CN114388917A - 具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，包括第一电池包、第二电池包、串联在第一电池包的正极与控制器第一输入引脚之间的第一测压模块、串联在第二电池包的正极与控制器第二输入引脚之间的第二测压模块、串联在第一电池包负极和控制器第三输入引脚之间的第一测温模块以及串联在第二电池包负极和控制器第四输入引脚之间的第二测温模块，第一测压模块中串联有一个受控于控制器的第一开关，第二测压模块中串联有一个受控于控制器的第二开关，第一测温模块中串联有一个受控于控制器的第三开关，控制器分别通过第一开关、第二开关、第三开关控制第一测压模块、第二测压模块、第一测温模块的启动或关闭。

Description

具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路
技术领域
本发明涉及一种具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路。
背景技术
随着电动工具功率的提升，电动工具对电压的需求也越来越大，逐渐出现了40V额定电压的电动工具，而传统的电池包额定电压均没有这么大，为了适应40V额定电压的电动工具，目前采用的方案是用两个20V电池包串联供电，但这种供电模式还无法实现各电池包电压、温度的精细化控制，导致电池包使用寿命普遍较短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，以克服目前串联电池包使用寿命普遍较短的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，包括第一电池包、串联在第一电池包负极的第二电池包、串联在第一电池包的正极与控制器第一输入引脚之间的第一测压模块、串联在第二电池包的正极与控制器第二输入引脚之间的第二测压模块、串联在第一电池包负极和控制器第三输入引脚之间的第一测温模块以及串联在第二电池包负极和控制器第四输入引脚之间的第二测温模块，所述第一测压模块中串联有一个受控于控制器的第一开关，第二测压模块中串联有一个受控于控制器的第二开关，第一测温模块中串联有一个受控于控制器的第三开关，控制器分别通过第一开关、第二开关、第三开关控制第一测压模块、第二测压模块、第一测温模块的启动或关闭。
作为一种优选方案，所述第一测压模块包括相互串联的第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻的远离第二分压电阻的一端通过第一开关与第一电池包的正极连接，第二分压电阻远离第一分压电阻的一端接地，所述控制器第一输入引脚连接在第一分压电阻和第二分压电阻之间，所述第一开关为一个三极管，第一开关的源极接第一电池包正极，漏极接第一分压电阻，栅极接一个降压三极管的源极，降压三极管的漏极接地，栅极通过一个二极管接控制器第一输出引脚，二极管的正极接控制器第一输出引脚。
作为一种优选方案，所述第二开关是一个三极管，所述第二测压模块包括串联在第二开关源极和第二电池包正极之间的第三分压电阻和连接在第二开关漏极上的第四分压电阻，第四分压电阻另一端接地，所述控制器第二输入引脚与第四分压电阻并联在第二开关的漏极，所述第二开关的栅极与控制器第二输出引脚电性连接。
作为一种优选方案，所述第三开关是一个三极管，所述第一测温模块包括串联在第三开关源极和第一电池包负极之间的第一热敏电阻，第一热敏电阻位于第一电池包内，所述第三开关的漏极通过一个第五分压电阻接地，控制器第三输入引脚与第五分压电阻并联在第三开关的漏极，第三开关的栅极与控制器第三输出引脚电性连接。
作为一种优选方案，所述第四测温模块包括相互串联的一个第二热敏电阻和一个第六分压电阻，第二热敏电阻位于第二电池包内且与第二电池包负极连接，第六分压电阻远离第二热敏电阻的一端连接到一个检测电源，所述控制器的第四输出引脚连接在第二热敏电阻和第六分压电阻之间。
本发明的有益效果是：本发明通过第一测压模块、第一测温模块实时监控第一电池包的工作电压和工作温度，在工作电压和工作温度不符合要求时切断电源，避免第一电池包过度放电或工作温度超过安全范围，确保第一电池包的使用寿命。同样，本发明通过第二测压模块、第二测温模块实施监控第二电池包的工作电压和工作温度，确保第二电池包的使用寿命。而且，本发明还通过第一开关、第二开关和第三开关来控制第一测压模块、第一测温模块和第二测温模块的关闭和启动，使电动工具在不工作时的漏电流降低，大大延长了第一电池包和第二电池包的续航能力。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1是本发明所述电路的原理图；
