CN205610295U - 一种锂电池组的充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池组的充电电路，包括：整流电路、过压过流保护电路、软启动电路和恒流恒压充电电路；整流电路的输入端用于与外部的交流供电设备相连，第一输出端通过过压过流保护电路与软启动电路的输入端相连，第二输出端与过压过流保护电路共地；软启动电路的输出端与恒流恒压充电电路的输入端相连，恒流恒压充电电路的输出端用于与外部的锂电池组相连。该充电电路对启动电流进行限流，防止充电电路上电时电容的充电电流过大；并可以实现恒流恒压充电，提高锂电池组充电效率。

Description

一种锂电池组的充电电路

技术领域

本实用新型涉及锂电池充电技术领域，特别涉及一种锂电池组的充电电路。

背景技术

馈线终端设备(FTU)具有遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数，并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。

FUT主要用于10kV线路的监控。在线路停电时FTU由锂电池组供电以维持工作。这就涉及到要实现锂电池组的充电功能。现有技术给锂电池充电用专用集成电路再设计一些外围电路来实现，电路结构复杂器件多，质控点多，参数不可调，灵活性。难达到FTU高可靠性的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是公开一种锂电池组的充电电路该电路具有恒流恒压转换电路并且工作点可调；能更好的保护电池及提高充电效率。用较少的器件实现了充电管理的功能，电路结构简单新颖高效。

本实用新型实施例提供的一种锂电池组的充电电路，包括：整流电路、过压过流保护电路、软启动电路和恒流恒压充电电路；

整流电路的输入端用于与外部的交流供电设备相连，第一输出端通过过压过流保护电路与软启动电路的输入端相连，第二输出端与过压过流保护电路共地；

软启动电路的输出端与恒流恒压充电电路的输入端相连，恒流恒压充电电路的输出端用于与外部的锂电池组相连。

在上述技术方案中，整流电路为整流桥。

在上述技术方案中，过压过流保护电路包括双向稳压管和熔断器；

熔断器的一端与整流电路的第一输入端相连，另一端与软启动电路的输入端相连；且熔断器的另一端通过双向稳压管接地。

在上述技术方案中，软启动电路包括：单刀双掷继电器、继电器得电电路和电容充电限流电阻；

单刀双掷继电器的常开触点的一端与过压过流保护电路相连，另一端与恒流恒压充电电路相连；电容充电限流电阻与单刀双掷继电器的常开触点并联；

继电器得电电路与单刀双掷继电器的常开触点的另一端相连，控制单刀双掷继电器的通断。

在上述技术方案中，继电器得电电路包括：与单刀双掷继电器相对应的继电器线圈、线圈限流电阻、第一电解电容、第一瓷片电容和续流二极管；

继电器线圈的一端通过线圈限流电阻与单刀双掷继电器的常开触点的另一端相连，继电器线圈的另一端接地；

第一电解电容、第一瓷片电容、续流二极管均与继电器线圈并联；第一电解电容的正极与续流二极管的负极相连，并与继电器线圈的一端相连。

在上述技术方案中，恒流恒压充电电路包括：稳压电路、限流保护二极管、恒流设定电阻、恒压设定电阻、反馈电阻、第一稳压管、第一分压电阻、第二分压电阻和三极管；

稳压电路的输入端与软启动电路的输出端相连，输出端与恒流设定电阻的一端相连，反馈端与恒压设定电阻的一端相连；

恒流设定电阻和另一端、恒压设定电阻的另一端、限流保护二极管的正极和第一稳压管的负极相连，且连接节点作为恒流恒压充电电路的输出端；限流保护二极管的负极与软启动电路的输出端相连；

