CN116742764B - 一种储能电池充电管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电管理技术领域，提出了一种储能电池充电管理系统，包括主控单元和充电管理电路，充电管理电路连接主控单元，充电管理电路包括开关管Q1、运放U3、电阻R3、电阻R1和电阻R2，开关管Q1的第一端连接直流电源的正极，开关管Q1的第二端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阳极通过电阻R1连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端接地，运放U3的反相输入端连接电阻R2的第一端，运放U3的同相输入端连接Vref1参考电源，运放U3的输出端通过电阻R3连接运放U3的反相输入端，运放U3的输出端连接开关管Q1的控制端，直流电源的负极接地。通过上述技术方案，解决了现有技术中储能电池充电装置电路结构复杂的问题。

Description

一种储能电池充电管理系统

技术领域

本发明涉及充电管理技术领域，具体的，涉及一种储能电池充电管理系统。

背景技术

电池是一种能将化学能转化成电能的装置，电池放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能，将这类电池称为储能电池（蓄电池），随着科学技术的高速发展，储能电池的种类多种多样，如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池以及锂电池等，其中锂电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、无记忆效应等显著优点，因此在电子、空间工程等领域得到了广泛的应用。另外，锂电池可以做得更薄更小，任意面积化和任意形状化的特点，也大大提高了锂电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池。锂电池在充放电的过程中，如果使用不当（如：电池过充、过放、充电电压不稳定等），锂电池将会出现很容易出现热鼓胀、冒烟、着火甚至爆炸等情况，从而影响了电池的使用寿命，为了提高电池的使用寿命，通常在充电装置上分别配置有过充保护模块和稳压模块，以防止储能电池过充或充电电压不稳定等，这样就导致充电装置电路结构复杂、体积较大，在使用的过程中存在不便的问题。

发明内容

本发明提出一种储能电池充电管理系统，解决了现有技术中储能电池充电装置电路结构复杂的问题。

本发明的技术方案如下：

一种储能电池充电管理系统，包括主控单元和充电管理电路，所述充电管理电路连接所述主控单元，所述充电管理电路包括开关管Q1、运放U3、电阻R3、电阻R1、电阻R2、二极管D1、开关管Q7、开关管Q8、电阻R6和电阻R7，

所述开关管Q1的第一端连接直流电源的正极，所述开关管Q1的第二端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阳极通过所述电阻R1连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第二端接地，所述运放U3的反相输入端连接所述电阻R2的第一端，所述运放U3的同相输入端连接Vref1参考电源，所述运放U3的输出端通过所述电阻R3连接所述运放U3的反相输入端，所述运放U3的输出端连接所述开关管Q1的控制端，

所述开关管Q7的控制端连接所述电阻R2的第一端，所述开关管Q7的第一端连接直流电源的负极，所述开关管Q7的第二端接地，

所述二极管D1的阴极连接蓄电池U2的正极，所述蓄电池U2的负极连接所述开关管Q8的第一端，所述电阻R6的第一端连接所述蓄电池U2的正极，所述电阻R6的第二端连接所述主控单元的第一输入端，所述电阻R6的第二端通过所述电阻R7连接所述开关管Q8的第一端，所述开关管Q8的第二端接地，所述开关管Q8的控制端连接所述电阻R6的第二端。

进一步，本发明中所述充电管理电路还包括开关管Q3、开关管Q4、电阻R4、开关管Q5、电感L1和二极管D2，所述开关管Q3的控制端连接所述开关管Q4的控制端，所述开关管Q4的控制端连接所述主控单元的第一输出端，所述开关管Q4的第一端连接所述二极管D1的阴极，所述开关管Q4的第二端连接所述开关管Q3的第一端，所述开关管Q3的第一端通过所述电阻R4连接所述开关管Q5的控制端，所述开关管Q3的第二端连接所述开关管Q8的第一端，所述电感L1的第一端连接所述二极管D1的阴极，所述电感L1的第二端连接所述开关管Q5的第一端，所述开关管Q5的第二端连接所述开关管Q8的第一端，所述二极管D2的阳极连接所述电感L1的第二端，所述二极管D2的阴极连接所述蓄电池U2的正极。

