CN203813471U - 一种锂电池电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池电源管理系统，通过对多节锂电池进行充电管理、电量监控和智能控制供电路径的方式，能够实现对锂电池的保护和避免锂电池出现充电充不满或不饱和的情况。本实用新型的锂电池电源管理系统包括：充电器、充电管理电路、锂电池、电量计电路、MOS开关、控制开关、集成电路总线和待供电系统；充电器，与控制开关的一端、充电管理电路的输入端、MOS开关的第一极性脚相连，用于对锂电池充电或对待供电系统供电；电量计电路的三端分别与MOS开关的第二极性脚、待供电系统及锂电池的另一端相连；MOS开关的第三极性脚分别与充电管理电路相连；控制开关的另一端与待供电系统相连；电量计电路通过集成电路总线与待供电系统相连。

Description

一种锂电池电源管理系统

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种锂电池电源管理系统。

背景技术

电源管理单元（Power Manage Unit，PMU），是一种高度集成的、针对便携式应用的电源管理方案，即将传统分立的若干类电源管理器件整合在单个的封装之内，这样可实现更高的电源转换效率和更低功耗，及更少的组件数以适应缩小的板级空间。

锂电池供电设备的电源管理系统分为充电管理和电量监控管理，智能电源管理系统还包括电源路径管理。目前，市面上针对单节锂电池的充电管理，有许多成熟的PMU可以供选择，但是对于2节、甚至3节串联的锂离子电池的充电管理，市面上还没有出现比较简单可行、性价比高的应用方案。

目前，针对2节、3节锂电池串联供电的设备，充电电路都很简单，直接做一个8.4V（2节锂电池串联）或者12.6V（3节锂电池串联）的适配器，给设备电池充电。这样没有充电保护电路，容易造成锂电池过充，降低了锂电池的使用寿命。系统带上负载工作后，由于充电系统没有隔离，容易造成系统工作后，适配器电压被拉低，电池无论如何也充不满或不饱和的情况。

实用新型内容

本实用新型公开了一种锂电池电源管理系统，通过对多节锂电池进行充电管理、电量监控和智能控制供电路径的方式，能够实现对锂电池的保护和避免锂电池出现充电充不满或不饱和的情况。

本实用新型实施例提供的锂电池电源管理系统，包括充电器、充电管理电路、锂电池、电量计电路、MOS开关、控制开关、集成电路总线和待供电系统；

所述充电器，与所述控制开关的一端、所述充电管理电路的输入端、所述MOS开关的第一极性脚相连，用于对所述锂电池充电或对所述待供电系统供电；

所述充电管理电路与所述锂电池的一端相连；

所述电量计电路的三端分别与所述MOS开关的第二极性脚、所述待供电系统及所述锂电池的另一端相连；

所述MOS开关的第三极性脚分别与所述充电管理电路相连；

所述控制开关的另一端与所述待供电系统相连；

所述电量计电路通过所述集成电路总线与所述待供电系统相连。

可选地，

所述系统包括至少两节所述锂电池。

可选地，

所述充电器为15V/2.5A的高压大电流充电器；

所述锂电池为12.6V的锂电池。

可选地，

所述充电管理电路包括：芯片MP26123、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、三极管Q1、电感L1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管WD1及稳压二极管WD2；

所述芯片MP26123包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16及引脚17；

所述电阻R1的一端、所述电容C2的一端、所述电容C3的一端及所述三极管Q1的源极相连，所述电阻R1的另一端、所述电容C2的另一端及所述电容C3的另一端接地；

所述三极管Q1的栅极及所述二极管D1的反向输入端与所述引脚3连接；

所述三极管Q1的漏极与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端、所述电阻R4的一端及所述稳压二极管WD1的正向输入端相连，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的另一端与所述二极管D1的正向输入端相连，所述电阻R4的另一端与所述二极管D2的正向输入端相连，所述二极管D2的反向输入端与所述引脚4相连，所述稳压二极管WD1的反向输入端、所述电容C2的一端、所述稳压二极管WD2的正向输入端及所述引脚16相连，所述电容C2的另一端接地；

所述引脚5、所述引脚7所述电阻R6的一端及所述电容C6的一端相连，所述电阻R6的另一端、所述电阻R7的一端、所述引脚2及热敏电阻相连，所述电阻R7的另一端、所述电容C6的另一端、所述引脚6、所述引脚12及所述引脚17接地；

