CN108767948A - 自动均衡保护板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动均衡保护板，包括充电电源、多个蓄电池和以及对应每一蓄电池设置的充放电保护电路和均衡控制电路。充放电保护电路在对应的蓄电池电压高于预设第一保护电压时，断开对应的蓄电池与充电电源之间的通路，并在对应的蓄电池电压低于预设第二保护电压时，停止对应的蓄电池的放电过程。均衡控制电路在对应的蓄电池电压低于预设充电上限电压时，导通对应的蓄电池与充电电源之间的通路，其他蓄电池对应的开关均关断，以使对应的蓄电池单独接入所述充电电源进行充电。短路保护电路在多个蓄电池全部充满后，切断多个蓄电池与充电电源的连接。从而可以实现保护多个电池的目的，延长电池组使用寿命。

Description

自动均衡保护板

技术领域

本发明涉及自动均衡保护板技术领域，特别涉及一种自动均衡保护板。

背景技术

目前，现有的太阳能电池板多为多个小型电池板拼接而成，可以拼接成各种形状，从而使之适应应用场景。在利用太阳能给电池组充电时，一般是电池组串联，同时给所有电池充电，当同时给所有电池充电时，电池原本存在一个或者多个的初始电压值不一样，所以充电时会出现某个电池已经充满，而有的电池还没充满的状况，如果此时继续给电池组充电，则会出现已经充满的电池过充的情况。若是电池给外部供电，也会出现有的电池放电完毕，有的还能继续放电的情况。上述电池过充和电池电量耗尽均会造成相应电池不同程度上的容量衰减，从而缩短电池组的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种自动均衡保护板，旨在解决现有电池组初始电压不一致在放电时容易因为容量异常而衰减的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自动均衡保护板，所述自动均衡保护板包括：

充电电源；

多个蓄电池，多个蓄电池串联连接于所述充电电源；

以及对应每一蓄电池设置的充放电保护电路和均衡控制电路；

充放电保护电路，用于在对应的蓄电池电压高于预设第一保护电压时，断开对应的蓄电池与充电电源之间的通路；并在对应的蓄电池电压低于预设第二保护电压时，停止对应的蓄电池的放电过程；

均衡控制电路，用于在对应的蓄电池电压低于预设充电上限电压时，导通对应的蓄电池与充电电源之间的通路，其他蓄电池对应的开关均关断，以使对应的蓄电池单独接入所述充电电源进行充电；

以及短路保护电路，用于在所述多个蓄电池全部充满后，切断所述多个蓄电池与充电电源的连接。

优选地，所述充电电源正极与所述均衡控制电路的输入端连接，所述充电电源负极与所述短路保护电路的输出端连接；所述均衡控制电路的第一输出端与对应充放电保护电路的输出端以及对应蓄电池的输入端连接，所述均衡控制电路的第二输出端与对应充放电保护电路的输入端连接；所述蓄电池的输出端与所述短路保护电路的输入端连接。

优选地，所述充放电保护电路包括第一充放电保护电路和第二充放电保护电路，所述均衡控制电路包括第一均衡控制电路和第二均衡控制电路，所述多个蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池；所述第一蓄电池的电源输入端分别与所述第一均衡控制电路的第一输出端及所述第一充放电保护电路的第一检测端连接，所述第一蓄电池的电源输出端分别与所述第一充放电保护电路的第二检测端以及所述第一均衡控制电路的检测端连接；所述充电电源正极分别与所述第一均衡控制电路的第一电源输入端、所述短路保护电路的电源输入端及所述第一均衡控制电路的第二电源输入端连接；所述第一均衡控制电路的输出端分别与所述第一充放电保护电路的输出端、所述第二均衡控制电路的电源输入端连接；

所述第二蓄电池的电源输入端分别与所述第二均衡控制电路的第一输出端及所述第二充放电保护电路的第一检测端连接，所述第二蓄电池的电源输出端分别与所述第二充放电保护电路的第二检测端以及所述第二均衡控制电路的检测端连接；所述短路保护电路的输入端分别与所述第二均衡控制电路的第二输出端及所述第二充放电保护电路的输出端连接，所述短路保护电路的输出端与所述充电电源负极连接，所述短路保护电路的电源端。

优选地，所述第一均衡控制电路包括第一均衡检测模块、第一充电开关和第二充电开关；所述第二均衡控制电路包括第二均衡检测模块、第三充电开关和第四充电开关；

所述第一充电开关的受控端、所述第二充电开关的受控端与所述第一均衡检测模块的控制信号输出端连接，所述第一充电开关的电源端与所述充电电源正极连接，所述第一充电开关的电源端为所述第一均衡控制电路的第一电源输入端，所述第一充电开关的输出端为所述第一均衡控制电路的第一输出端；所述第一均衡检测模块的检测端为所述第一均衡控制电路的检测端；所述第二充电开关的输入端为所述第一均衡控制电路的第二电源输入端，所述第二充电开关的输出端为所述的第一均衡控制电路的第二输出端；

