具体实施方式
[0019] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0020] 本发明所提供的锂电池充放电管理电路包括锂电池、控制模块、主开关模块、限流开关模块、采样电阻以及短路检测模块,解决了现有的锂电池管理系统存在无法正常启动电容值较大的容性负载的问题。
[0021] 实施例1
[0022]图1示出了本发明第一实施例所提供的锂电池充放电管理电路的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0023] 本实施例所提供的锂电池充放电管理电路与容性负载10连接,包括锂电池20、控制模块30、主开关模块40、采样电阻60以及短路检测模块70 ;控制模块30的电压检测端与容性负载10的输入端共接于锂电池20的正极,采样电阻的60第二端连接锂电池20的负极;短路检测模块70的输入端和输出端分别连接采样电阻60的第一端和控制模块30的短路检测端;主开关模块40的输入端、输出端以及受控端分别连接容性负载10的输出端、采样电阻60的第一端以及控制模块30的第一控制端;短路检测模块70在输入端的电压达到第一预设电压值时,输出短路信号,以使控制模块30控制主开关模块断开;
[0024] 在本实施例中,锂电池20可以为常用的聚合物锂蓄电池。控制模块30可以是控制芯片或工控机等,如型号为80C51的单片机。控制模块30主要用于监控并处理锂电池充放电管理电路中的各种信号。
[0025] 进一步的,锂电池充放电管理电路还可以包括限流开关模块50。
[0026] 限流开关模块50的输入端、输出端以及受控端分别连接容性负载10的输出端、采样电阻的第一端60以及控制模块30的第二控制端。
[0027] 在本实施例中,控制模块30在电压检测端的电压达到第二预设电压值时,控制限流开关模块50导通,以使锂电池20以第一电流为容性负载10充电,并在延时第一时间间隔后,控制主开关模块40导通,以使锂电池20以第二电流驱动容性负载10启动工作。
[0028] 并且,第一电流小于第二电流。
[0029] 进一步的,控制模块30还用于在主开关模块40断开后,延时第二时间间隔并控制限流开关模块50断开。
[0030] 在本实施例中,第一时间间隔可以是200ms,第二时间间隔可以是10ms。第一时间间隔可以根据容性负载10的充电时间确定,第二时间间隔可以根据容性负载10的放电时间确定。延时第二时间间隔后控制限流开关模块50断开是为了避免主开关模块40突然关断而产生的反向电压影响其他器件,通过限流开关模块50对其进行缓慢放电,起到软关断的作用。其可以防止主开关模块40被击穿,继而防止短路保护失效。技术人员还可以根据需要在控制芯片内部程序设置第一预设电压值和第二预设电压值。
[0031] 在本实施例中,由于控制模块30可以根据电路的状态控制主开关模块40和限流开关模块50的通断,并且,流过限流开关模块50的第一电流小于第二电流,从而可以利用限流开关模块50实现对容性负载10的软启动,避免误触发短路保护,使得电容值较大的容性负载10可以正常启动。同时,控制模块30还可以根据短路信号,依次关断主开关模块40和限流开关模块50,减弱主开关模块40两端的反向电压,确保短路保护正常工作。
[0032] 在本实施例中,如图2所示,限流开关模块50可以包括:
[0033] 限流电阻51、第一开关管52和第一开关驱动模块53 ;
[0034] 第一开关管52的受控端连接第一开关驱动模块53的输出端,第一开关管52的输入端连接限流电阻51的第一端,限流电阻51的第二端、第一开关管52的输出端以及第一开关驱动模块53的输入端分别是限流开关模块50的输入端、输出端以及受控端。
[0035] 在本实施例中,第一开关管52可以是NM0S管,NM0S管的漏极、源极以及栅极分别是第一开关管52的输入端、输出端以及受控端;第一开关管52也可以是NPN三极管,NPN三极管的集电极、发射极以及基极分别是第一开关管52的输入端、输出端以及受控端。第一开关驱动模块53是用于驱动第一开关管,保证第一开关管52可以稳定地导通或关断。限流电阻51可以使普通的金属膜电阻,只要能起到限流作用即可。
[0036] 在本实施例中,如图3所示,主开关模块40可以包括第二开关管41和第二开关驱动模块42 ;
[0037] 第二开关管41的受控端连接第二开关驱动模块42的输出端,第二开关管41的输入端、输出端以及第二开关驱动模块42的输入端分别是主开关模块40的输入端、输出端以及受控端。