所述引脚8通过所述电阻R9及所述电容C8接地，所述引脚13通过所述电容C7接地，所述引脚9通过所述电阻R8及所述电容C9接地；

所述引脚14与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端、所述引脚15、所述稳压二极管WD2的反向输入端及所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端、所述电阻R5的一端及所述引脚11相连，所述电阻R5的另一端、所述引脚10及所述电容C10的一端连接，所述电容C10的另一端接地。

可选地，

所述电量计电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q2、芯片INA219及芯片J1；

所述芯片INA219包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7及引脚8；

所述锂电池的负电极、所述电阻R1的一端及所述电阻R2的一端相连，所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端及所述锂电池的正电极相连；

所述电阻R2的另一端、所述电容C1的一端及所述引脚2相连，所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端及所述引脚1相连；

所述引脚3、所述引脚7及所述引脚8相连并接地；

所述引脚4与所述电容C2的一端相连，并连接5V电源端；

所述三极管Q1的源极、所述三极管Q2的源极及所述电容C3的一端相连，所述三极管Q1的栅极、所述三极管Q2的栅极、所述电容C3的另一端、所述电阻R4的一端及所述电阻R5的一端相连，所述三极管Q1的栅极、所述三极管Q2的栅极及所述芯片J1的一个引脚相连，所述电阻R4的另一端与电源端相连，所述电阻R5的另一端接地；

所述芯片J1的另外两个引脚、所述电容C4的一端、所述电容C5的一端、所述电阻R6的一端及电源端相连，所述电容C4的另一端、所述电容C5的另一端及所述电阻R6的另一端相连并接地。

可选地，

所述控制开关包括：拨动开关。

本实用新型的锂电池电源管理系统，包括充电器、充电管理电路、锂电池、电量计电路、MOS开关、控制开关、集成电路总线和待供电系统；所述充电器，与所述控制开关的一端、所述充电管理电路的输入端、所述MOS开关的第一极性脚相连，用于对所述锂电池充电或对所述待供电系统供电；所述充电管理电路与所述锂电池的一端相连；所述电量计电路的三端分别与所述MOS开关的第二极性脚、所述待供电系统及所述锂电池的另一端相连；所述MOS开关的第三极性脚分别与所述充电管理电路相连；所述控制开关的另一端与所述待供电系统相连；所述电量计电路通过所述集成电路总线与所述待供电系统相连。通过对多节锂电池进行充电管理、电量监控和智能控制供电路径的方式，本实用新型的锂电池电源管理系统能够实现对锂电池的保护和避免锂电池出现充电充不满或不饱和的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型锂电池电源管理系统的结构示意图；

图2为本实用新型锂电池电源管理系统中充电管理电路的电路连接图；

图3为本实用新型锂电池电源管理系统中电量计电路的电路连接图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种锂电池电源管理系统，通过对多节锂电池进行充电管理、电量监控和智能控制供电路径的方式，能够实现对锂电池的保护和避免锂电池出现充电充不满或不饱和的情况。

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参阅图1、图2及图3，本实用新型实施例的锂电池电源管理系统，包括充电器1、充电管理电路2、锂电池3、电量计电路4、MOS开关5、控制开关6、集成电路总线7和待供电系统8；

所述充电器1，与所述控制开关6的一端、所述充电管理电路2的输入端、所述MOS开关5的第一极性脚相连，用于对所述锂电池充电或对所述待供电系统供电；

所述充电管理电路2与所述锂电池3的一端相连；

所述电量计电路4的三端分别与所述MOS开关5的第二极性脚、所述待供电系统8及所述锂电池3的另一端相连；

所述MOS开关5的第三极性脚分别与所述充电管理电路2相连；

所述控制开关6的另一端与所述待供电系统8相连；

所述电量计电路4通过所述集成电路总线7与所述待供电系统8相连。

可选地，

所述系统包括至少两节所述锂电池3。

可选地，

所述充电器1为15V/2.5A的高压大电流充电器；

所述锂电池3为12.6V的锂电池。

本实用新型锂电池电源管理系统采用15V/2.5A的高压大电流充电器1，充电管理电路2采用MP26123，PWM降压型充电管理IC，电量计电路4采用INA219电压电流检测芯片。当插上充电器1时，MOS开关5断开，充电器给待供电系统8供电，同时，通过MP26123给锂电池3充电；当拔掉充电器1时，MOS开关5导通，自动切换到锂电池3给待供电系统8供电，这就是智能路径管理。其中电量监控只有在系统开机后才能够工作。