所述第三充电开关的受控端、所述第四充电开关的受控端与所述第二均衡检测模块的控制信号输出端连接，所述第三充电开关的电源端与所述充电电源正极连接，所述第三充电开关的电源端为所述第二均衡控制电路的第一电源输入端，所述第三充电开关的输出端为所述第二均衡控制电路的第一电源输出端；所述第二均衡检测模块的检测端为所述第二均衡控制电路的检测端；所述第四充电开关的输入端为所述第二均衡控制电路的第二电源输入端，所述第四充电开关的输出端为所述的第二均衡控制电路的第二输出端。

优选地，所述第一均衡检测模块包括第一芯片、第一MOS管、第一电容、第一二极管、第一电阻和第二电阻；

所述第一芯片的检测端分别与所述第一电容的第一端、所述第一MOS管的源极与所述第一蓄电池的电源输出端连接，所述第一芯片的检测端为所述第一均衡检测模块的检测端，所述第一芯片的电源端分别与所述第一电容的第二端以及所述第一电阻的第一端连接，所述第一芯片的控制信号输出端分别与所述第一MOS管的栅极、所述第一充电开关的受控端及所述第二充电开关的受控端连接，所述第一芯片的控制信号输出端为所述第一均衡检测模块的控制信号输出端；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一二极管的第一端连接；所述第一二极管的第二端与所述第一MOS管的漏极连接；所述第二均衡控制电路与所述第一均衡控制电路的电路结构相同。

优选地，所述第一充电开关和第三充电开关为NMOS管，所述第二充电开关和第四充电开关为PMOS管。

优选地，所述第一充放电保护电路包括第二芯片、第四MOS管、第五MOS管、第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第二芯片的第一检测端分别与所述第二电容的第一端及所述第三电阻的第一端连接，所述第二芯片的第二检测端分别与所述第二电容的第二端、所述第一蓄电池的电源输出端、所述第四电阻的第一端及所述第四MOS管的源极连接，所述第二芯片的第一控制信号输出端与所述第四MOS管的栅极连接，所述第二芯片的第二控制信号输出端与所述第五MOS管的栅极连接，所述第二芯片的片选信号端与所述第四电阻的第二端连接；所述第三电阻的第二端与第一蓄电池的电源输入端连接；所述第四MOS管的漏极与所述第五MOS管的源极连接，所述第五MOS管的漏极为所述第一充放电保护电路的输出端；所述第二充放电保护电路与所述第一充放电保护电路的电路结构相同。

优选地，所述短路保护电路包括第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻，所述第十三MOS管的源极为所述短路保护电路的控制信号输入端，所述第十三MOS管的漏极分别与所述第十四电阻的第二端、所述第十一电阻的第二端、所述第十二电阻的第二端及所述充电电源负极连接，所述第十三MOS管的栅极与所述第九电阻的第一端连接；所述第十二MOS管的基极分别与所述第十二MOS管的发射极、所述第十一MOS管的集电极、所述第十电阻的第一端及所述第二电源连接，所述第十二MOS管的集电极分别与所述第十一电阻的第一端及所述第九电阻的第二端连接；所述第十一MOS管的发射极与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十一MOS管的基极分别与所述第十三电阻的第一端及所述第十四电阻的第一端连接；所述第十三电阻的第二端与所述充电电源正极连接。

为实现上述目的，本发明还提供一种充电装置，包括如上所述的自动均衡保护板。

为实现上述目的，本发明还提供一种路灯，包括如上所述的充电装置。

本发明提出的一种自动均衡保护板，包括充电电源、多个蓄电池、对应每一蓄电池设置的充放电保护电路和均衡控制电路。多个蓄电池串联连接于所述充电电源。本发明通过设置充放电保护电路在对应的蓄电池电压高于预设第一保护电压时，断开对应的蓄电池与充电电源之间的通路；并在对应的蓄电池电压低于预设第二保护电压时，停止对应的蓄电池的放电过程。然后通过均衡控制电路在对应的蓄电池电压低于预设充电上限电压时，导通对应的蓄电池与充电电源之间的通路，以使对应的蓄电池单独接入所述充电电源进行充电。最后通过短路保护电路在所述多个蓄电池全部充满后，切断所述多个蓄电池与充电电源的连接，从而实现可以根据电池组中每一蓄电池的实际情况，实现单个电池的充电控制。从而能够解决电池组初始电压不一致，在充电时容易因为容量异常而衰减的技术问题，达到保护多个电池的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的二些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明自动均衡保护板的模块结构示意图；