[0038] 在本实施例中,第二开关管41可以是NM0S管,NM0S管的漏极、源极以及栅极分别是第二开关管41的输入端、输出端以及受控端;第二开关管41也可以是NPN三极管,NPN三极管的集电极、发射极以及基极分别是第二开关管41的输入端、输出端以及受控端。
[0039] 在本实施例中,如图4所示,短路检测模块70可以包括:
[0040] 第一电容C1、第二电容C2、稳压管D1、第一电阻R1以及第二电阻R2 ;
[0041] 第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端、稳压管D1的阴极、第一电阻R1的第一端以及第二电阻R2的第一端共接形成短路检测模块70的输出端,第二电阻R2的第二端是短路检测模块70的输入端,第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端、稳压管D1的阳极以及第一电阻R1的第二端共接于地。
[0042] 在本实施例中,当锂电池充放电管理电路出现短路时,流经采样电阻60的电流增大,采样电阻60的第一端的电压同时也增大,该电压信号经过第一电阻R1和第二电阻R2的分压后输出至控制模块30。当电压信号增大到足以击穿稳压管D1时,稳压管导通,短路检测模块70输出低电平信号至控制信号,该低电平信号即为短路信号。
[0043] 在本实施例中,如图5所示,第一开关驱动模块53可以包括:
[0044] 第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、NPN三极管Q1以及PNP三极管Q2 ;
[0045] 第三电阻R3的第一端是第一开关驱动模块53的输入端,第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端共接于NPN三极管Q1的基极,第四电阻R4的第二端与NPN三极管Q1的发射极共接于地,NPN三极管Q1的集电极连接第六电阻R6的第一端,第六电阻R6的第二端与第五电阻R5的第一端共接于PNP三极管Q2的基极,第五电阻R5的第二端与PNP三极管Q2的发射极共接于外部电源EN,PNP三极管Q2的集电极连接第七电阻R7的第一端,第七电阻R7的第二端是第一开关驱动模块53的输出端。
[0046] 在本实施例中,外部电源EN可以通过对锂电池20的电源端做电压变换处理获得,也可以外接其他的电源。第一开关驱动模块53通过多个三极管的依次控制,既可以驱动第一开关管52正常工作,又可以避免外部电源EN对控制模块30产生影响。
[0047] 进一步的,第二开关管41也可以采用和第一开关管52相同的电路结构。
[0048] 实施例2
[0049] 本实施例的实施建立在实施例1的基础上。
[0050] 图6示出了本发明第二实施例所提供的锂电池充放电管理电路的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0051 ] 在本实施例中,锂电池充放电管理电路还可以包括充电开关模块80 ;
[0052] 充电开关模块80的输入端接入充电电流,充电开关模块80的输出端连接锂电池20的电源端,充电开关模块80的受控端连接控制模块30的第三控制端。
[0053] 在本实施例中,控制模块30可以根据锂电池20的电压大小,在电压过低时,断开主开关模块40和限流开关模块50,并导通充电开关模块80,为锂电池20进行充电。当然,用户也可以直接通过控制模块30控制充电开关模块80持续打开,从而直接采用充电电流供电,而不消耗锂电池20的电能。
[0054] 在本实施例中,主开关模块40可以包括第三开关管和第三开关驱动模块;
[0055] 第三开关管的受控端连接第三开关驱动模块的输出端,第三开关管的输入端、输出端以及第三开关驱动模块的输入端分别是充电开关模块80的输入端、输出端以及受控端。
[0056] 在本实施例中,在本实施例中,第三开关管可以是NM0S管,NM0S管的漏极、源极以及栅极分别是第三开关管的输入端、输出端以及受控端;第三开关管也可以是NPN三极管,NPN三极管的集电极、发射极以及基极分别是第三开关管的输入端、输出端以及受控端。
[0057] 进一步的,第三开关管也可以采用和第一开关管52相同的电路结构。
[0058] 实施例3
[0059] 本实施例的实施建立在上述任一实施例的基础上。
[0060] 本实施例所提供的锂电池管理系统包括壳体,还包括如上述任一实施例所提供的锂电池充放电管理电路。
[0061 ] 在本实施例中,通过将上述的锂电池充放电管理电路置于锂电池管理系统中,使得该锂电池管理系统可以正常启动电容值较大的容性负载10,而不会出现误触发短路保护的现象。
[0062] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。