CN201234152Y - Gps测量仪用锂电池保护板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池充放电保护电路，更具体地说，涉及一种GPS测量仪用锂电池保护板。包括电源连接插座、充放电保护电路和双锂电池；所述双锂电池相互串联，充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间，电源连接插座实现锂电池放电输出和充电输入的电源连接；所述保护电路，包括锂电池充电专用芯片、双电池过/欠电压保护专用芯片、充电开关、放电开关、充电专用芯片电源开关电路、放电/欠电压控制开关电路。本实用新型的有益效果是：实现了锂电池充电过程中的过电压和放电过程中的欠电压自动断电保护，延长了锂电池的使用寿命，提高了GPS测量仪用锂电池充放电工作的安全性和可靠性；保护电路为模块化结构，结构简单，调试方便。

Description

GPS测量仪用锂电池保护板

技术领域

本实用新型涉及电池充放电保护电路，更具体的说，涉及一种GPS测量仪用锂电池保护板。

背景技术

锂电池具有容量大、无充放电记忆而被广泛的应用于手机、导航仪以及电动汽车等各个应用可充电电池的领域；而锂电池对于充放电有严格的要求，过度充电和过度放电都将影响锂电池的使用寿命甚至造成锂电池的损坏，因此对于锂电池充/放电都要采取保护措施，对单一电池及一节电池(例如手机电池)目前通常都采用一级保护，而有些用电装置例如GPS测量仪使用大容量的锂电池(4.2A/h，两节电池串联使用)，GPS测量仪要适应多种使用环境，对供电锂电池要求高，又由于锂电池价格昂贵，因此为了保证GPS测量仪正常工作，对于大容量双电池串联的锂电池充/放电采取保护措施要更加严格，而采用一级保护电路时，如果由于保护电路器件随工作条件的变化产生误差而出现充放电保护产生误差造成电池的使用寿命缩短甚至损坏，因此需要有特殊的技术措施对于它的充放电进行保护，以提高锂电池的使用寿命以及它的使用安全性。

发明内容

本实用新型的目的是针对一级保护的锂电池充放电电路而提出的一种GPS测量仪用锂电池保护板技术方案，该电池保护板采用双级保护电路，保护电路一旦测到电池出现过电压充电和过放电现象，保护板自动切断电源电路，实现对锂电池的充放电保护。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是，一种GPS测量仪用锂电池保护板，包括电源连接插座、充放电保护电路和双锂电池；所述双锂电池相互串联，充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间，电源连接插座实现双锂电池放电输出和充电输入的电源连接；

所述充放电保护电路，包括锂电池充电专用芯片、双电池过/欠电压保护专用芯片、充电开关、放电开关、充电专用芯片电源开关电路、放电/欠电压控制开关电路；充电专用芯片电源开关电路输出与锂电池充电专用芯片连接为电池充电专用芯片提供可控电源，所述锂电池充电专用芯片的控制输出端PWM接至充电开关，控制所述充电开关的导通或关断；所述放电/欠电压控制开关输出接至放电开关，控制所述放电开关的导通或关断；所述双电池过/欠电压保护专用芯片的控制输出端D0和C0连接两个N沟道场效应管，所述两个N沟道场效应管的漏极端相互连接，其中，一个N沟道场效应管的源极端连接所述双锂电池的负极，控制极端连接双电池过/欠电压保护专用芯片的D0端；另一个N沟道场效应管的源极端通过电阻与锂电池充电专用芯片的IC端连接，同时源极端还通过另一电阻与双电池过/欠电压保护专用芯片的VM端连接，控制极端连接双电池过/欠电压保护专用芯片的C0端；充电开关和放电开关一端相互并联并且连接至电源连接插座的电源引进/引出脚，充电开关的另一端串接一个电容电感和二极管组成的滤波电路然后与锂电池正极连接，放电开关的另一端直接与锂电池正极连接。

本实用新型的有益效果是：

1.实现了锂电池充电过程中的过电压和放电过程中的欠电压自动断电保护，延长了锂电池的使用寿命，提高了锂电池充放电工作的安全性和可靠性；

2.保护电路为模块化结构，结构简单，调试方便。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电路逻辑框图；

图3为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

实施例1，

本实施例为一种GPS测量仪用锂电池保护板，参见图1，图2和图3，该保护板包括电源连接插座1、充放电保护电路2和双锂电池3；双锂电池的两个锂电池相互串联，电源连接插座实现双锂电池放电输出和充电输入的电源连接，充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间；