图2为本发明自动均衡保护板的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进二步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的二部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某二特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第二”、“多个”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第二”、“多个”的特征可以明示或者隐含地包括至少二个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为解决电池组初始电压不一致在充电时容易因为容量异常而衰减的技术问题，本发明提供一种自动均衡保护板，用于在各种需要使用电池组进行充放电的电路中。

在一实施例中，如图1所示，一种自动均衡保护板包括：充电电源、多个蓄电池102以及对应每一蓄电池设置的充放电保护电路103和均衡控制电路105。多个蓄电池102串联连接于充电电源。充电电源正极101与均衡控制电路105的输入端连接，充电电源负极106与短路保护电路107的输出端连接。均衡控制电路105的第一输出端与对应充放电保护电路103的输出端以及对应蓄电池的输入端连接，均衡控制电路105的第二输出端与对应充放电保护电路103的输入端连接。蓄电池的输出端与短路保护电路107的输入端连接。以及短路保护电路107，用于在多个蓄电池102全部充满后，切断多个蓄电池102与充电电源的连接。

在上述实施例中，可选地，每一电池组内，均衡控制电路105还检测对应均衡控制电路105的蓄电池电压，并在对应的蓄电池电压低于预设充电上限电压时，导通对应的蓄电池与充电电源之间的通路，其他蓄电池与充电电源之间的通路均关断，以使对应的蓄电池单独接入充电电源进行充电。当电池系统处于充电状态时，假设蓄电池为磷酸铁锂电池，此时预设蓄电池预设充电上限电压为3.89V，当检测到蓄电池电压低于3.89V时，均衡控制电路105导通充电电源正极101与对应蓄电池之间的通路。在本实施例中，预设第一保护电压为3.9V，预设第二保护电压为2.4V。充放电保护电路103在对应的蓄电池电压高于预设第一保护电压3.9V时，断开对应的蓄电池与充电电源之间的通路。并在对应的蓄电池电压低于预设第二保护电压2.4V时，停止对应的蓄电池的放电过程。另外，在改变蓄电池类型时，电池容量电压也随之改变，此时具体改变方式可为预设不损伤蓄电池寿命的最高电压为第一保护电压，当蓄电池电压高于第一保护电压时，可以截断充电电源正极101与蓄电池之间的通路。另外，上述低压值的预设可以使得充电过程是自主进行的，不用人工控制，而且在持续充电时，能保证蓄电池电量低于蓄电池容量，使得充电过程不会对蓄电池组内的任一蓄电池造成损伤。即使是蓄电池组中的蓄电池初始电压不一致时，也可以在检测到蓄电池电压高于第一保护电压时单独停止给对应的蓄电池充电，然后对蓄电池组中下一蓄电池进行充电，直至达到预设的第一保护电压后再停止给下一蓄电池充电。如此，可以实现对同一蓄电池组内的蓄电池按需充电，并且在充电完成后，蓄电池组内所有蓄电池的电压值相等，从而防止了过充的情况发生，由此实现了保护蓄电池组的目的，并且每一次充电过程都是一次电量的校正，用以保证蓄电池组的所有电池的电压相同。此外，可以将蓄电池放电时不损伤蓄电池的最低电压设为第二保护电压，当蓄电池电压低于这个预设值时，断开蓄电池的输出通路。如此可以将充放电过程中因为电压不一致对电池造成损伤的可能性降到最低。其中，均衡控制电路105可以逐个检测多个蓄电池102每个蓄电池的充电情况，在检测到所有蓄电池充满电后，停止给所有蓄电池充电。如此可以从整体上防止蓄电池组过充情况的发生，更好的延长蓄电池组的使用寿命。其中，短路保护电路107可以根据短路保护电路107的控制信号输入端输入的电压值，导通或者关断充电电源正极101与充电电源负极106之间的通路。即，当短路保护电路107的控制信号输入端的电压与短路保护电路107的电源端相等时，短路保护电路107关断充电电源正极101与反向电源输入端之间的通路。反之，则导通充电电源正极101与充电电源负极106之间的通路。如此可以使得，在充满电后，不会出现充电电源正极101与充电电源负极106直接连接导致电源损坏的情况发生，从而达到保护自动均衡保护板的目的。