进一步，本发明中所述充电管理电路还包括电阻R20和开关管Q10，所述电阻R20的第一端连接所述主控单元的第二输出端，所述电阻R20的第二端连接所述开关管Q10的控制端，所述开关管Q10的第一端连接所述开关管Q3的控制端，所述开关管Q10的第二端接地。

进一步，本发明中还包括过温保护电路，所述过温保护电路包括电阻R15、稳压管D4、电阻R16、热敏电阻RT、运放U5、电阻R17、电阻R18、电阻R19和运放U6，所述电阻R15的第一端连接5V电源，所述电阻R15的第二端连接所述稳压管D4的阴极，所述稳压管D4的阳极接地，所述运放U5的同相输入端通过所述电阻R16连接所述稳压管D4的阴极，所述运放U5的同相输入端通过所述热敏电阻RT接地，所述运放U5的反相输入端通过所述电阻R17接地，所述运放U5的输出端通过所述电阻R18连接所述运放U5的反相输入端，所述运放U5的输出端通过所述电阻R19连接所述运放U6的反相输入端，所述运放U6的同相输入端连接Vref2参考电源，所述运放U6的输出端作为所述过温保护电路的输出，接入开关管Q10的控制端。

进一步，本发明中还包括或逻辑运算电路，所述或逻辑运算电路包括或门U1，所述或门U1的第一输入端连接所述主控单元的第二输出端，所述或门U1的第二输入端连接所述运放U6的输出端，所述或门U1的输出端连接所述电阻R20的第一端。

进一步，本发明中还包括过放保护电路，所述过放保护电路包括电阻R5、稳压管D3、电阻R8、电阻R9、运放U4、电阻R10、电阻R11、开关管Q9、电阻R13、电阻R14和开关管Q6，所述电阻R5的第一端连接所述蓄电池U2的正极，所述电阻R5的第二端连接所述稳压管D3的阴极，所述稳压管D3的阳极接地，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R8连接所述蓄电池U2的正极，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R9接地，所述运放U4的反相输入端连接所述稳压管D3的阴极，所述运放U4的输出端通过所述电阻R10连接所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的输出端通过所述电阻R11连接所述开关管Q9的控制端，所述开关管Q9的第一端通过所述电阻R13连接所述蓄电池U2的正极，所述开关管Q9的第一端通过所述电阻R14连接所述开关管Q6的控制端，所述开关管Q9的第二端接地，所述开关管Q6的第一端连接所述蓄电池U2的正极，所述开关管Q6的第二端连接负载RL的第一端，所述负载RL的第二端接地。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，直流电源输出6V的直流电，6V直流电经充电管理电路为蓄电池U2充电，充电管理电路可以起到稳定充电电压、防止蓄电池U2过充以及防止电源反接的作用。

具体的，充电管理电路的工作原理为：充电时，6V电源经开关管Q1和二极管D1后为蓄电池U2充电，电阻R1和电阻R2构成分压电路，对直流电源输出的电压进行分压，取电阻R2上的电压为采样电压，并加至运放U3的反相输入端，运放U3构成减法电路，当直流电源的输出电压升高时，运放U3反相输入端电压升高，运放U3输出端电压减小，从而导致开关管Q1的控制端电压减小，开关管Q1的导通压降增加，开关管Q1的第二端电压减小，从而抑制直流电源的输出电压升高；当直流电源的输出电压减小时，电阻R2上的分压减小，运放U3反相输入端电压减小，导致运放U3输出端电压升高，即开关管Q1的控制端电压升高，开关管Q1的导通压降减小，从而使开关管Q1第二端的电压升高，抑制直流电源的输出电压减小，从而保证蓄电池U2在充电的过程中充电电压保持不变，二极管D1用于防止蓄电池U2中的电压倒灌。