图2是本发明所述电路的具体电路图。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。
如图1所示具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，包括第一电池包BAT1、串联在第一电池包BAT1负极的第二电池包BAT2、串联在第一电池包BAT1的正极与控制器MCU第一输入引脚IN01之间的第一测压模块、串联在第二电池包BAT2的正极与控制器MCU第二输入引脚IN02之间的第二测压模块、串联在第一电池包BAT1负极和控制器MCU第三输入引脚IN03之间的第一测温模块以及串联在第二电池包BAT2负极和控制器MCU第四输入引脚IN04之间的第二测温模块，所述第一测压模块中串联有一个受控于控制器MCU的第一开关Q1，第二测压模块中串联有一个受控于控制器MCU的第二开关Q2，第一测温模块中串联有一个受控于控制器MCU的第三开关Q3，控制器MCU分别通过第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3控制第一测压模块、第二测压模块、第一测温模块的启动或关闭。
如图2所示，本实施例中，第一测压模块包括相互串联的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，第一分压电阻R1远离第二分压电阻R2的一端通过第一开关Q1与第一电池包BAT1的正极连接，第二分压电阻R2远离第一分压电阻R1的一端接地（GND），所述控制器MCU第一输入引脚IN01连接在第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间，所述第一开关Q1为一个三极管，第一开关Q1的源极接第一电池包BAT1正极，漏极接第一分压电阻R1，栅极接一个降压三极管Q4的源极，降压三极管Q4的漏极接地，栅极通过一个二极管D1接控制器MCU第一输出引脚OUT01，二极管D1的正极接控制器MCU第一输出引脚OUT01。
第二开关Q2是一个三极管，第二测压模块包括串联在第二开关Q2源极和第二电池包BAT2正极之间的第三分压电阻R3和连接在第二开关Q2漏极上的第四分压电阻R4，第四分压电阻R4另一端接地，所述控制器MCU第二输入引脚IN02与第四分压电阻R4并联在第二开关Q2的漏极，所述第二开关Q2的栅极与控制器MCU第二输出引脚OUT02电性连接。
第三开关Q3是一个三极管，所述第一测温模块包括串联在第三开关Q3源极和第一电池包BAT1负极之间的第一热敏电阻NTC1，第一热敏电阻NTC1位于第一电池包BAT1内，所述第三开关Q3的漏极通过一个第五分压电阻R5接地，控制器MCU第三输入引脚INO3与第五分压电阻R5并联在第三开关Q3的漏极，第三开关Q3的栅极与控制器MCU第三输出引脚OUT03电性连接。
第四测温模块包括相互串联的一个第二热敏电阻NTC2和一个第六分压电阻R6，第二热敏电阻NTC2位于第二电池包BAT2内且与第二电池包BAT2负极连接，第六分压电阻R6远离第二热敏电阻NTC2的一端连接到一个检测电源V+，所述控制器MCU的第四输入引脚IN04连接在第二热敏电阻NTC2和第六分压电阻R6之间。
优选的，检测电源V+的通断由控制器MCU控制。
本发明工作过程是：如图1和图2所示，在电动工具启动状态时，第一电池包BAT1和第二电池包BAT2向控制器MCU的B+引脚供电，控制器MCU处于运行状态，控制器MCU通过第一输出引脚OUT01向降压三极管Q4的栅极输出一个高电平，使降压三极管Q4导通，降压三极管Q4导通后拉低了第一开关Q1栅极电压，进而使第一开关Q1导通，第一电池包BAT1的正极便通过第一分压电阻R1和第二分压电阻R2接地，此时，第二分压电阻R2正极电压同时输入控制器MCU的第一输入引脚IN01，控制器MCU通过计算得出第一电池包BAT1的工作电压。
同理，控制器MCU通过第二输出引脚OUT02向第二开关Q2的栅极输出一个高电平，使第二电池包BAT2的正极通过第三分压电阻R3和第四分压电阻R4接地，此时，第四分压电阻R4正极电压同时输入控制器MCU的第二输入引脚IN02，控制器MCU通过计算得出第二电池包BAT2的工作电压。
控制器MCU运行时，还通过第三输出引脚OUT03第三开关Q3的栅极输出一个高电平，使第三开关Q3到通过，从而使第二电池包BAT2的正极通过第一热敏电阻NTC1、第五分压电阻R5接地，此时，第五分压电阻R5正极电压同时输入控制器MCU的第三输入引脚IN03，控制器MCU通过计算得出第一热敏电阻NTC1的阻值及对应温度，由于第一热敏电阻NTC1设置在第一电池包BAT1内，因此第一热敏电阻NTC1的温度即第一电池包BAT1的工作温度。
