CN1084945C - 充电电池组块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有充放电保护电路的电池组块，这种电池组块由两个以上的单节电池串联组成的电池组，还包括与该电池组连接的一中心抽头、一充放电电路、一小电流充电电路、以及一控制充电电压保护电路。因而可避免由于充电器的充电电压与电池组块的额定电压不适配或过高而损坏充电电池组块的现象，适合于制成由各种锂电池或镍镉电池、镍氢电池、锌镍电池、锌锰电池以及锌银电池等构成的电池组块，可与任何等于或超过电池组块本身额定电压的充电器配套使用。
Description
本发明涉及一种电池组块，尤其涉及一种含有充放电保护电路的可充电的电池组块。
现有的无线数字移动电话、高频无线电话、摄像机以及微电脑等高科技电子设备中，都要使用高能充电电池组块，一般以锂离子电池组块为主。这些电池组块虽然充电性能比较好，但却存在以下的缺点：1.价格昂贵，每个电池组块价格约在上千元左右；2.由于各电器设备所使用的工作电压不同，所以各电池组块的额定输出电压也不同，所以在使用这些电池时，必须要配备相应充电电压的充电器，否则在充电时要损坏充电电池组块。例如德国西门子公司生产的S-4无线移动电话，使用的是氧化钴锂锂离子电池，其额定电压为8.4伏，所配备的充电器的充电电压也只能是8.4伏。3.电池组块中除有几节单节电池组合外，最高级的也只是加了一个超压断开电路，别无其它保护功能。
本发明的目的就是为了解决上述高能充电电池组块中存在的缺点，而提供的一种在电池组块中含有充放点保护电路、且可与任何等于或超过电池组块本身额定电压的充电器配套使用的充电电池组块。
为了达到以上的目的，本发明的技术方案是这样的：一种充电电池组块，由电池盒，以及设在该电池盒中的充电电池组构成，其特点是：所述的电池组由两个以上的单节电池串联组成，其中，在所述任意两个单节电池的连线之间设有一中心抽头；还包括与该电池组连接的一中心抽头、一充放电电路、一小电流充电电路、以及一控制充电电压保护电路；所述的充放电电路与中心抽头连接，并与电池组的负极连接；所述的小电流充电电路与电池组的正极连接；所述控制充电电压保护电路设在充放电电路与小电流充电电路之间。
上述一种充电电池组块，其中：所述的充放电电路由一可调电阻和电容并联组成，其输出端与电池组的抽头连接，其输入端通过可调电阻的中心抽头与控制充电电压保护电路的输出端连接。
上述一种充电电池组块，其中：所述的电池组抽头与充放电电路之间还串联一二极管，该二极管的正极与电池组抽头连接，该二极管的负极与充放电电路的输出端连接。
上述一种充电电池组块，其中：所述的控制充电电压保护电路由一开关电路以及一与其连接的继电器组成，所述开关电路的一触点与所述充放电电路中可调电阻的中心抽头相连，所述开关电路的另一触点与充电电源的正极相连。
上述一种充电电池组块，其中：所述的控制充电电压保护电路中继电器的线圈一端与开关电路的触点连接，另一端与充电电源负极连接；继电器的一常闭触点与充电电源正极相连，继点器的常开触点与所述小电流充电电路连接。
上述一种充电电池组块，其中：所述的控制充电电压保护电路由一继电器构成，该继电器的线圈与充放电电路连接，其常闭触点与充电电源正极相连，其常开触点与小电流充电电路相连。
上述一种充电电池组块，其中：所述的小电流充电电路由一可调电阻和一二极管并联组成，其中，该可调电阻的中心抽头与该可调电阻的一接脚并联后再与二极管的正极连接，该连接端点与控制充电电压保护电路继电器的常开触点连接。
上述一种充电电池组块，其中：所述的小电流充电电路中的可调电阻可以与二极管串联连接。
上述一种充电电池组块，其中：所述的充放电电路与所述控制充电电压保护电路之间可以并联一个热敏电阻。
上述一种充电电池组块，其中：所述的在设有中心抽头的两单节电池之间可以串联一自恢复保险丝。
由于本发明采用了以上的技术方案，在充电电池组块中加有充放电电路和控制充电电压保护电路以及小电流充电电路，使电池组块充电到额定电压的90％后，即自行与正常充电电路断开，而由小电流充电电路继续充电到电池组块的额定电压，从而避免了由于充电器的充电电压过高而损坏充电电池组块的现象。这种充电电池组块可与任何等于或超过电池组块本身额定电压的充电器配套使用，节省成本，给使用者带来方便。
下面结合实施例和附图进一步说明本发明的性能、特征和优点。
附图一是本发明的电方框图；