所述充放电保护电路，包括锂电池充电专用芯片2-1、双电池过/欠电压保护专用芯片2-2、充电开关2-3、放电开关2-4、充电专用芯片电源开关电路2-8、放电/欠电压控制开关电路2-5；充电专用芯片电源开关电路输出接至电池充电专用芯片为电池充电专用芯片提供可控电源，所述锂电池充电专用芯片的控制输出端PWM通过电压转换连接至充电开关的控制端，控制所述充电开关的导通或关断；所述放电/欠电压控制开关电路输出连接至放电开关控制所述放电开关的导通或关断，所述双电池过/欠电压保护专用芯片的控制输出端D0和C0连接两个N沟道场效应管2-6，所述两个N沟道场效应管的漏极D端相互连接，其中，一个N沟道场效应管的源极S端连接所述双锂电池的负极，控制极G端连接双电池过/欠电压保护专用芯片的D0端；另一个N沟道场效应管的源极S端通过电阻R1与锂电池充电专用芯片的IC端连接，同时源极S端还通过另一电阻R2与双电池过/欠电压保护专用芯片的VM端连接，控制极G端连接双电池过/欠电压保护专用芯片的C0端；充电开关和放电开关一端相互并联并且连接至电源连接插座的电源引进/引出脚Vin，充电开关的另一端串接一个电容C1、电感L和二极管D1组成的滤波电路2-7然后与所述双锂电池正极连接，放电开关的另一端直接与锂电池正极连接。

本实施例中的锂电池充电专用芯片的型号是CHK0502，可以在市场采购

到。

本实施例中的双电池过/欠电压保护专用芯片的型号是R5460，可以在市场采购到。

实施例中的充电开关和放电开关是双CMOS双向开关型号是CEM2953，可以在市场采购到。

实施例中的两个N沟道场效应管采用的型号是PDS9926，可以在市场采购到。

所述充电专用芯片电源开关电路参见图3，包括两个PNP结三极管Q5和Q6、一个NPN结三极管Q7和一个稳压芯片WY，两个PNP结三极管的基极相互连接，其中一个三极管Q5的基极与集电极连接并连接一个电阻R8到双锂电池负极，该三极管Q5的发射极接双锂电池的正极，另一个三极管Q6的集电极连接一个电阻R9到双锂电池负极，该三极管Q6的发射极接电源连接插座的电源引进/引出脚，该三极管Q6的集电极还连接一个电阻R11到NPN结三极管Q7的基极，该三极管Q6的集电极还连接一个电阻R10到放电/欠电压控制开关电路2-5，NPN结三极管Q7的集电极连接电源连接插座的电源引进/引出脚，NPN结三极管Q7的发射极连接稳压芯片WY输入端，稳压芯片WY输出端接充电专用芯片的VDD端。

所述放电/欠电压控制开关电路参见图3，包括四个NPN结三极管Q1至Q4，其中两个三极管Q2和Q3组成差动电路，差动电路中的一个输入端的三极管Q2基极与发射极之间并联一个硅二极管，Q2集电极接一个电阻R4到电源连接插座的电源引进/引出脚，所述二极管是由三极管Q1的基极与集电极相连形成，所述二极管的正极接一个电阻R3到电源连接插座的电源引进/引出脚，二极管的负极接电池负极，差动电路中的另一输入端的三极管Q3基极与充电专用芯片电源开关电路连接，即连接到充电专用芯片电源开关电路中的电阻R10，另一输入端的三极管Q3的集电极连接一个电阻R5到开关控制三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极输出连接放电开关2-4的控制端G1。

所述的稳压芯片WY是一个3.3伏的稳压电路或芯片。

上述专用芯片的连接端代码为标准的芯片连接脚代码可以在专用芯片的使用手册中查到。

本实施例的工作原理参见图3；

一，充电，当向锂电池3充电时，首先从电源连接插座1的Vin脚给出一个充电电压直流8伏至8.4伏，该充电电压高于双锂电池电压，这时在充电专用芯片电源开关电路2-8中的Q6输出电阻R10到放电/欠电压控制开关电路2-5中Q3的b极就有一个0.6-0.7伏的电压，三极管Q3饱和导通，三极管Q4关断，三极管Q4的C极输出高电位到放电开关控制端G1，放电开关的S1至D1通路关断；同时三极管Q6的C极输出的高电位驱动三极管Q7导通，三极管Q7导通后为稳压芯片WY提供了电源，稳压芯片的稳压输出连接锂电池充电专用芯片电源输入端VDD，锂电池充电专用芯片进入稳定工作状态，锂电池充电专用芯片的输出端PWM向充电开关的控制端送出一个可控制的脉冲信号控制充电开关的导通对双锂电池进行充电，并且锂电池充电专用芯片具有过电压充电的保护功能，而且一旦锂电池充电专用芯片的过电压保护出现误差或问题，双电池过/欠电压保护专用芯片也具有过电压保护的功能，它的接入为双锂电池充电提供了双重保护。