直流电源接反时，蓄电池U2将无法正常充电，严重时会烧毁充电管理电路，电阻R1、电阻R2和开关管Q7构成防反接电路，当直流电源正常连接时，电阻R2的第一端为高电平，开关管Q7的控制端为高电平，开关管Q7导通，直流电源的正极连接开关管Q1的第一端，直流电源的负极通过开关管Q7到地，形成充电回路，这时直流电源可正常为蓄电池U2充电；当直流电源接反时，开关管Q1的第一端接直流电源的负极，开关管Q7的第一端接直流电源的正极，电阻R2上的电压为0，开关管Q7截止，因此直流电源和蓄电池U2之间无法构成充电回路，蓄电池U2不充电，从而避免了直流电源反接对蓄电池U2以及充电管理电路造成影响。

电阻R6和电阻R7同样构成分压电路，用于检测蓄电池U2的充电电量，取电阻R7上的分压作为采样电压加至开关管Q8的控制端，当蓄电池U2的充电电量低于设定值时，电阻R7上的分压低于开关管Q8的夹断电压，开关管Q8导通，直流电源加至蓄电池U2的正极，蓄电池U2的负极接地，形成充电回路，蓄电池U2正常充电，当蓄电池U2的充电电量达到设定值时，电阻R7上的分压大于开关管Q8的夹断电压，开关管Q8截止，蓄电池U2的充电回路被断开，蓄电池U2停止充电，避免了对蓄电池U2过充。

本发明中的充电管理电路将稳定充电电压的功能、防止直流电源反接的功能、避免蓄电池U2过充的功能集中到一个电路中，简化了电路结构，可以大大减小充电装置的体积，使用方便。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明中充电管理电路的电路图；

图2为本发明中过温保护电路的电路图；

图3为本发明中或逻辑运算电路的电路图；

图4为本发明中过放保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提出了一种储能电池充电管理系统，包括主控单元和充电管理电路，充电管理电路连接主控单元，充电管理电路包括开关管Q1、运放U3、电阻R3、电阻R1、电阻R2、二极管D1、开关管Q7、开关管Q8、电阻R6和电阻R7，开关管Q1的第一端连接直流电源的正极，开关管Q1的第二端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阳极通过电阻R1连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端接地，运放U3的反相输入端连接电阻R2的第一端，运放U3的同相输入端连接Vref1参考电源，运放U3的输出端通过电阻R3连接运放U3的反相输入端，运放U3的输出端连接开关管Q1的控制端，开关管Q7的控制端连接电阻R2的第一端，开关管Q7的第一端连接直流电源的负极，开关管Q7的第二端接地，二极管D1的阴极连接蓄电池U2的正极，蓄电池U2的负极连接开关管Q8的第一端，电阻R6的第一端连接蓄电池U2的正极，电阻R6的第二端连接主控单元的第一输入端，电阻R6的第二端通过电阻R7连接开关管Q8的第一端，开关管Q8的第二端接地，开关管Q8的控制端连接电阻R6的第二端。

本实施例中，直流电源采用的是6V直流电源，6V电源经充电管理电路为蓄电池U2充电，充电管理电路的作用是保证蓄电池U2的充电电压保持稳定、防止蓄电池U2过充以及防止电源反接。

本实施例中，采用N沟道增强型场效应管作为开关管Q1，N沟道增强型场效应管的栅极作为开关管Q1的控制端，N沟道增强型场效应管的漏极作为开关管Q1的第一端，N沟道增强型场效应管的源极作为开关管Q1的第二端；采用N沟道增强型场效应管作为开关管Q7，N沟道增强型场效应管的栅极作为开关管Q7的控制端，N沟道增强型场效应管的漏极作为开关管Q7的第一端，N沟道增强型场效应管的源极作为开关管Q7的第二端；采用P沟道增强型场效应管作为开关管Q8，P沟道增强型场效应管的栅极作为开关管Q8的控制端，P沟道增强型场效应管的漏极作为开关管Q8的第二端，P沟道增强型场效应管的源极作为开关管Q8的第一端。