附图二是本发明第一实施例的电原理图；
附图三是本发明第二实施例的电原理图。
请参阅图1：本发明的电池组块，由电池盒10，以及设在该电池盒中的充电电池组1构成，所述的电池组1由两个以上的单节电池串联组成，在任两节单节电池之间的中心抽头2，还包括设在所述电池盒10内的与所述电池组相连的充放电保护电路，该充放电保护电路包括：一与中心抽头2连接的充放电电流电路3和一与电池组1的正极连接的小电流充电电路4，以及在该小电流充电电路4的输入端与充放电电路3输入端之间连接的一控制充电电压保护电路5。
本发明的第一实施例请见图二：本实施例的电池组1由四节单节电池11串联组合而成，所述的单节电池11可以是各种锂离子电池，也可以是镍镉电池、镍氢电池、锌镍电池、锌锰电池以及锌银电池等。在任两节单节电池之间设有一电池组抽头2，本实施例的电池组抽头2设在前两节单节电池与后两节单节电池之间；该电池组抽头2与电池组1的负极之间连接一充放电电路3，所述的充放电电路由一可调电阻R2和电容C2并联组成，其输入端与电池组的抽头连接，其输出端通过可调电阻R2的中心抽头与控制充电电压保护电路的输入端连接。调节可调电阻R2的阻值，即确定了对该电池组1的充电电压预定值，一般该电压定为电池组块额定输出电压的90％左右。本实施例的电池组块是用于无线数字移动电话机中的电池，其额定电压一般在7.6伏到8.4伏之间，如果设定电池组的额定电压为8.4伏，则本实施例将可调电阻R2调节的主要充电电压预定值定在7.6伏。为保证本发明充放电的性能，所述的电池组抽头2与充放电电路3之间串联一二极管V，该二极管V的正极与电池组抽头连接，该二极管V的负极与充放电电路的输入端连接。
在电池组1的正极连接一小电流充电电路4，该电路用小电流对电池组1继续充电，以补充对未充足电压的电池组继续充电到额定电压，例如，从7.6伏继续充电到8.4伏。所述的小电流充电电路由一可调电阻R1和一与其连接的二极管V1组成。小电流充电电路中的可调电阻R1可以是与二极管V1并联的，也可以是与二极管V1串联的。本实施例是采用可调电阻R1与二极管并联的方式，其中，该可调电阻R1的中心抽头与该可调电阻R1的一接脚并联后再与二极管V1的正极连接，该连接端点与控制充电电压保护电路继电器K1的常开触点K1-2连接。调节R1的阻值，即调整了小电流充电的电压值。
在该小电流充电电路4的输入端与充放电电路3的输入端之间还连接一控制充电电压保护电路5，所述的控制充电电压保护电路5由一开关电路K2以及一与其连接的机械继电器K1组成。所述开关电路K2的一个开关触点K2-1与所述充放电电路中可调电阻R2的抽头相连，开关电路K2的另一触点K2-2与充电电源的正极相连。开关电路的K2-3端与所述的控制充电电压保护电路中继电器K1的线圈连接，继电器K1的一常闭触点K1-1与充电电源正极相连，继点器K1的常开触点K1-2与所述小电流充电电路连接。本发明中的开关电路K2可以是含CMOS集成电路的光电偶合继电器，例如AQV41型光电偶合继电器，或是其它的电子开关电路，也可以是时间继电器。本实施例K2采用的是AQV41光电偶合继电器，以自动调节温度对充电电压的影响。
为使本发明充电电压控制准确，在所述的充放电电路3与所述控制充电电压保护电路5之间可以并联一个热敏电阻RT。
在设有中心抽头的两单极电池之间还可以串联一自恢复保险丝，以达到保护电池组的目的。
本发明的工作原理是这样的：
当本电池组块插到充电器上充电时，充电电压加到电池组块上，加在中心抽头2与电池组1负极之间的电压降使二极管V导通，充放电电路3工作，对电池组充电；当电池组电压超过所设定的电压预定值时，开关电路K2导通，整个控制充电电压保护电路工作，使开关电路K2的K2-1端与充放电电路3断开，而与K2-3端闭合，接通继电器K1的线圈。继电器K1的常闭触点K1-1与电池组成1的正极充电端断开，而与K1的常开触点K1-2闭合，接通小电流充电电路4。这样原来对电池组充电的充放电电路3与充电电源断开，而改由小电流充电电路4对电池组1继续微充电，使电池组1的电压逐步趋向额定电压值，从而完成对电池组的充电过程。