第一稳压管的正极依次与第一分压电阻、第二分压电阻串联后接地；

三极管的基极与第一分压电阻和第二分压电阻之间的连接节点相连，集电极通过反馈电阻与稳压电路的反馈端相连，发射极接地。

在上述技术方案中，恒流恒压充电电路还包括：输出保护二极管；

恒流恒压充电电路通过输出保护二极管与外部的锂电池组相连。

在上述技术方案中，还包括：输入指示电路和/或输出指示电路；

输入指示电路的一端与软启动电路的输出端相连，另一端接地；和/或

输出指示电路的一端与恒流恒压充电电路的输出端相连，另一端接地。

在上述技术方案中，输入指示电路包括：输入限流电阻和输入指示二极管；软启动电路的输出端串联连接输入限流电阻和输入指示二极管，且输入指示二极管的负极接地；和/或

输出指示电路包括：第二稳压管、输出限流电阻和输出指示二极管；第二稳压二极管的负极与恒流恒压充电电路的输出端相连，负极串联连接输出限流电阻和输出指示二极管，且输出指示二极管接地。

在上述技术方案中，还包括滤波电路，滤波电路包括第二电解电容和第二瓷片电容；

第二电解电容的正极与软启动电路的输出端相连，负极接地；且第二瓷片电容与第二电解电容并联。

本实用新型实施例提供的一种锂电池组的充电电路，通过设置软启动电路对启动电流进行限流，防止充电电路上电时电容的充电电流过大，对锂电池组造成冲击。通过恒流恒压充电电路实现恒流恒压充电，提高锂电池组充电效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中锂电池组的充电电路的第一结构图；

图2是本实用新型实施例中锂电池组的充电电路的第二结构图；

图3是本实用新型实施例中锂电池组的充电电路的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本实用新型实施例提供的一种锂电池组的充电电路，参见图1所示，包括：整流电路10、过压过流保护电路20、软启动电路30和恒流恒压充电电路40。

整流电路10的输入端用于与外部的交流供电设备(如变压器的输出端)相连，第一输出端通过过压过流保护电路20与软启动电路30的输入端相连，第二输出端与过压过流保护电路20共地。过压过流保护电路20用于防止超过锂电池组所允许的供电电压的冲击。

软启动电路30的输出端与恒流恒压充电电路40的输入端相连，恒流恒压充电电路40的输出端用于与外部的锂电池组相连。该恒流恒压充电电路40在输出电压小于预设阈值时，输出恒定电流，为锂电池组恒流充电；在所述输出电压不小于预设阈值时，输出恒压电流，为该锂电池组恒压充电。即在锂电池组电量不高时恒流充电，在锂电池组的负荷状态足够时改为恒压充电，从而可以提高充电效率。

本实用新型实施例提供的一种锂电池组的充电电路，通过设置软启动电路对启动电流进行限流，防止充电电路上电时电容的充电电流过大，对锂电池组造成冲击。通过恒流恒压充电电路实现恒流恒压充电，提高锂电池组充电效率。

优选的，参见图2所示，该锂电池组的充电电路还包括：输入指示电路50和/或输出指示电路60。其中，输入指示电路50的一端与软启动电路30的输出端相连，另一端接地；输出指示电路60的一端与恒流恒压充电电路40的输出端相连，另一端接地。

下面通过一个实施例详细介绍该锂电池组的充电电路的电路结构。

具体参见图3所示，在本实施例中，JK1为交流供电设备，具体可以为变压器。整流电路10为整流桥B1，整流桥B1的正输出端即为整流电路10的第一输出端。

过压过流保护电路20包括双向稳压管TVS1和熔断器F1。其中，熔断器F1的一端与整流电路10的第一输入端相连，另一端与软启动电路30的输入端相连(即图3中R1的左端)；且熔断器F1的另一端通过双向稳压管TVS1接地。通过双向稳压管和熔断器可以有效保护该充电电路，防止电流过大时烧坏充电电路中的器件。

软启动电路30包括：单刀双掷继电器K1A、继电器得电电路和电容充电限流电阻R1。其中，单刀双掷继电器K1A的常开触点的一端与过压过流保护电路20相连，另一端与恒流恒压充电电路40相连；电容充电限流电阻R1与单刀双掷继电器K1A的常开触点并联。继电器得电电路与单刀双掷继电器K1A的常开触点的另一端(即图3中R1的右端)相连，控制单刀双掷继电器K1A的通断。