充电管理电路的工作原理为：当充电管理电路接通6V直流电源时，6V电源经开关管Q1和二极管D1后为蓄电池U2充电，充电过程中，直流电源可能会随着环境的变化导致其输出的6V电源出现不稳定的情况，导致对蓄电池U2充电造成影响，为此，本实施例采用了恒压充电方式，电阻R1和电阻R2构成分压电路，对直流电源输出的电压进行分压，取电阻R2上的电压为采样电压，并加至运放U3的反相输入端，当直流电源的输出电压升高时，运放U3反相输入端电压升高，运放U3构成减法电路，当运放U3反相输入端电压升高后，运放U3输出端电压减小，从而导致开关管Q1的控制端电压减小，由于场效应管为电压型控制器件，因此当开关管Q1的控制端电压减小后，开关管Q1的导通压降增加，开关管Q1的第二端电压减小，从而抑制直流电源的输出电压升高；当直流电源的输出电压减小时，电阻R2上的分压减小，运放U3反相输入端电压减小，导致运放U3输出端电压升高，即开关管Q1的控制端电压升高，开关管Q1的导通压降减小，从而使开关管Q1第二端的电压升高，抑制直流电源的输出电压减小，从而保证蓄电池U2在充电的过程中充电电压保持不变，其中二极管D1用于防止蓄电池U2中的电压倒灌。

直流电源接反时，蓄电池U2将无法正常充电，严重时会烧毁充电管理电路。电阻R1、电阻R2和开关管Q7构成防反接电路，当直流电源正常连接时，电阻R2的第一端为高电平，因此，开关管Q7的控制端为高电平，开关管Q7导通，直流电源的正极连接开关管Q1的第一端，直流电源的负极通过开关管Q7到地，形成充电回路，这时直流电源可正常为蓄电池U2充电；当直流电源接反时，开关管Q1的第一端接直流电源的负极，开关管Q7的第一端接直流电源的正极，电阻R2上的电压为0，开关管Q7截止，因此直流电源和蓄电池U2之间无法构成充电回路，蓄电池U2不充电，从而避免了直流电源反接对蓄电池U2以及充电管理电路造成影响。

电阻R6和电阻R7同样构成分压电路，用于检测蓄电池U2的充电电量，取电阻R7上的分压作为采样电压加至开关管Q8的控制端，当蓄电池U2的充电电量低于设定值时，电阻R7上的分压低于开关管Q8的夹断电压，开关管Q8导通，直流电源加至蓄电池U2的正极，蓄电池U2的负极接地，形成充电回路，蓄电池U2正常充电，当蓄电池U2的充电电量达到设定值时，电阻R7上的分压大于开关管Q8的夹断电压，开关管Q8截止，蓄电池U2的充电回路被断开，蓄电池U2停止充电，避免了对蓄电池U2过充，同时，主控单元通过采集电阻R7上的电压值读取蓄电池U2的充电电量。

传统的电池充电管理系统的功能比较单一，电路结构复杂，相比于传统的电池充电管理系统而言，本实施例中的充电管理电路将稳定充电电压的功能、防止直流电源反接的功能、避免蓄电池U2过充的功能集中到一个电路中，简化了电路结构，可以大大减小充电装置的体积，使用方便。

如图1所示，本实施例中充电管理电路还包括开关管Q3、开关管Q4、电阻R4、开关管Q5、电感L1和二极管D2，开关管Q3的控制端连接开关管Q4的控制端，开关管Q4的控制端连接主控单元的第一输出端，开关管Q4的第一端连接二极管D1的阴极，开关管Q4的第二端连接开关管Q3的第一端，开关管Q3的第一端通过电阻R4连接开关管Q5的控制端，开关管Q3的第二端连接开关管Q8的第一端，电感L1的第一端连接二极管D1的阴极，电感L1的第二端连接开关管Q5的第一端，开关管Q5的第二端连接开关管Q8的第一端，二极管D2的阳极连接电感L1的第二端，二极管D2的阴极连接蓄电池U2的正极。

