CN112305443A - 一种锂电池快速充电老化治具 - Google Patents

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赵智星
杨譓鹏
丁思才
李益庭
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Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，且公开了一种锂电池快速充电老化治具，包括输入检测模块，所述输入检测模块和直流5V电源进行电性连接，所述输入检测模块还和单片机供电模块进行电性连接，所述单片机供电模块输出2.8V直流电压，所述单片机供电模块上还连接有单片机控制模块，所述单片机控制模块和充电模块进行电性连接，所述充电模块上还电性连接有输出保护模块，所述输出保护模块通过充电模块进行充电，所述单片机控制模块上还电性连接有充电电流检测模块、充电电压检测模块，所述单片机控制模块上还电性连接有电量显示模块；本发明充电过程中通过间断停止充电进行电压检测，可精准读取电池电压，实现充电电压精度高和充电速度快。

Description

一种锂电池快速充电老化治具
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种锂电池快速充电老化治具。
背景技术
现有锂电池充电设备主要为大型设备价格昂贵，锂电池高电压段和低电压段容量小，中间电压段容量大，在生产测试中我们需要控制到中间电压，而现有设备是先进行CC快速充电，充电电压接近设定电压时转为CV慢速充电模式，CV充电电流小于设定截止电流时停止充电，截止电流越小充电精度越高，但充电时间会增加，根据据锂电池特性这种充电模式对于需要充满电池情况下具有快速充电优势，对于工厂充电30-100％的要求充电速度会很慢，严重影响生产效率。为此，我们提出了一种锂电池快速充电老化治具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池快速充电老化治具，具备保证了充电电流大也保证了检测电压的准确性的优点，解决了电量在30-100％充电速度慢的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池快速充电老化治具，包括输入检测模块，所述输入检测模块和直流5V电源进行电性连接，所述输入检测模块还和单片机供电模块进行电性连接，所述单片机供电模块输出2.8V直流电压，所述单片机供电模块上还连接有单片机控制模块，所述单片机控制模块和充电模块进行电性连接，所述充电模块上还电性连接有输出保护模块，所述输出保护模块通过充电模块进行充电，所述单片机控制模块上还电性连接有充电电流检测模块、充电电压检测模块，所述单片机控制模块上还电性连接有电量显示模块。
优选的，所述输入检测模块包括R2、R1、R3、C1、U3，所述R2、R1进行串联，且所述R2、R1对输入电压进行分压，所述单片机控制模块包括单片机U3，所述R3和C1将分压电压传送给单片机U3(19脚)进行输入电压检测。
优选的，所述充电模块包括R5、Q1、R18、D1、D2、R6、Q8、M1、DC5V、R9、M1、M2、L1、C4、D3、C6、GND，所述单片机U3(13脚)和R5进行连接，所述R5另一端连接Q1基极和R18下拉电阻，所述Q1发射极接GND集电极与D1和D2二级管负极相连，所述D1正极连接R6和Q8基极相连，所述R6另一端与Q8集电极、M1漏极、DC5V相连，所述Q8发射极与D2正极、R9、M1栅极和M2栅极相连，所述R9另一端与M1源极和M2源极相连，所述M2漏极与L1、C4、D3负极相连，所述C4与R1串联后与D3并联，所述C6连接L1输出端滤波。
优选的，所述充电电流检测模块包括R22、R25、R10、C3，所述R22串联在GND和GND3之间,通过R25与C3、R10连接到单片机U3(18脚)进行电流检测。
优选的，所述充电电压检测模块R61、R62、B1+、R63、C33，所述R61和R62串联对B1+输出电压分压，通过R63和C33连接到单片机U3(12脚)进行输出电压检测。
优选的，所述输出保护模块包括IC1、M7 MOS管、M6 MOS管、R12，所述IC1为HY2113锂电池保护IC，1脚为放电控制连接M7 MOS管，3脚为充电控制连接M6 MOS管，2脚为过流检测串联R12连接GND3，5脚为供电脚连接输出电压。
优选的，所述单片机供电模块包括U6稳压块、C31、C32和C30，所述U6稳压块3脚、C31滤波电容和输入电压连接，所述U6第2脚输出2.8V直流电源，所述C32和C30并联在U6输出端起滤波作用。