二，放电，当锂电池3放电时，首先电源连接插座1的Vin脚没有充电电压的存在而是向电池索要电源，此时在充电专用芯片电源开关电路2-8中的三极管Q6输出电阻R10到放电/欠电压控制开关电路2-5中三极管Q3受三极管Q5的作用为一个截止电压约为0.2伏的电压，三极管Q3截止，三极管Q4处在导通状态，三极管Q4输出低电位到放电开关控制端G1，放电开关导通，双锂电池通过放电开关向电源连接插座1的Vin脚输送电流；同时三极管Q6输出的低电位驱使三极管Q7截止，三极管Q7截止后稳压芯片WY没有电压输出到双锂电池充电专用芯片电源输入端，锂电池充电专用芯片停止工作，充电开关的控制端为高电位充电开关关断，而当双锂电池电压过低时(过度放电时，低于6伏)三极管Q4会关断，三极管Q4输出高电位到放电开关控制端G1，放电开关关断；进而保护了锂电池不会过度放电。并且双电池过/欠电压保护专用芯片还具有对双电池电压不平衡的保护的功能。

Claims (7)

1.GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于，所述GPS测量仪用锂电池保护板包括电源连接插座、充放电保护电路和双锂电池；所述双锂电池相互串联，充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间，电源连接插座实现双锂电池放电输出和充电输入的电源连接；

所述充放电保护电路，包括锂电池充电专用芯片、双电池过/欠电压保护专用芯片、充电开关、放电开关、充电专用芯片电源开关电路、放电/欠电压控制开关电路；充电专用芯片电源开关电路输出与锂电池充电专用芯片连接为电池充电专用芯片提供可控电源，所述锂电池充电专用芯片的控制输出端PWM接至充电开关，控制所述充电开关的导通或关断；所述放电/欠电压控制开关输出接至放电开关，控制所述放电开关的导通或关断；所述双电池过/欠电压保护专用芯片的控制输出端DO和CO连接两个N沟道场效应管，所述两个N沟道场效应管的漏极端相互连接，其中，一个N沟道场效应管的源极端连接所述双锂电池的负极，控制极端连接双电池过/欠电压保护专用芯片的DO端；另一个N沟道场效应管的源极端通过电阻与锂电池充电专用芯片的IC端连接，同时源极端还通过另一电阻与双电池过/欠电压保护专用芯片的VM端连接，控制极端连接双电池过/欠电压保护专用芯片的CO端；所述充电开关和放电开关一端相互并联并且连接至电源连接插座的电源引进/引出脚，充电开关的另一端串接一个电容电感和二极管组成的滤波电路然后与锂电池正极连接，放电开关的另一端直接与锂电池正极连接。

2.根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于，所述充电专用芯片电源开关电路，包括两个PNP结三极管Q5和Q6、一个NPN结三极管Q7和一个稳压芯片，两个PNP结三极管的基极相互连接，其中一个三极管Q5的基极与集电极连接并连接一个电阻到双锂电池负极，该三极管Q5的发射极接双锂电池的正极，另一个三极管Q6的集电极连接一个电阻到双锂电池负极，该三极管Q6的发射极接电源连接插座的电源引进/引出脚，该三极管Q6的集电极还连接一个电阻到NPN结三极管Q7的基极，该三极管Q6的集电极还连接一个电阻到放电/欠电压控制开关电路，NPN结三极管Q7的集电极连接电源连接插座的电源引进/引出脚，NPN结三极管Q7的发射极连接稳压芯片输入端，稳压芯片输出端接充电专用芯片的VDD端。

3.根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于，所述放电/欠电压控制开关电路，包括四个NPN结三极管Q1至Q4，其中两个三极管Q2和Q3组成差动电路，差动电路中的一个输入端的三极管Q2基极与发射极之间并联一个硅二极管，Q2集电极接一个电阻到电源连接插座的电源引进/引出脚，所述二极管是由三极管Q1的基极与集电极相连形成，所述二极管的正极接一个电阻到电源连接插座的电源引进/引出脚，二极管的负极接电池负极，差动电路中的另一输入端的三极管Q3基极与充电专用芯片电源开关电路连接，另一输入端的三极管Q3的集电极连接一个电阻到开关控制三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极输出连接放电开关的控制端。

4.根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于，所述的锂电池充电专用芯片的型号是CHK0502。

5.根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于，所述的双电池过/欠电压保护专用芯片的型号是R5460。

6.根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于，所述的充电开关和放电开关是双CMOS双向开关型号是CEM2953。

7.根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于，所述的两个N沟道场效应管采用的型号是PDS9926。

Images