本实施例中，蓄电池U2的充电电压为12V，而直流电源的输出电压为6V，6V电源无法使蓄电池U2正常充电，因此，本实施例在二极管D1和蓄电池U2的正极之间加入了升压电路。

蓄电池U2充电时，主控单元输出一定占空比的PWM控制信号加至开关管Q3和开关管Q4的控制端，当PWM控制信号为高电平时，开关管Q3截止，开关管Q4导通，开关管Q3的第一端为高电平，开关管Q5导通，二极管D1输出的6V电压经电感L1、开关管Q5和开关管Q8后到地，电感L1存储电能，这时由电容C3为电池U2充电；当PWM控制信号为低电平时，开关管Q4截止，开关管Q3导通，开关管Q3的第一端为低电平，开关管Q5截止，这时二极管D1输出的6V电压以及电感L1中所存储的电能同时为蓄电池U2充电，充电电压为12V，同时为电容C3充电，当PWM控制信号再次变为高电平时，电感再次存储电能，依此形成循环，直至蓄电池U2的充电电量达到设定值，主控单元停止输出PWM控制信号。

通过改变PWM控制信号的占空比可以改变开关管Q3和开关管Q4的导通和截止时间，改变电感L1的储能时间，从而在二极管D2的阴极可以输出不同的电压值，因此，本实施例可以通过改变PWM控制信号的占空比，改变升压电路的输出电压，从而适用于不同电压值的蓄电池充电。

本实施例中，采用PNP型三极管作为开关管Q3，PNP型三极管的基极为开关管Q3的控制端，PNP型三极管的发射极为开关管Q3的第一端，PNP型三极管的集电极为开关管Q3的第二端；采用NPN型三极管作为开关管Q4，NPN型三极管的基极为开关管Q4的控制端，NPN型三极管的集电极为开关管Q4的第一端，NPN型三极管的发射极为开关管Q4的第二端；采用N沟道增强型场效应管作为开关管Q5，N沟道增强型场效应管的栅极作为开关管Q5的控制端，N沟道增强型场效应管的漏极作为开关管Q5的第一端，N沟道增强型场效应管的源极作为开关管Q5的第二端。

如图1所示，本实施例中充电管理电路还包括电阻R20和开关管Q10，电阻R20的第一端连接主控单元的第二输出端，电阻R20的第二端连接开关管Q10的控制端，开关管Q10的第一端连接开关管Q3的控制端，开关管Q10的第二端接地。

为了保证充电管理电路在工作中更加稳定可靠，本实施例中添加了开关电路，开关电路由电阻R20和开关管Q10构成，当蓄电池U2充电时，主控单元的第二输出端输出低电平信号，开关管Q10的控制端为低电平，开关管Q10截止，这时蓄电池U2可正常充电；当蓄电池U2充电结束后，主控单元输出高电平信号，开关管Q10导通，将开关管Q3和开关管Q4的控制端拉低，升压电路停止工作，防止主控单元误动作持续对升压电路输出PWM控制信号，升压电路持续工作将会产生大量热量，容易造成电路老化，温度过高时还会引发火灾。

本实施例中，采用NPN型三极管作为开关管Q10，NPN型三极管的基极为开关管Q10的控制端，NPN型三极管的集电极为开关管Q10的第一端，NPN型三极管的发射极为开关管Q10的第二端；

