与充放电控制电路执行单元执行器输入参考电位点相连接，形成一或非门逻辑合成电路。

当其中一电池的放电电压发生过度放电异常时，会在Dout端输出一低电位0。针对图2，将导致光电耦合器32的内部二极管导通，进而导致光电耦合器32的内部晶体管导通。再参考图3a，Dvout端由高电位1转为低电位0，使充放电控制执行单元得到正确输入，因此Dvout端输出为多路输出的或非门运算输出。同理，当其中一电池的充电电压值发生过度充电异常时，Cout端将会输出低电位0，导致另一光电耦合器33内部二极管导通，进而导致另一光电耦合器33的内部晶体管导通(如图3b所示)。使Cvout端由高电位1转为低电位0使充放电控制执行单元得到正确输入，因此Cvout端输出为多路输出的或非门运算输出；充放电控制电路执行单元依据该信号断开多节串联电池的充/放电，同时发出警示，以显示该电池发生过度充/放电。

请参阅图4所示，图4为以晶体管取代光电耦合器实施例，因每一电池相应电路构成完全一样，故仅对第一个电池E1状态作说明。当该电池E1放电/充电异常时，会在Dout端/Cout端输出低电位0。此信号经过电阻R限流后，驱动晶体管Q1/Q2导通，进而驱动晶体管QD/QC导通，从而改变Dvout端/Cvout端电位状态(其中图4 Dvout端/Cvout端输出，是相关输出经过或非门运算后的结果)。

在上述实施例中，电池E1、E2、...En可为高容量电容器、锂电池、镍氢电池、铅酸电池、太阳能电池；本发明充放电电路的应用领域，包含笔记本计算机电池组，电池电动自行车电池组，电池电动摩托车电池组，电池电动工具电池组，电池电动船电池组，电池高尔夫球车电池组，电池太阳能灯具电池组，及有可能的纯电池及电池/传统发动机混合动力电动汽车电池组，普通汽车启动用电池池电池组，和其它多节电池串联电池组充电场合。

本发明的效果在于，不使用运算放大器运算，故不受串联电池的电池数量限制(可无线扩充)。

以上实施例仅用于说明本发明的实施过程，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路，其特征是，包括有：

一电池组，由多个电池串联连接所组成，电池组与一电源供应器相连接，使电源供应器提供恒定电流充电源予电池组；

多个单保护IC，分别与各电池并联连接，各单保护IC与光电耦合器并联连接，光电耦合器输出端连接于一充放电控制电路执行单元；

各单保护IC分别检测对应电池的电压值，当其中一电池电压值发生过度充/放电异常时，即发出异常信号，使该光电耦合器将此异常信号合成为数字信号，输入控制电路执行单元中，充放电控制电路执行单元依据此信号断开多节串联电池的充/放电，同时发出警示。

2.如权利要求1所述的用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路，其特征是，所述的光电耦合器组成或非门逻辑合成电路

3.一种用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路，其特征是，包括有：

一电池组，由多个电池串联连接所组成，电池组与一电源供应器相连接，使电源供应器提供恒定电流充电源予电池组；

多个单保护IC，分别与各电池并联连接，各单保护IC与晶体管并联连接，该晶体管输出端连接于一充放电控制电路执行单元；

各单保护IC分别检测对应电池的电压值，当其中一电池电压值发生过度充/放电异常时，即发出异常信号，使该晶体管将此异常信号合成为数字信号，输入控制电路执行单元中，充放电控制电路执行单元依据此信号断开多节串联电池的充/放电，同时发出警示。

4.如权利要求3所述的用于多节串联电池充放电系统过度充/放电保护电路，其特征是，所述的晶体管组成或非门逻辑合成电路。

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