可选地，当检测到任一蓄电池电压的高压值高于预设均衡电压值时，对应均衡控制电路105开始工作。

其中，若蓄电池为磷酸铁锂电池，预设均衡电压值为3.6V，此时检测到任一蓄电池电压的高压值高于3.6V时，对应均衡控制电路105开始工作，进行均衡保护工作。值得注意的是，预设均衡电压值随着蓄电池类型改变而改变，并不局限于某一值。

可选地，充放电保护电路103包括第一充放电保护电路1031和第二充放电保护电路1032，均衡控制电路105包括第一均衡控制电路1051和第二均衡控制电路1052，多个蓄电池102包括第一蓄电池1021和第二蓄电池1022。第一蓄电池1021的电源输入端分别与第一均衡控制电路1051的第一输出端及第一充放电保护电路1031的第一检测端连接，第一蓄电池1021的电源输出端分别与第一充放电保护电路1031的第二检测端以及第一均衡控制电路1051的检测端连接。充电电源正极101分别与第一均衡控制电路1051的第一电源输入端、短路保护电路107的电源输入端及第一均衡控制电路1051的第二电源输入端连接；第一均衡控制电路1051的输出端分别与第一充放电保护电路1031的输出端、第二均衡控制电路1052的电源输入端连接。第二蓄电池1022的电源输入端分别与第二均衡控制电路1052的第一输出端及第二充放电保护电路1032的第一检测端连接，第二蓄电池1022的电源输出端分别与第二充放电保护电路1032的第二检测端以及第二均衡控制电路1052的检测端连接。短路保护电路107的输入端分别与第二均衡控制电路1052的第二输出端及第二充放电保护电路1032的输出端连接，短路保护电路107的输出端与充电电源负极106连接，短路保护电路107的电源端。

其中，均衡控制电路105和充放电保护电路103的数量相等，均随着电池系统内蓄电池数量的增加而增加，实现一对一保护。其具体连接方式如图2中所示，第一均衡控制电路1051、第二均衡控制电路1052、第一蓄电池1021、第二蓄电池1022、第一充放电保护电路1031和第二充放电保护电路1032所示。均衡控制电路105和充放电保护电路103均由多个相同的子电路组成，具体数量与蓄电池数量相等，并一一对应，可以精确实现对每一蓄电池充电状态的控制，使其不会因为过充或者过量放电而损坏电池。

可选地，第一均衡控制电路1051包括第一均衡检测模块、第一充电开关Q2和第二充电开关Q3。第二均衡控制电路1052包括第二均衡检测模块、第三充电开关Q7和第四充电开关Q8。第一充电开关Q2的受控端、第二充电开关Q3的受控端与第一均衡检测模块的控制信号输出端连接，第一充电开关Q2的电源端与充电电源正极101连接，第一充电开关Q2的电源端为第一均衡控制电路1051的第一电源输入端，第一充电开关Q2的输出端为第一均衡控制电路1051的第一输出端。第一均衡检测模块的检测端为第一均衡控制电路1051的检测端。第二充电开关Q3的输入端为第一均衡控制电路1051的第二电源输入端，第二充电开关Q3的输出端为的第一均衡控制电路1051的第二输出端。第三充电开关Q7的受控端、第四充电开关Q8的受控端与第二均衡检测模块的控制信号输出端连接，第三充电开关Q7的电源端与充电电源正极101连接，第三充电开关Q7的电源端为第二均衡控制电路1052的第一电源输入端，第三充电开关Q7的输出端为第二均衡控制电路1052的第一电源输出端。第二均衡检测模块的检测端为第二均衡控制电路1052的检测端。第四充电开关Q8的输入端为第二均衡控制电路1052的第二电源输入端，第四充电开关Q8的输出端为的第二均衡控制电路1052的第二输出端。

在上述实施例中，第一均衡检测模块和第二均衡检测模块，用于在充电过程中检测对应蓄电池电压变化，当第一均衡检测模块检测到第一蓄电池1021电压低于预设充电上限电压时，输出控制信号使得对应第二充电开关Q3导通，即充电过程开启。此时，若蓄电池为磷酸铁锂电池，将预设电压预设为蓄电池充满时的电压值3.89V，若是此时，检测到的第一蓄电池1021电压值低于3.89V，则导通对应的第二充电开关Q3，开始给对应的蓄电池充电，反之，则断开第二充电开关Q3，导通第一充电开关Q2。

同理，检测到的第二蓄电池1021电压值低于3.89V，则导通对应的第三充电开关Q7，开始给第二蓄电池1021充电。在电路工作工程中，预设电压值范围可以随着蓄电池容量而变化。使得充分保护到蓄电池组中的任意蓄电池。从而实现一对一充电，保证电池组中任一电池不会出现过冲现象。当对应蓄电池处于放电状态时，若检测到的蓄电池电压值低于预设第二保护电压2.4V时，则关闭对应的放电通路，停止放电。