如图2所示，本实施例还包括过温保护电路，过温保护电路包括电阻R15、稳压管D4、电阻R16、热敏电阻RT、运放U5、电阻R17、电阻R18、电阻R19和运放U6，电阻R15的第一端连接5V电源，电阻R15的第二端连接稳压管D4的阴极，稳压管D4的阳极接地，运放U5的同相输入端通过电阻R16连接稳压管D4的阴极，运放U5的同相输入端通过热敏电阻RT接地，运放U5的反相输入端通过电阻R17接地，运放U5的输出端通过电阻R18连接运放U5的反相输入端，运放U5的输出端通过电阻R19的反相输入端，运放U6的同相输入端连接Vref2参考电源，运放U6的输出端连接电阻R20的第一端。

在蓄电池U2充电的过程中，整个充电管理系统将会产生大量热量，温度过高时可能会引发火灾危险，因此本实施例中加入了过温保护电路。

过温保护电路的工作原理为：在蓄电池U2充电时，热敏电阻RT用于检测整个充电管理系统的温度，本实施例中采用负温度系数的热敏电阻，温度越高热敏电阻RT的阻值越低，温度越低，热敏电阻RT的阻值越高，但热敏电阻RT的阻值随温度变化的范围较小，因此热敏电阻RT上的电压变化较小，需要对热敏电阻RT上所产生的电压进行放大，运放U5构成放大电路，放大后的信号送至运放U6的反相输入端，运放U6构成比较电路，当充电管理系统的温度低于设定值时，热敏电阻RT上的电压高，经运放U5放大后使运放U6反相输入端的电压高于运放U6同相输入端的参考电压Vref2，运放U6输出低电平信号，开关管Q10截止，蓄电池U2正常充电；当充电管理系统的温度高于设定值时，热敏电阻RT上的电压减小，经运放U5放大后，运放U6反相输入端的电压低于运放U6同相输入端电压，运放U6输出高电平信号，开关管Q10导通，升压电路停止工作，蓄电池U2停止充电。随着充电管理系统的温度慢慢降低，当温度下降到低于设定值时，运放U6的输出端再次变为高电平，开关管Q10截止，蓄电池U2再次进入充电状态。

因此，本实施例中，当充电管理系统的温度超过设定值时，停止向蓄电池充电，待温度降低后可自动恢复充电。

如图3所示，本实施例中还包括或逻辑运算电路，或逻辑运算电路包括或门U1，或门U1的第一输入端连接主控单元的第二输出端，或门U1的第二输入端连接运放U6的输出端，或门U1的输出端连接电阻R20的第一端。

本实施例中，主控单元用于输出高电平或低电平信号经电阻R20后送至开关管Q10的控制端，从而控制开关管Q10的导通和截止，此时，运放U6输出的电平信号同样控制开关管Q6的导通和截止，主控单元的第二输出端和运放U6的输出端相连接，这样会导致运放U6的输出高电平信号反相送至主控单元，若运放U6输出的电压过高，会将主控单元烧毁，为此，本实施例添加了或逻辑运算电路，或逻辑运算电路由或门U1构成，当主控单元的第二输出端和运放U6的输出端有一路是高电平信号时，或门U1输出高电平信号，开关管Q10导通，当主控单元的第二输出端和运放U6的输出端均为低电平时，或门U1输出低电平，开关管Q10截止，同时，主控单元和运放U6的输出端之间相互不影响。

如图4所示，本实施例中还包括过放保护电路，过放保护电路包括电阻R5、稳压管D3、电阻R8、电阻R9、运放U4、电阻R10、电阻R11、开关管Q9、电阻R13、电阻R14和开关管Q6，电阻R5的第一端连接蓄电池U2的正极，电阻R5的第二端连接稳压管D3的阴极，稳压管D3的阳极接地，运放U4的同相输入端通过电阻R8连接蓄电池U2的正极，运放U4的同相输入端通过电阻R9接地，运放U4的反相输入端连接稳压管D3的阴极，运放U4的输出端通过电阻R10连接运放U4的反相输入端，运放U4的输出端通过电阻R11连接开关管Q9的控制端，开关管Q9的第一端通过电阻R13连接蓄电池U2的正极，开关管Q9的第一端通过电阻R14连接开关管Q6的控制端，开关管Q9的第二端接地，开关管Q6的第一端连接蓄电池U2的正极，开关管Q6的第二端连接负载RL的第一端，负载RL的第二端接地。