优选的，所述电量显示模块包括R56、R57、R58、R59、LED1、LED2、LED3、LED4，所述单片机U3(2脚)与R56、R57、R58、R59相连，所述R56与LED1串联，所述LED1负极与U6(4脚)相连，所述R57与LED2串联，所述LED2正极与U6(4脚)相连，所述R58与LED3串联，所述LED3负极与U6(3脚)相连，所述R59与LED4串联，所述LED4正极与U6(3脚)相连，电量为0-25％点亮LED1,电量为25-50％点亮LED2,电量为50-75％点亮LED3,电量为75-100％点亮LED4。
优选的，所述单片机U3型号为合泰HT66F0175单片机，5、7脚连接J13、4脚，14脚接地，15脚接R73后接地。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明充电治具是先进行CC充电，充电电压接近设定电压时转为CC充电，充电过程中通过间断性停止充电进行电压检测，间断时间为毫秒级，不会影响充电速度，这样既保证了充电电流大也保证了检测电压的准确性，解决电量要在30-100％充电速度慢问题。
附图说明
图1为本发明功能方框图；
图2为本发明电路原理图。
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一部分实施例，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做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。
请参阅图1-2，一种锂电池快速充电老化治具，包括输入检测模块，输入检测模块和直流5V电源进行电性连接，输入检测模块还和单片机供电模块进行电性连接，单片机供电模块输出2.8V直流电压，单片机控制模块启动后通过输入检测模块检测输入电压。
单片机供电模块上还连接有单片机控制模块，单片机控制模块和充电模块进行电性连接，充电模块上还电性连接有输出保护模块，输出保护模块通过充电模块进行充电，单片机控制模块上还电性连接有充电电流检测模块、充电电压检测模块，单片机控制模块上还电性连接有电量显示模块，充电电流检测模块和充电电压检测模块实时反馈充电电流和电压给单片机控制模块，使其不断调整充电状态，同时单片机控制模块将通过电量显示模块显示出来。
进一步的，输入检测模块包括R2、R1、R3、C1、U3，R2、R1进行串联，且R2、R1对输入电压进行分压，单片机控制模块包括单片机U3，R3和C1将分压电压传送给单片机U3(19脚)进行输入电压检测。
进一步的，充电模块包括R5、Q1、R18、D1、D2、R6、Q8、M1、DC5V、R9、M1、M2、L1、C4、D3、C6、GND，单片机U3(13脚)和R5进行连接，R5另一端连接Q1基极和R18下拉电阻，Q1发射极接GND集电极与D1和D2二级管负极相连，D1正极连接R6和Q8基极相连，R6另一端与Q8集电极、M1漏极、DC5V相连，Q8发射极与D2正极、R9、M1栅极和M2栅极相连，R9另一端与M1源极和M2源极相连，M2漏极与L1、C4、D3负极相连，C4与R1串联后与D3并联，C6连接L1输出端滤波。
进一步的，充电电流检测模块包括R22、R25、R10、C3，R22为电流取样电阻，R22串联在GND和GND3之间,通过R25与C3、R10连接到单片机U3(18脚)进行电流检测。
进一步的，充电电压检测模块R61、R62、B1+、R63、C33，R61和R62串联对B1+输出电压分压，通过R63和C33连接到单片机U3(12脚)进行输出电压检测。
进一步的，输出保护模块包括IC1、M7MOS管、M6MOS管、R12，IC1为HY2113锂电池保护IC，1脚为放电控制连接M7 MOS管，3脚为充电控制连接M6 MOS管，充电电压大于4.2V时关闭M6防止过充，2脚为过流检测串联R12连接GND3，5脚为供电脚连接输出电压。
进一步的，单片机供电模块包括U6、C31、U6、C32和C30，U6稳压块3脚、C31滤波电容和输入电压连接，U6第2脚输出2.8V直流电源，C32和C30并联在U6输出端起滤波作用。
进一步的，电量显示模块包括R56、R57、R58、R59、LED1、LED2、LED3、LED4，单片机U3(2脚)与R56、R57、R58、R59相连，R56与LED1串联，LED1负极与U6(4脚)相连，R57与LED2串联，LED2正极与U6(4脚)相连，R58与LED3串联，LED3负极与U6(3脚)相连，R59与LED4串联，LED4正极与U6(3脚)相连，电量为0-25％点亮LED1,电量为25-50％点亮LED2,电量为50-75％点亮LED3,电量为75-100％点亮LED4。
进一步的，单片机U3型号为合泰HT66F0175单片机，5、7脚连接J13、4脚，14脚接地，15脚接R73后接地。