值得注意的是，均衡控制电路105可以为多个上述第一均衡控制电路1051组成，具体组成数量由蓄电池组中蓄电池数量决定，每个电路监测蓄电池组中的一个蓄电池。每多一个蓄电池，具体连接关系如图2所增加的第二蓄电池1022、第二均衡保护电路1053的连接所示。

可选地，第一均衡检测模块包括第一芯片U1、第一MOS管Q1、第一电容C1、第一二极管D1、第一电阻R1和第二电阻R2。第一芯片U1的检测端分别与第一电容C1的第一端、第一MOS管Q1的源极与第一蓄电池1021的电源输出端连接，第一芯片U1的检测端为第一均衡检测模块的检测端，第一芯片U1的电源端分别与第一电容C1的第二端以及第一电阻R1的第一端连接，第一芯片U1的控制信号输出端分别与第一MOS管Q1的栅极、第一充电开关Q2的受控端及第二充电开关Q3的受控端连接，第一芯片U1的控制信号输出端为第一均衡检测模块的控制信号输出端；第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第二电阻R2的第二端与第一二极管D1的第一端连接。第一二极管D1的第二端与第一MOS管Q1的漏极连接。第二均衡控制电路1052包括第三芯片U3、第六MOS管Q6、第三电容C3、第二二极管D2、第五电阻R5和第六电阻R6，具体的连接关系如图2所示，第二均衡控制电路1052与第一均衡控制电路1051的电路结构相同。

上述实施例中，当第一芯片U1的检测端检测到蓄电池中的第一蓄电池1021的电压高于第一保护电压3.9V时，第一芯片U1的控制信号输出端输出高电平，输出控制信号给第一充电开关Q2和第二充电开关Q3，然后控制第一充电开关Q2导通，第二充电开关Q3断开相应通路，从而停止给第一蓄电池1021充电。当第一芯片U1的检测端检测到蓄电池中的第一蓄电池1021的电压低于预设充电上限电压3.89V时，第一芯片U1的控制信号输出端输出低电平，输出控制信号给第一充电开关Q2和第二充电开关Q3，然后控制第一充电开关Q2断开，第二充电开关Q3导通充电电源与第一蓄电池1021之间的通路，从而给第一蓄电池1021充电。从而实现保护多个蓄电池102的目的。均衡保护电路可以由多个由上述电路重复连接而成，具体数量由蓄电池组中蓄电池数量决定。

上述实施例中，第一MOS管Q1为NMOS管，方便均衡保护电路的控制信号的统一控制，响应速度较快，而且较为方便。

可选地，第一充电开关Q2和第三充电开关Q7为NMOS管，第二充电开关Q3和第四充电开关Q8为PMOS管。

其中，将第一充电开关Q2和第二充电开关Q3分别设置为不同类型的MOS管方便用同一控制信号控制两者的选通，此处也可设置为同一类型MOS管，然后分别用两个信号控制导通。

可选地，第一充放电保护电路1031包括第二芯片U2、第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第三电阻R3、第四电阻R4和第二电容C2，第二芯片U2的第一检测端分别与第二电容C2的第一端及第三电阻R3的第一端连接，第二芯片U2的第二检测端分别与第二电容C2的第二端、第一蓄电池1021的电源输出端、第四电阻R4的第一端及第四MOS管Q4的源极连接，第二芯片U2的第一控制信号输出端与第四MOS管Q4的栅极连接，第二芯片U2的第二控制信号输出端与第五MOS管Q5的栅极连接，第二芯片U2的片选信号端与第四电阻R4的第二端连接；第三电阻R3的第二端与第一蓄电池1021的电源输入端连接；第四MOS管Q4的漏极与第五MOS管Q5的源极连接，第五MOS管Q5的漏极为第一充放电保护电路1031的输出端；第二充放电保护电路1032与第一充放电保护电路1031的电路结构相同。第二均衡检测模块包括第四芯片U4、第九MOS管Q9、第十MOS管Q10、第七电阻R7、第八电阻R8和第四电容C4，具体连接关系与第一均衡检测模块一致并如图2所示。