蓄电池U2过充会导致其出现鼓包、漏液等情况，当蓄电池U2过放时，可能造成电极活性物质损伤，失去反应能力，使蓄电池寿命缩短，因此，对蓄电池U2进行过放保护也非常重要。

过放保护电路的工作原理为：蓄电池U2的电压经电阻R5后加至稳压管D3，经稳压管D3稳压后的电压作为参考电压加至运放U4的反相输入端，通过蓄电池U2的电压经电阻R8和电阻R9分压后，取电阻R9上的电压送至运放U4的同相输入端，运放U4构成放大电路，当蓄电池U2的电压高于过放设定电压值时，运放U4输出的电压经电阻R11和电阻R12分压，电阻R12上的电压高于开关管Q9的开启电压，开关管Q9导通，开关管Q6的控制端电压为低电平，开关管Q6导通，这时蓄电池U2可正常为负载RL供电；当蓄电池U2的电压低于过放设定电压值时，开关管Q9的控制端电压低于开关管Q9的开启电压，开关管Q9截止，这时开关管Q6的控制端变为高电平，开关管Q6截止，蓄电池U2停止向负载RL供电，以免蓄电池U2过放。

本实施例中，采用P沟道增强型场效应管作为开关管Q6，P沟道增强型场效应管的栅极作为开关管Q6的控制端，P沟道增强型场效应管的源极作为开关管Q6的第一端，P沟道增强型场效应管的漏极作为开关管Q8的第二端；采用N沟道增强型场效应管作为开关管Q9，N沟道增强型场效应管的栅极作为开关管Q9的控制端，N沟道增强型场效应管的漏极作为开关管Q9的第一端，N沟道增强型场效应管的源极作为开关管Q9的第二端。

以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种储能电池充电管理系统，其特征在于，包括主控单元和充电管理电路，所述充电管理电路连接所述主控单元，所述充电管理电路包括开关管Q1、运放U3、电阻R3、电阻R1、电阻R2、二极管D1、开关管Q7、开关管Q8、电阻R6和电阻R7，

所述开关管Q1的第一端连接直流电源的正极，所述开关管Q1的第二端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阳极通过所述电阻R1连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第二端接地，所述运放U3的反相输入端连接所述电阻R2的第一端，所述运放U3的同相输入端连接Vref1参考电源，所述运放U3的输出端通过所述电阻R3连接所述运放U3的反相输入端，所述运放U3的输出端连接所述开关管Q1的控制端，

所述开关管Q7的控制端连接所述电阻R2的第一端，所述开关管Q7的第一端连接直流电源的负极，所述开关管Q7的第二端接地，

所述二极管D1的阴极连接蓄电池U2的正极，所述蓄电池U2的负极连接所述开关管Q8的第一端，所述电阻R6的第一端连接所述蓄电池U2的正极，所述电阻R6的第二端连接所述主控单元的第一输入端，所述电阻R6的第二端通过所述电阻R7连接所述开关管Q8的第一端，所述开关管Q8的第二端接地，所述开关管Q8的控制端连接所述电阻R6的第二端；

所述电阻R1和所述电阻R2构成分压电路，对直流电源输出的电压进行分压，取所述电阻R2上的电压为采样电压，加至所述运放U3的反相输入端，当直流电源的输出电压升高时，所述运放U3反相输入端电压升高，所述运放U3输出端电压减小，所述开关管Q1的控制端电压减小，所述开关管Q1为电压型控制器件，当所述开关管Q1的控制端电压减小后，所述开关管Q1的导通压降增加，所述开关管Q1的第二端电压减小，抑制直流电源的输出电压升高；