在电动工具启动状态，检测电源V+才会有电，此时检测电源V+、第六分压电阻R6、第二热敏电阻NTC2以及第二电池包BAT2负极构成一条导通的回路，此时，第二热敏电阻NTC2的正极电压同时输入控制器MCU的第四输入引脚IN04，控制器MCU通过计算得出第二热敏电阻NTC2的阻值及对应温度，即第二电池包BAT2的工作温度。
控制器MCU通过分别监控第一电池包BAT1和第二电池包BAT2的工作温度、工作电压，当发现任一电池包的工作电压或工作温度超出正常范围时，便可控制电动工具停止工作，从而起到对相互串联的第一电池包BAT1和第二电池包BAT2的全面保护，有效地确保了各电池包的使用寿命。
在电动工具关闭状态，由于控制器MCU失电停止工作，因此其无法驱动第一开关Q1、第二开关Q2和第三开关Q3闭合，则第一测压模块、第二测压模块和第一测温模块均处于断开状态，第一电池包BAT1和第二电池包BAT2也就不会产生漏电流。同时，电动工具关闭状态时，检测电源V+也断开，而第二测温模块是直接连接在第二电池包BAT2的负极的，因此其不会引起第一电池包BAT1或第二电池包BAT2漏电。综上所述，本发明所述串联电路，在电动工具启动状态具备单独对各电池包的工作温度、工作电压进行检测的功能，还具备在电动工具关闭状态时漏电流极低的效果，能有效确保各电池包的使用寿命和延长续航时长。
上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，其特征在于，包括第一电池包、串联在第一电池包负极的第二电池包、串联在第一电池包的正极与控制器第一输入引脚之间的第一测压模块、串联在第二电池包的正极与控制器第二输入引脚之间的第二测压模块、串联在第一电池包负极和控制器第三输入引脚之间的第一测温模块以及串联在第二电池包负极和控制器第四输入引脚之间的第二测温模块，所述第一测压模块中串联有一个受控于控制器的第一开关，第二测压模块中串联有一个受控于控制器的第二开关，第一测温模块中串联有一个受控于控制器的第三开关，控制器分别通过第一开关、第二开关、第三开关控制第一测压模块、第二测压模块、第一测温模块的启动或关闭。
2.根据权利要求1所述的具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，其特征在于，所述第一测压模块包括相互串联的第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻的远离第二分压电阻的一端通过第一开关与第一电池包的正极连接，第二分压电阻远离第一分压电阻的一端接地，所述控制器第一输入引脚连接在第一分压电阻和第二分压电阻之间，所述第一开关为一个三极管，第一开关的源极接第一电池包正极，漏极接第一分压电阻，栅极接一个降压三极管的源极，降压三极管的漏极接地，栅极通过一个二极管接控制器第一输出引脚，二极管的正极接控制器第一输出引脚。
3.根据权利要求1所述的具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，其特征在于，所述第二开关是一个三极管，所述第二测压模块包括串联在第二开关源极和第二电池包正极之间的第三分压电阻和连接在第二开关漏极上的第四分压电阻，第四分压电阻另一端接地，所述控制器第二输入引脚与第四分压电阻并联在第二开关的漏极，所述第二开关的栅极与控制器第二输出引脚电性连接。
4.根据权利要求1所述的具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，其特征在于，所述第三开关是一个三极管，所述第一测温模块包括串联在第三开关源极和第一电池包负极之间的第一热敏电阻，第一热敏电阻位于第一电池包内，所述第三开关的漏极通过一个第五分压电阻接地，控制器第三输入引脚与第五分压电阻并联在第三开关的漏极，第三开关的栅极与控制器第三输出引脚电性连接。
5.根据权利要求1所述的具有测温、测压功能的低漏电电池包串联电路，其特征在于，所述第四测温模块包括相互串联的一个第二热敏电阻和一个第六分压电阻，第二热敏电阻位于第二电池包内且与第二电池包负极连接，第六分压电阻远离第二热敏电阻的一端连接到一个检测电源，所述控制器的第四输出引脚连接在第二热敏电阻和第六分压电阻之间。
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