其中，当第二芯片U2的第二控制信号输出端有输出时，即第一蓄电池1021处于充电状态时，若第二芯片U2的第一检测端检测到第一蓄电池1021电压第一保护电压3.9V以上时，第二芯片U2的第二控制信号输出端输出控制信号，使得第五MOS管Q5关闭，停止第一蓄电池1021的充电过程。当第二芯片U2的第一控制信号输出端有输出时，即第一蓄电池1021处于放电状态时，若第二芯片U2的第一检测端检测到第一蓄电池1021电压低于第二保护电压2.4V时，第二芯片U2的第一控制信号输出端输出控制信号，使得第四MOS管Q4关闭，第一蓄电池1021停止放电。因此可以保证，第一蓄电池1021在充电时不会因为电压过高而破坏蓄电池内部结构，也不会因电压过低而影响蓄电池的续航能力，从而实现对蓄电池的保护。充电控制电路可以包括多个由上述电路重复连接而成的电路。

可选地，短路保护电路103包括第十一MOS管Q11、第十二MOS管Q12、第十三MOS管Q13、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14，第十三MOS管Q13的源极为短路保护电路103的控制信号输入端，第十三MOS管Q13的漏极分别与第十四电阻R14的第二端、第十一电阻R11的第二端、第十二电阻R12的第二端及充电电源负极106连接，第十三MOS管Q13的栅极与第九电阻R9的第一端连接；第十二MOS管Q12的基极分别与第十二MOS管Q12的发射极、第十一MOS管Q11的集电极、第十电阻R10的第一端及第二电源连接，第十二MOS管Q12的集电极分别与第十一电阻R11的第一端及第九电阻R9的第二端连接；第十一MOS管Q11的发射极与第十二电阻R12的第一端连接，第十一MOS管Q11的基极分别与第十三电阻R13的第一端及第十四电阻R14的第一端连接；第十三电阻R13的第二端与充电电源正极101连接。

其中，当蓄电池组处于充电状态下，第十一MOS管Q11的基极和集电极电压差达不到导通电压的要求，所以第十一MOS管Q11截止，又由于第十二MOS管Q12的集电极电压与发射级电压存在固定压差，从而使得第十二MOS管Q12导通，所以给第十三MOS管Q13的栅极一个驱动电压，从而使得第十三MOS管Q13导通。

当蓄电池均充满后，由于充电电源负极106与充电电源正极101将近短接，所以第十二MOS管Q12的基极与发射级之间压差较小，无法导通第十二MOS管Q12，所以无法供给第十三MOS管Q13驱动电压，使得第十三MOS管Q13截止，从而断开充电电源负极106与充电电源正极101直接连接的通路，可以防止电源的充电电源正极101和充电电源正极101直接短接烧坏太阳能板。

可选地，自动均衡保护板还包括单向导通电路104，包括第四二极管D4、第五二极管D5、第十九电阻R19、第七电容C7和第八电容C8，第五二极管D5的阳极与正向电流输入端101连接，第五二极管D5的阴极与第十九电阻R19的第一端连接。第十九电阻R19的第二端、第四二极管D4的阴极、第七电容C7的第一端和第八电容C8的第一端均接地，第四二极管D4的阳极、第七电容C7的第二端和第八电容C8的第二端均与反向电流输入端106连接。

在电流经正向电流输入端101流入单向导通电路104时，流经第五二极管D5和第十九电阻R19后接地。电流经反向电流输入端106流入单向导通电路104时，流经第四二极管D4后接地，起到保护整个自动均衡保护板的作用，防止出现正向电流输入端101和反向电流输入端106直接短接对系统造成损害。

为解决上述问题，本发明还提供一种充电装置，包括如上的自动均衡保护板。

可以理解的是，由于在本发明充电装置中使用了上述自动均衡保护板，因此，本发明充电装置的实施例包括上述自动均衡保护板全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

为解决上述问题，本发明还提供一种路灯，包括如上的充电装置。

可以理解的是，由于在本发明路灯中使用了上述充电装置，因此，本发明路灯的实施例包括上述充电装置全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

值得注意的是，在上述所有实施例中，预设充电上限电压、预设第一保护电压和预设第二保护电压的值是随着蓄电池的类型和容量的变化而变化，并不局限于某一预设值。

以下结合图1、2对电路原理进行说明：

当处于充电状态时，当第一芯片U1的检测端检测到蓄电池组中的第一蓄电池1021的电压高于第一保护电压3.9V时，第一芯片U1的控制信号输出端输出高电平，输出控制信号给第一充电开关Q2和第二充电开关Q3，使得第一充电开关Q2导通，第二充电开关Q3断开，从而停止给第一蓄电池1021充电，随后第一蓄电池1021开始放电。当第一芯片U1的检测端检测到蓄电池组中的第一蓄电池1021的电压低于预设充电上限电压3.89V时，第一芯片U1的控制信号输出端输出低电平，输出控制信号给第一充电开关Q2和第二充电开关Q3，使得第一充电开关Q2断开，第二充电开关Q3导通，给第一蓄电池1021充电。从而使得每一均衡电路对应的电压均低于或者等于3.9V，从而达到保护多个蓄电池102的目的。均衡保护电路103可以包括多个由上述电路重复连接而成的电路。