使用时，单片机13脚为PWM输出驱动充电模块做开关充电动作，充电工作在CC模式时通过充电电流检测模块反馈充电电流进行充电校正，当充电电压接近设定电压时，充电进入间断性CC充电模式，充电电流继续保持大电流不变，充电过程中通过间断停止充电进行电压检测，停止充电时电流为0,此时充电电压检测模块检测电池电压就不存在电流压降损耗，可精准读取电池电压，像这样反复充电和检测直到电池电压达到设定电压时结束充电，中断充电时间为毫秒级对充电速度几乎无影响，这样既满足充电电压高精度问题也能满足快速充电问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种锂电池快速充电老化治具，包括输入检测模块，其特征在于：所述输入检测模块和直流5V电源进行电性连接，所述输入检测模块还和单片机供电模块进行电性连接，所述单片机供电模块输出2.8V直流电压，所述单片机供电模块上还连接有单片机控制模块，所述单片机控制模块和充电模块进行电性连接，所述充电模块上还电性连接有输出保护模块，所述输出保护模块通过充电模块进行充电，所述单片机控制模块上还电性连接有充电电流检测模块、充电电压检测模块，所述单片机控制模块上还电性连接有电量显示模块。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述输入检测模块包括R2、R1、R3、C1、U3，所述R2、R1进行串联，且所述R2、R1对输入电压进行分压，所述单片机控制模块包括单片机U3，所述R3和C1将分压电压传送给单片机U3(19脚)进行输入电压检测。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述充电模块包括R5、Q1、R18、D1、D2、R6、Q8、M1、DC5V、R9、M1、M2、L1、C4、D3、C6、GND，所述单片机U3(13脚)和R5进行连接，所述R5另一端连接Q1基极和R18下拉电阻，所述Q1发射极接GND集电极与D1和D2二级管负极相连，所述D1正极连接R6和Q8基极相连，所述R6另一端与Q8集电极、M1漏极、DC5V相连，所述Q8发射极与D2正极、R9、M1栅极和M2栅极相连，所述R9另一端与M1源极和M2源极相连，所述M2漏极与L1、C4、D3负极相连，所述C4与R1串联后与D3并联，所述C6连接L1输出端滤波。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述充电电流检测模块包括R22、R25、R10、C3，所述R22串联在GND和GND3之间,通过R25与C3、R10连接到单片机U3(18脚)进行电流检测。
5.根据权利要求2所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述充电电压检测模块R61、R62、B1+、R63、C33，所述R61和R62串联对B1+输出电压分压，通过R63和C33连接到单片机U3(12脚)进行输出电压检测。
6.根据权利要求3所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述输出保护模块包括IC1、M7 MOS管、M6 MOS管、R12，所述IC1为HY2113锂电池保护IC，1脚为放电控制连接M7 MOS管，3脚为充电控制连接M6 MOS管，2脚为过流检测串联R12连接GND3，5脚为供电脚连接输出电压。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述单片机供电模块包括U6、C31、C32和C30，所述U63脚、C31滤波电容和输入电压连接，所述U6第2脚输出2.8V直流电源，所述C32和C30并联在U6输出端起滤波作用。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述电量显示模块包括R56、R57、R58、R59、LED1、LED2、LED3、LED4，所述单片机U3(2脚)与R56、R57、R58、R59相连，所述R56与LED1串联，所述LED1负极与U6(4脚)相连，所述R57与LED2串联，所述LED2正极与U6(4脚)相连，所述R58与LED3串联，所述LED3负极与U6(3脚)相连，所述R59与LED4串联，所述LED4正极与U6(3脚)相连，电量为0-25％点亮LED1,电量为25-50％点亮LED2,电量为50-75％点亮LED3,电量为75-100％点亮LED4。
9.根据权利要求2所述的一种锂电池快速充电老化治具，其特征在于：所述单片机U3型号为合泰HT66F0175单片机，5、7脚连接J13、4脚，14脚接地，15脚接R73后接地。
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