当直流电源的输出电压减小时，所述电阻R2上的分压减小，所述运放U3反相输入端电压减小，所述运放U3输出端电压升高，所述开关管Q1的控制端电压升高，所述开关管Q1的导通压降减小，使所述开关管Q1第二端的电压升高，抑制直流电源的输出电压减小。

2.根据权利要求1所述的一种储能电池充电管理系统，其特征在于，所述充电管理电路还包括开关管Q3、开关管Q4、电阻R4、开关管Q5、电感L1和二极管D2，所述开关管Q3的控制端连接所述开关管Q4的控制端，所述开关管Q4的控制端连接所述主控单元的第一输出端，所述开关管Q4的第一端连接所述二极管D1的阴极，所述开关管Q4的第二端连接所述开关管Q3的第一端，所述开关管Q3的第一端通过所述电阻R4连接所述开关管Q5的控制端，所述开关管Q3的第二端连接所述开关管Q8的第一端，所述电感L1的第一端连接所述二极管D1的阴极，所述电感L1的第二端连接所述开关管Q5的第一端，所述开关管Q5的第二端连接所述开关管Q8的第一端，所述二极管D2的阳极连接所述电感L1的第二端，所述二极管D2的阴极连接所述蓄电池U2的正极。

3.根据权利要求2所述的一种储能电池充电管理系统，其特征在于，所述充电管理电路还包括电阻R20和开关管Q10，所述电阻R20的第一端连接所述主控单元的第二输出端，所述电阻R20的第二端连接所述开关管Q10的控制端，所述开关管Q10的第一端连接所述开关管Q3的控制端，所述开关管Q10的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的一种储能电池充电管理系统，其特征在于，还包括过温保护电路，所述过温保护电路包括电阻R15、稳压管D4、电阻R16、热敏电阻RT、运放U5、电阻R17、电阻R18、电阻R19和运放U6，所述电阻R15的第一端连接5V电源，所述电阻R15的第二端连接所述稳压管D4的阴极，所述稳压管D4的阳极接地，所述运放U5的同相输入端通过所述电阻R16连接所述稳压管D4的阴极，所述运放U5的同相输入端通过所述热敏电阻RT接地，所述运放U5的反相输入端通过所述电阻R17接地，所述运放U5的输出端通过所述电阻R18连接所述运放U5的反相输入端，所述运放U5的输出端通过所述电阻R19连接所述运放U6的反相输入端，所述运放U6的同相输入端连接Vref2参考电源，所述运放U6的输出端作为所述过温保护电路的输出，接入开关管Q10的控制端。

5.根据权利要求4所述的一种储能电池充电管理系统，其特征在于，还包括或逻辑运算电路，所述或逻辑运算电路包括或门U1，所述或门U1的第一输入端连接所述主控单元的第二输出端，所述或门U1的第二输入端连接所述运放U6的输出端，所述或门U1的输出端连接所述电阻R20的第一端。

6.根据权利要求1所述的一种储能电池充电管理系统，其特征在于，还包括过放保护电路，所述过放保护电路包括电阻R5、稳压管D3、电阻R8、电阻R9、运放U4、电阻R10、电阻R11、开关管Q9、电阻R13、电阻R14和开关管Q6，所述电阻R5的第一端连接所述蓄电池U2的正极，所述电阻R5的第二端连接所述稳压管D3的阴极，所述稳压管D3的阳极接地，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R8连接所述蓄电池U2的正极，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R9接地，所述运放U4的反相输入端连接所述稳压管D3的阴极，所述运放U4的输出端通过所述电阻R10连接所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的输出端通过所述电阻R11连接所述开关管Q9的控制端，所述开关管Q9的第一端通过所述电阻R13连接所述蓄电池U2的正极，所述开关管Q9的第一端通过所述电阻R14连接所述开关管Q6的控制端，所述开关管Q9的第二端接地，所述开关管Q6的第一端连接所述蓄电池U2的正极，所述开关管Q6的第二端连接负载RL的第一端，所述负载RL的第二端接地。