当第二芯片U2的第二控制信号输出端有输出时，即对应的第一蓄电池1021处于充电状态时，若第二芯片U2的第一检测端检测到对应的第一蓄电池1021电压高于第一保护电压3.9V时，第二芯片U2的第二控制信号输出端输出控制信号，使得第五MOS管Q5关闭，停止给蓄电池充电。当第二芯片U2的第一控制信号输出端有输出时，即对应的第一蓄电池1021处于放电状态时，若第二芯片U2的第一检测端检测到第一蓄电池1021电压低于第二保护电压2.4V时，第二芯片U2的第一控制信号输出端输出控制信号，使得第四MOS管Q4关闭，停止蓄电池放电。因此可以保证，蓄电池在充电时不会因为电压过高而破坏蓄电池内部结构，也不会因电压过低而影响蓄电池的续航能力，从而实现对蓄电池的保护。充电控制电路104可以包括多个由上述电路重复连接而成的电路。

其中，当蓄电池组处于充电状态下，第十一MOS管Q11的基极和集电极电压差达不到导通电压的要求，所以第十一MOS管Q11截止，又由于第十二MOS管Q12的集电极电压与发射级电压存在固定压差，从而使得第十二MOS管Q12导通，所以给第十三MOS管Q13的栅极一个驱动电压，从而使得第十三MOS管Q13导通。当蓄电池均充满后，由于充电电源负极106与充电电源正极101将近短接，所以第十二MOS管Q12的基极与发射级之间压差较小，无法导通第十二MOS管Q12，所以无法供给第十三MOS管Q13驱动电压，使得第十三MOS管Q13截止，从而断开充电电源负极106与充电电源正极101直接连接的通路，可以防止电源的充电电源正极101和充电电源正极101直接短接烧坏太阳能板。在保护整个蓄电池组时，只需要合理增加均衡保护电路103以及充电控制电路104的数量对每一蓄电池实现一对一检测和充放电控制，即可实现每一蓄电池的保护。从而实现了对蓄电池组的保护。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动均衡保护板，其特征在于，所述自动均衡保护板包括：

充电电源；

多个蓄电池，多个蓄电池串联连接于所述充电电源；

以及对应每一蓄电池设置的充放电保护电路和均衡控制电路；

充放电保护电路，用于在对应的蓄电池电压高于预设第一保护电压时，断开对应的蓄电池与充电电源之间的通路；并在对应的蓄电池电压低于预设第二保护电压时，停止对应的蓄电池的放电过程；

均衡控制电路，用于在对应的蓄电池电压低于预设充电上限电压时，导通对应的蓄电池与充电电源之间的通路，其他蓄电池对应的开关均关断，以使对应的蓄电池单独接入所述充电电源进行充电；

以及短路保护电路，用于在所述多个蓄电池全部充满后，切断所述多个蓄电池与充电电源的连接。

2.如权利要求1所述的自动均衡保护板，其特征在于，所述充电电源正极与所述均衡控制电路的输入端连接，所述充电电源负极与所述短路保护电路的输出端连接；所述均衡控制电路的第一输出端与对应充放电保护电路的输出端以及对应蓄电池的输入端连接，所述均衡控制电路的第二输出端与对应充放电保护电路的输入端连接；所述蓄电池的输出端与所述短路保护电路的输入端连接。

3.如权利要求1所述的自动均衡保护板，其特征在于，所述充放电保护电路包括第一充放电保护电路和第二充放电保护电路，所述均衡控制电路包括第一均衡控制电路和第二均衡控制电路，所述多个蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池；所述第一蓄电池的电源输入端分别与所述第一均衡控制电路的第一输出端及所述第一充放电保护电路的第一检测端连接，所述第一蓄电池的电源输出端分别与所述第一充放电保护电路的第二检测端以及所述第一均衡控制电路的检测端连接；所述充电电源正极分别与所述第一均衡控制电路的第一电源输入端、所述短路保护电路的电源输入端及所述第一均衡控制电路的第二电源输入端连接；所述第一均衡控制电路的输出端分别与所述第一充放电保护电路的输出端、所述第二均衡控制电路的电源输入端连接；

所述第二蓄电池的电源输入端分别与所述第二均衡控制电路的第一输出端及所述第二充放电保护电路的第一检测端连接，所述第二蓄电池的电源输出端分别与所述第二充放电保护电路的第二检测端以及所述第二均衡控制电路的检测端连接；所述短路保护电路的输入端分别与所述第二均衡控制电路的第二输出端及所述第二充放电保护电路的输出端连接，所述短路保护电路的输出端与所述充电电源负极连接，所述短路保护电路的电源端。