可选地，

所述充电管理电路2包括：芯片MP26123、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、三极管Q1、电感L1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管WD1及稳压二极管WD2；

所述芯片MP26123包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16及引脚17；

所述电阻R1的一端、所述电容C2的一端、所述电容C3的一端及所述三极管Q1的源极相连，所述电阻R1的另一端、所述电容C2的另一端及所述电容C3的另一端接地；

所述三极管Q1的栅极及所述二极管D1的反向输入端与所述引脚3连接；

所述三极管Q1的漏极与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端、所述电阻R4的一端及所述稳压二极管WD1的正向输入端相连，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的另一端与所述二极管D1的正向输入端相连，所述电阻R4的另一端与所述二极管D2的正向输入端相连，所述二极管D2的反向输入端与所述引脚4相连，所述稳压二极管WD1的反向输入端、所述电容C2的一端、所述稳压二极管WD2的正向输入端及所述引脚16相连，所述电容C2的另一端接地；

所述引脚5、所述引脚7所述电阻R6的一端及所述电容C6的一端相连，所述电阻R6的另一端、所述电阻R7的一端、所述引脚2及热敏电阻相连，所述电阻R7的另一端、所述电容C6的另一端、所述引脚6、所述引脚12及所述引脚17接地；

所述引脚8通过所述电阻R9及所述电容C8接地，所述引脚13通过所述电容C7接地，所述引脚9通过所述电阻R8及所述电容C9接地；

所述引脚14与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端、所述引脚15、所述稳压二极管WD2的反向输入端及所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端、所述电阻R5的一端及所述引脚11相连，所述电阻R5的另一端、所述引脚10及所述电容C10的一端连接，所述电容C10的另一端接地。

具体的，上述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9的阻值分别为：10K、10K、3K、3K、10mΩ、10K、10K、750Ω及2.49K；上述电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10的容量分别为：10μF、100nF、10μF、1μF、100nF、1μF、100nF、2.2nF、22nF及22μF；三极管Q1、电感L1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管WD1及稳压二极管WD2的参数分别为：三极管2307、电感10μH、二极管IN4148、二极管IN4148、稳压二极管SK34及稳压二极管SS14。

可选地，

所述电量计电路4包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q2、芯片INA219及芯片J1；

所述芯片INA219包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7及引脚8；

所述锂电池的负电极、所述电阻R1的一端及所述电阻R2的一端相连，所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端及所述锂电池的正电极相连；

所述电阻R2的另一端、所述电容C1的一端及所述引脚2相连，所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端及所述引脚1相连；

所述引脚3、所述引脚7及所述引脚8相连并接地；

所述引脚4与所述电容C2的一端相连，并连接5V电源端；

所述三极管Q1的源极、所述三极管Q2的源极及所述电容C3的一端相连，所述三极管Q1的栅极、所述三极管Q2的栅极、所述电容C3的另一端、所述电阻R4的一端及所述电阻R5的一端相连，所述三极管Q1的栅极、所述三极管Q2的栅极及所述芯片J1的一个引脚相连，所述电阻R4的另一端与电源端相连，所述电阻R5的另一端接地；

所述芯片J1的另外两个引脚、所述电容C4的一端、所述电容C5的一端、所述电阻R6的一端及电源端相连，所述电容C4的另一端、所述电容C5的另一端及所述电阻R6的另一端相连并接地。

具体的，上述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6的阻值分别为：200mΩ、10Ω、10Ω、10K及10K；上述电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5的容量分别为：100nF、100nF、100nF、100nF及22μF；上述三极管Q1及三极管Q2分别为：三极管2307及三极管2307。

可选地，

所述控制开关包括：拨动开关。

本实用新型的锂电池电源管理系统，包括充电器1、充电管理电路2、锂电池3、电量计电路4、MOS开关5、控制开关6、集成电路总线7和待供电系统8；所述充电器1，与所述控制开关6的一端、所述充电管理电路2的输入端、所述MOS开关5的第一极性脚相连，用于对所述锂电池充电或对所述待供电系统供电；所述充电管理电路2与所述锂电池3的一端相连；所述电量计电路4的三端分别与所述MOS开关5的第二极性脚、所述待供电系统8及所述锂电池3的另一端相连；所述MOS开关5的第三极性脚分别与所述充电管理电路2相连；所述控制开关6的另一端与所述待供电系统8相连；所述电量计电路4通过所述集成电路总线7与所述待供电系统8相连。通过对多节锂电池进行充电管理、电量监控和智能控制供电路径的方式，本实用新型的锂电池电源管理系统能够实现对锂电池的保护和避免锂电池出现充电充不满或不饱和的情况。

