CN203660569U - 一种动力锂串联电池组的并联充电电路及保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种动力锂串联电池组的并联充电电路及保护电路，所述充放电保护电路包括连接于电池充电正极、电池充电负极、电池放电正极、电池放电负极与电池正极、电池负极之间的充放电电路、该电池正极与电池放电正极相连；及一保护控制器，该保护控制器包括一充放电电压检测输入端、一过放电控制端、一过流控制端、一过充控制端、一延时端和一接地端；该充放电电压检测输入端通过一第一电容与电池负极相连，及通过一第一电阻与电池正极相连；该过放电控制端和过充控制端均与充放电电路相连；该延时端通过一第二电容与电池负极相连；该过流控制端通过一第三电容与电池负极相连。所述动力锂串联电池组的并联充电电路包括上述任一一种充放电保护电路。本实用新型实现并联充电，及充放电的过充、过放、过流和短路保护，还可实现充电器的统一。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池充放电电路领域，特别是一种动力锂串联电池组的并联充电电路及保护电路。
背景技术
现有的串联动力锂电池组都是采用串联充电方式，这种充电方式只能通过控制电池组的总电压和总电流来实现充电。由于每个电池单体的内阻不同，所处电池组位置的不同。使得每个电池单体很难获得相同的充电电压，而每个电池单体的充电电流是相同的。这就造成有些电池单体处于过充电，有些充电不满的状态。长期处于过充电状态的电池单体，将很快老化失效，并影响其它电池单体，最终造成整个电池组的老化失效。虽然有一些动力锂串联电池组加了保护电路，但由于充电的方式没有改变，效果并不好。只是对过放电保护比较有效。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述，提出一种动力锂串联电池组的并联充电电路及保护电路。
本实用新型采用如下技术方案：
一种充放电保护电路，包括连接于电池充电正极、电池充电负极、电池放电正极、电池放电负极与电池正极、电池负极之间的充放电电路、该电池正极与电池放电正极相连，其特征在于：还包括一保护控制器，该保护控制器包括一充放电电压检测输入端、一过放电控制端、一过流控制端、一过充控制端、 一延时端和一接地端；该充放电电压检测输入端通过一第一电容与电池负极相连，及通过一第一电阻与电池正极相连；该过放电控制端和过充控制端均与充放电电路相连；该延时端通过一第二电容与电池负极相连；该过流控制端通过一第三电容与电池负极相连。
进一步的，所述充放电电路包括一第一场效应管、一第二场效应管、一第三场效应管、一第一三极管、一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻、一第五电阻和一第一二极管；
该电池充电正极连接第二电阻一端、第一二极管正极、第三电阻一端；该第二电阻另一端连接第四电阻一端及第二场效应管栅极，该第二场效应管源极与电池充电负极相连，该第四电阻另一端连接第一场效应管漏极、第一三极管发射极和电池负极，该第一场效应管源极与第二场效应管漏极相连，该第一场效应管栅极与所述过充控制端相连；该第一二极管负极连接电池正极；该第三电阻另一端连接第一三极管基极，该第一三极管集电极连接第三场效应管栅极和所述过放电控制端，该第三场效应管的漏极连接电池负极，该第三场效应管的源极连接电池放电负极。
进一步的，所述保护控制器采用芯片HY2112。
进一步的，所述第一场效应管、所述第二场效应管和所述第三场效应管为N型场效应管。
进一步的，所述第一三极管为NPN型三极管。
一种动力锂串联电池组的并联充电电路，其特征在于：包括并联于所述电池组充电正极和电池组充电负极之间的多组电池充电正极和电池充电负极，及串联于电池组放电正极和电池组放电负极之间的多组电池放电正极和电池放电负极，在每组的电池充电正极、电池充电负极、电池放电正极、电池放电负极 与对应的电池正极、电池负极之间连接有上述的任一一种电池充放电保护电路。
由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型的电池充放电保护电路，采用具有充放电电压检测、过放电控制、过流控制、过充控制的保护控制器，通过检测充放电过程中的电池电压来控制充放电电路状态，实现过充放电保护；
2、本实用新型的一种动力锂串联电池组的并联充电电路，在每个电池单体增加一个保护电路，实现并联充电，及充放电的过充、过放、过流和短路保护，还可实现充电器的统一，只按单体电压设计即可。
附图说明
图1为本实用新型电池充放电保护电路的电路图；
图2为本实用新型的铅酸串联蓄电池组的并联充电原理图；
图3本实用新型的铅酸串联蓄电池组的并联充电电路图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
参照图1，一种充放电保护电路，包括连接于电池充电正极C+、电池充电负极C-、电池放电正极P+、电池放电负极P-与电池正极B+、电池负极B-之间的充放电电路、该电池正极B+与电池放电正极P+相连。还包括一保护控制器，其包括一充放电电压检测输入端VDD、一过放电控制端DO、一过流控制端VC、一过充控制端CO、一延时端CT和一接地端VSS。该充放电电压检测输入端VDD通过一第一电容C1与电池负极B-相连，及通过一第一电阻R1与电池正极B+相 连；该过放电控制端DO和过充控制端CO均与充放电电路相连；该延时端CT通过一第二电容C2与电池负极B-相连；该过流控制端VC通过一第三电容C3与电池负极B-相连。该保护控制器可根据不同类型的锂电池，选择不同芯片，例如芯片HY2112。
充放电电路包括一第一场效应管VD1、一第二场效应管VD2、一第三场效应管VD3、一第一三极管VD4、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4、一第五电阻R5和一第一二极管D1。