4.如权利要求3所述的自动均衡保护板，其特征在于，所述第一均衡控制电路包括第一均衡检测模块、第一充电开关和第二充电开关；所述第二均衡控制电路包括第二均衡检测模块、第三充电开关和第四充电开关；

所述第一充电开关的受控端、所述第二充电开关的受控端与所述第一均衡检测模块的控制信号输出端连接，所述第一充电开关的电源端与所述充电电源正极连接，所述第一充电开关的电源端为所述第一均衡控制电路的第一电源输入端，所述第一充电开关的输出端为所述第一均衡控制电路的第一输出端；所述第一均衡检测模块的检测端为所述第一均衡控制电路的检测端；所述第二充电开关的输入端为所述第一均衡控制电路的第二电源输入端，所述第二充电开关的输出端为所述的第一均衡控制电路的第二输出端；

所述第三充电开关的受控端、所述第四充电开关的受控端与所述第二均衡检测模块的控制信号输出端连接，所述第三充电开关的电源端与所述充电电源正极连接，所述第三充电开关的电源端为所述第二均衡控制电路的第一电源输入端，所述第三充电开关的输出端为所述第二均衡控制电路的第一电源输出端；所述第二均衡检测模块的检测端为所述第二均衡控制电路的检测端；所述第四充电开关的输入端为所述第二均衡控制电路的第二电源输入端，所述第四充电开关的输出端为所述的第二均衡控制电路的第二输出端。

5.如权利要求4所述的自动均衡保护板，其特征在于，所述第一均衡检测模块包括第一芯片、第一MOS管、第一电容、第一二极管、第一电阻和第二电阻；

所述第一芯片的检测端分别与所述第一电容的第一端、所述第一MOS管的源极与所述第一蓄电池的电源输出端连接，所述第一芯片的检测端为所述第一均衡检测模块的检测端，所述第一芯片的电源端分别与所述第一电容的第二端以及所述第一电阻的第一端连接，所述第一芯片的控制信号输出端分别与所述第一MOS管的栅极、所述第一充电开关的受控端及所述第二充电开关的受控端连接，所述第一芯片的控制信号输出端为所述第一均衡检测模块的控制信号输出端；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一二极管的第一端连接；所述第一二极管的第二端与所述第一MOS管的漏极连接；所述第二均衡控制电路与所述第一均衡控制电路的电路结构相同。

6.如权利要求3所述的自动均衡保护板，其特征在于，所述第一充电开关和第三充电开关为NMOS管，所述第二充电开关和第四充电开关为PMOS管。

7.如权利要求3所述的自动均衡保护板，其特征在于，所述第一充放电保护电路包括第二芯片、第四MOS管、第五MOS管、第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第二芯片的第一检测端分别与所述第二电容的第一端及所述第三电阻的第一端连接，所述第二芯片的第二检测端分别与所述第二电容的第二端、所述第一蓄电池的电源输出端、所述第四电阻的第一端及所述第四MOS管的源极连接，所述第二芯片的第一控制信号输出端与所述第四MOS管的栅极连接，所述第二芯片的第二控制信号输出端与所述第五MOS管的栅极连接，所述第二芯片的片选信号端与所述第四电阻的第二端连接；所述第三电阻的第二端与第一蓄电池的电源输入端连接；所述第四MOS管的漏极与所述第五MOS管的源极连接，所述第五MOS管的漏极为所述第一充放电保护电路的输出端；所述第二充放电保护电路与所述第一充放电保护电路的电路结构相同。

8.如权利要求1-7任一项所述的自动均衡保护板，其特征在于，所述短路保护电路包括第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻，所述第十三MOS管的源极为所述短路保护电路的控制信号输入端，所述第十三MOS管的漏极分别与所述第十四电阻的第二端、所述第十一电阻的第二端、所述第十二电阻的第二端及所述充电电源负极连接，所述第十三MOS管的栅极与所述第九电阻的第一端连接；所述第十二MOS管的基极分别与所述第十二MOS管的发射极、所述第十一MOS管的集电极、所述第十电阻的第一端及所述第二电源连接，所述第十二MOS管的集电极分别与所述第十一电阻的第一端及所述第九电阻的第二端连接；所述第十一MOS管的发射极与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十一MOS管的基极分别与所述第十三电阻的第一端及所述第十四电阻的第一端连接；所述第十三电阻的第二端与所述充电电源正极连接。