本发明的第二实施例如图三所示。第二实施例与第一实施例在电原理上大同小异，也是包括两节以上的单节电池串联组合而成的电池组1，在任两节单节电池之间设有电池组抽头2，一与电池组抽头2连接的充放电电流电路3以及一与电池组1的正极连接的小电流充电电路4，在该小电流充电电路4的输入端与充放电电路之间还连接一控制充电电压保护电路5。所不同的是控制充电电压保护电路由一继电器K1构成，该继电器K1的线圈与充放电电路3的输入端连接，其常闭触点K1-1与充电电源正极相连，其常开触点K1-2与小电流充电电路4的输入端相连。当电池组电压超过所设定的电压值时，继电器K1的线圈导通，继电器K1的常闭触点K1-1与电池组成1的正极充电端断开，而与K1的常开触点K1-2闭合，接通小电流充电电路4。这样原来对电池组充电的充放电电路3与充电电源断开，而改由小电流充电电路4对电池组1继续微充电，使电池组1的电压逐步趋向额定电压值，从而完成对电池组的充电过程。
本发明适合制造各种可充电的锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池、锌镍电池、锌锰电池以及锌银电池等，所制成的上述电池组块充放电性能好、生产成本低，可与任何等于或超过电池组块本身额定电压的充电器配套使用。
Claims (10)
1.一种充电电池组块，由电池盒，以及设在该电池盒中的充电电池组构成，其特征在于：所述的电池组由两个以上的单节电池串联组成，其中，在所述任意两个单节电池的连线之间设有一中心抽头；还包括与该电池组连接的一充放电电路、一小电流充电电路、以及一控制充电电压保护电路；所述的充放电电路与中心抽头连接，并与电池组的负极连接；所述的小电流充电电路与电池组的正极连接；所述控制充电电压保护电路设在充放电电路与小电流充电电路之间。
2.根据权利要求1所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的充放电电路由一可调电阻(R2)和电容(C)并联组成，其输出端与电池组的抽头连接，其输入端通过可调电阻(R2)的中心抽头与控制充电电压保护电路的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的电池组抽头与充放电电路之间还串联一二极管(V)，该二极管(V)的正极与电池组抽头连接，该二极管(V)的负极与充放电电路的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的控制充电电压保护电路由一开关电路(K2)以及一与其连接的继电器(K1)组成，所述开关电路(K2)的一触点(K2-1)与所述充放电电路中可调电阻(R2)的中心抽头相连，所述开关电路(K2)的另一触点(K2-2)与充电电源的正极相连。
5.根据权利要求4所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的控制充电电压保护电路中继电器(K1)的线圈一端与开关电路的(K2-3)触点连接，另一端与充电电源负极连接；继电器(K1)的一常闭触点(K1-1)与充电电源正极相连，继点器(K1)的常开触点(K1-2)与所述小电流充电电路连接。
6.根据权利要求1所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的控制充电电压保护电路由一继电器(K1)构成，该继电器(K1)的线圈与充放电电路连接，其常闭触点(K1-1)与充电电源正极相连，其常开触点(K1-2)与小电流充电电路相连。
7.根据权利要求1所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的小电流充电电路由一可调电阻(R1)和一二极管(V1)并联组成，其中，该可调电阻(R1)的中心抽头与该可调电阻(R1)的一接脚并联后再与二极管(V1)的正极连接，该连接端点与控制充电电压保护电路继电器(K1)的常开触点(K1-2)连接。
8.根据权利要求7所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的小电流充电电路中的可调电阻(R1)可以与二极管(V1)串联连接。
9.根据权利要求1所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的充放电电路与所述控制充电电压保护电路之间可以并联一个热敏电阻(RT)。
10.根据权利要求1所述的一种充电电池组块，其特征在于：所述的在设有中心抽头的两单节电池之间可以串联一自恢复保险丝。
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