该电池充电正极C+连接第二电阻R2一端、第一二极管D1正极、第三电阻R3一端；该第二电阻R2另一端连接第四电阻R4一端及第二场效应管VD2栅极，该第二场效应管VD2源极与电池充电负极C-相连，该第四电阻R4另一端连接第一场效应管VD1漏极、第一三极管VD4发射极和电池负极B-，该第一场效应管VD1源极与第二场效应管VD2漏极相连，该第一场效应管VD1栅极与过充控制端CO相连；该第一二极管D1负极连接电池正极B+；该第三电阻R3另一端连接第一三极管VD4基极，该第一三极管VD4集电极连接第三场效应管VD3栅极和过放电控制端DO，该第三场效应管VD3漏极连接电池负极B-，该第三场效应管VD3的源极连接电池放电负极P-。另外，过流控制端VC通过第五电阻R5连接电池放电负极P-。
参照图2、图3，本实用新型还提出一种动力锂串联电池组的并联充电电路，包括并联于电池组充电正极C+和电池组充电负极C-之间的多组电池充电正极C+1--C+N和电池充电负极C-1--C-N，及串联于电池组放电正极P+和电池组放电负极P-之间的多组电池放电正极P+1--P+N和电池放电负极P-1--P-N，在每组的电池充电正极C+N、电池充电负极C-N、电池放电正极P+N、电池放电负极P-N与对应的电池正极B+n、电池负极B-n之间连接有上述的充放电电路。
本实用新型中采用的HY2112是一片锂离子单体电池的保护芯片，（不同类型的锂电池，由于电压不同，要选不同的芯片）本电路以3.2V的磷酸铁锂电池为例。
HY2112的引脚说明：1脚为过放电控制端DO，2脚为过流控制端VC，3脚为是过充控制端CO，4脚为是延时端CT，5脚为充放电电压检测输入端，6脚接地端VDD。
VD1-VD3是N型场效应管，VD4是NPN型三极管。
参照图1，每组的单体电池充电过程：当C+、C-加入充电电压时，VD2、VD4的控制端分别通过R2、R3获得高电平导通，VD4导通后，VD3的控制端获得低电平关闭，串联放电断开，电流经C+→D1→B+→B-→VD1→VD2→C-，实现并联充电。当电池电压正常时，HY2112的3脚CO端为高电平，VD1导通，正常充电。当电池电压高于正常电压时，通过5脚VDD检测，控制3脚CO端为低电平，VD1关闭。停止单体电池充电，这时，如果其它单体电池还没充满，可以继续充电，不受影响。D1是隔离二极管，防止放电倒灌。
参照图2、图3，动力锂串联电池组的放电过程：当C+、C-关闭充电电压时，VD2、VD4的控制端变成低电平关闭，VD4关闭后，VD3的控制端获得高电平导通，串联放电开启，电流通过B+1→P+1→负载→P-n→B-n→Pn-1→Bn-1→……→P-1→VD3→B-1,实现串联放电。当电池电压正常时，HY2112的1脚DO端为高电平，VD3导通，正常放电。当某一电池单体电压低于正常电压时，通过5脚VDD检测，控制1脚DO端为低电平，VD3关闭,实现过放电保护。
过流保护：当某种原因，过流时，通过R5的检测电压升高，经C3延时后，DO变成低电平VD3关闭，实现过流保护。
短路保护：当负载短路时，通过R5的检测电压升高，同时，电池电压也会 过低，DO变成低电平，VD3关闭，实现短路保护。
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
Claims (6)
1.一种充放电保护电路，包括连接于电池充电正极、电池充电负极、电池放电正极、电池放电负极与电池正极、电池负极之间的充放电电路、该电池正极与电池放电正极相连，其特征在于：还包括一保护控制器，该保护控制器包括一充放电电压检测输入端、一过放电控制端、一过流控制端、一过充控制端、一延时端和一接地端；该充放电电压检测输入端通过一第一电容与电池负极相连，及通过一第一电阻与电池正极相连；该过放电控制端和过充控制端均与充放电电路相连；该延时端通过一第二电容与电池负极相连；该过流控制端通过一第三电容与电池负极相连。
2.如权利要求1所述的一种充放电保护电路，其特征在于：所述充放电电路包括一第一场效应管、一第二场效应管、一第三场效应管、一第一三极管、一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻、一第五电阻和一第一二极管；
该电池充电正极连接第二电阻一端、第一二极管正极、第三电阻一端；该第二电阻另一端连接第四电阻一端及第二场效应管栅极，该第二场效应管源极与电池充电负极相连，该第四电阻另一端连接第一场效应管漏极、第一三极管发射极和电池负极，该第一场效应管源极与第二场效应管漏极相连，该第一场效应管栅极与所述过充控制端相连；该第一二极管负极连接电池正极；该第三电阻另一端连接第一三极管基极，该第一三极管集电极连接第三场效应管栅极和所述过放电控制端，该第三场效应管的漏极连接电池负极，该第三场效应管的源极连接电池放电负极。
3.如权利要求1所述的一种充放电保护电路，其特征在于：所述保护控制器采用芯片HY2112。
4.如权利要求2所述的一种充放电保护电路，其特征在于：所述第一场效应管、所述第二场效应管和所述第三场效应管为N型场效应管。
5.如权利要求2所述的一种充放电保护电路，其特征在于：所述第一三极管为NPN型三极管。
6.一种动力锂串联电池组的并联充电电路，其特征在于：包括并联于所述电池组充电正极和电池组充电负极之间的多组电池充电正极和电池充电负极，及串联于电池组放电正极和电池组放电负极之间的多组电池放电正极和电池放电负极，在每组的电池充电正极、电池充电负极、电池放电正极、电池放电负极与对应的电池正极、电池负极之间连接有如权利要求1至5所述的任一一种充放电保护电路。
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| CN106602650A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-04-26 | 天津力神特种电源科技股份公司 | 八串电池并充的充电保护装置 |
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