以上对本实用新型所提供的一种锂电池电源管理系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种锂电池电源管理系统，其特征在于，包括充电器、充电管理电路、锂电池、电量计电路、MOS开关、控制开关、集成电路总线和待供电系统；

所述充电器，与所述控制开关的一端、所述充电管理电路的输入端、所述MOS开关的第一极性脚相连，用于对所述锂电池充电或对所述待供电系统供电；

所述充电管理电路与所述锂电池的一端相连；

所述电量计电路的三端分别与所述MOS开关的第二极性脚、所述待供电系统及所述锂电池的另一端相连；

所述MOS开关的第三极性脚分别与所述充电管理电路相连；

所述控制开关的另一端与所述待供电系统相连；

所述电量计电路通过所述集成电路总线与所述待供电系统相连。

2.根据权利要求1所述的锂电池电源管理系统，其特征在于，所述系统包括至少两节所述锂电池。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池电源管理系统，其特征在于，

所述充电器为15V/2.5A的高压大电流充电器；

所述锂电池为12.6V的锂电池。

4.根据权利要求1所述的锂电池电源管理系统，其特征在于，

所述充电管理电路包括：芯片MP26123、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、三极管Q1、电感L1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管WD1及稳压二极管WD2；

所述芯片MP26123包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16及引脚17；

所述电阻R1的一端、所述电容C2的一端、所述电容C3的一端及所述三极管Q1的源极相连，所述电阻R1的另一端、所述电容C2的另一端及所述电容C3的另一端接地；

所述三极管Q1的栅极及所述二极管D1的反向输入端与所述引脚3连接；

所述三极管Q1的漏极与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端、所述电阻R4的一端及所述稳压二极管WD1的正向输入端相连，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的另一端与所述二极管D1的正向输入端相连，所述电阻R4的另一端与所述二极管D2的正向输入端相连，所述二极管D2的反向输入端与所述引脚4相连，所述稳压二极管WD1的反向输入端、所述电容C2的一端、所述稳压二极管WD2的正向输入端及所述引脚16相连，所述电容C2的另一端接地；

所述引脚5、所述引脚7所述电阻R6的一端及所述电容C6的一端相连，所述电阻R6的另一端、所述电阻R7的一端、所述引脚2及热敏电阻相连，所述电阻R7的另一端、所述电容C6的另一端、所述引脚6、所述引脚12及所述引脚17接地；

所述引脚8通过所述电阻R9及所述电容C8接地，所述引脚13通过所述电容C7接地，所述引脚9通过所述电阻R8及所述电容C9接地；

所述引脚14与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端、所述引脚15、所述稳压二极管WD2的反向输入端及所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端、所述电阻R5的一端及所述引脚11相连，所述电阻R5的另一端、所述引脚10及所述电容C10的一端连接，所述电容C10的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的锂电池电源管理系统，其特征在于，

所述电量计电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q2、芯片INA219及芯片J1；

所述芯片INA219包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7及引脚8；

所述锂电池的负电极、所述电阻R1的一端及所述电阻R2的一端相连，所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端及所述锂电池的正电极相连；

所述电阻R2的另一端、所述电容C1的一端及所述引脚2相连，所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端及所述引脚1相连；

所述引脚3、所述引脚7及所述引脚8相连并接地；

所述引脚4与所述电容C2的一端相连，并连接5V电源端；

所述三极管Q1的源极、所述三极管Q2的源极及所述电容C3的一端相连，所述三极管Q1的栅极、所述三极管Q2的栅极、所述电容C3的另一端、所述电阻R4的一端及所述电阻R5的一端相连，所述三极管Q1的栅极、所述三极管Q2的栅极及所述芯片J1的一个引脚相连，所述电阻R4的另一端与电源端相连，所述电阻R5的另一端接地；

所述芯片J1的另外两个引脚、所述电容C4的一端、所述电容C5的一端、所述电阻R6的一端及电源端相连，所述电容C4的另一端、所述电容C5的另一端及所述电阻R6的另一端相连并接地。

6.根据权利要求1所述的锂电池电源管理系统，其特征在于，

所述控制开关包括：拨动开关。