具体的，如图3所示，继电器得电电路包括：与单刀双掷继电器K1A相对应的继电器线圈K1B、线圈限流电阻R5、第一电解电容E1、第一瓷片电容C1和续流二极管D1。继电器线圈K1B的一端通过线圈限流电阻R5与单刀双掷继电器K1A的常开触点的另一端相连，继电器线圈K1B的另一端接地。第一电解电容E1、第一瓷片电容C1、续流二极管D1均与继电器线圈K1B并联；第一电解电容E1的正极与续流二极管D1的负极相连，并与继电器线圈K1B的一端相连。

本实用新型实施例中，软启动过程具体如下：供电电源输入整流桥B1后，得到脉动的直流电压，因为充电电流较大，滤波电容E2、C2容量也大，初始充电电流很大，软启动电路串接一个电容充电限流电阻R1以实现软启动。在充电平稳后电容充电限流电阻R1输出稳定的直流电，此时继电器线圈K1B得电，从而控制单刀双掷继电器K1A闭合，即常开触点闭合，从而继电器K1A短路电阻R1；此时软启动结束，充点电阻开始正常供电。

恒流恒压充电电路40包括：稳压电路U1、限流保护二极管D2、恒流设定电阻R2、恒压设定电阻R3、反馈电阻R4、第一稳压管W1、第一分压电阻R7、第二分压电阻R8和三极管Q1。在实施例一中，稳压电路U1具体可以采用LM3178T。稳压电路U1的输入端IN与软启动电路30的输出端相连，输出端OUT与恒流设定电阻R2的一端相连，反馈端FB与恒压设定电阻R3的一端相连。

恒流设定电阻R2和另一端、恒压设定电阻R3的另一端、限流保护二极管D2的正极和第一稳压管W1的负极相连，且连接节点作为恒流恒压充电电路40的输出端；限流保护二极管D2的负极与软启动电路30的输出端相连。第一稳压管W1的正极依次与第一分压电阻R7、第二分压电阻R8串联后接地。三极管Q1的基极与第一分压电阻R7和第二分压电阻R8之间的连接节点相连，集电极通过反馈电阻R4与稳压电路U1的反馈端相连，发射极接地。

恒流恒压充电电路的工作过程如下：初始时稳压电路U1输出电压的分压未使Q1导通，U1的反馈段FB所接的反馈电阻R4不接地，LM317BT通过电阻R2，设定恒流值，工作于恒流状态，电池组就进入恒流充电状态。当锂电池组恒流充电后电压上升，当电压上升到使第一稳压管W1导通时，此时R7，R8的分压使Q1导通，则LM317BT的反馈电阻R4接地，则LM317BT工作于恒压状态，输出电压由R3、R4的比值决定，电池组就进入恒压充电状态。

参见图3所示，恒流恒压充电电路40还包括：输出保护二极管D3；恒流恒压充电电路40通过输出保护二极管D3与外部的锂电池组相连。

同时，输入指示电路50包括：输入限流电阻R6和输入指示二极管ZS1；软启动电路30的输出端串联连接输入限流电阻R6和输入指示二极管ZS1，且输入指示二极管ZS1的负极接地。当软启动结束后充电电路正常充电，此时软启动电路30的输出端输出足够高的电压使得输入指示二极管ZS1发光，表示此时充电电路正处于工作状态。

输出指示电路60包括：第二稳压管W2、输出限流电阻R9和输出指示二极管ZS2；第二稳压二极管的负极与恒流恒压充电电路40的输出端相连，负极串联连接输出限流电阻R9和输出指示二极管ZS2，且输出指示二极管ZS2接地。在锂电池组充满电(或充电电压足够高时)，第二稳压管W2导通，从而输出指示二极管ZS2发光，表示充电以完成。

优选的，该充电电路还包括滤波电路，滤波电路包括第二电解电容E2和第二瓷片电容C2；第二电解电容E2的正极与软启动电路30的输出端相连，负极接地；且第二瓷片电容C2与第二电解电容E2并联。

本实用新型实施例提供的一种锂电池组的充电电路，通过设置软启动电路对启动电流进行限流，防止充电电路上电时电容的充电电流过大，对锂电池组造成冲击。通过恒流恒压充电电路实现恒流恒压充电，提高锂电池组充电效率。

以上公开的仅为本实用新型的一个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂电池组的充电电路，其特征在于，包括：整流电路、过压过流保护电路、软启动电路和恒流恒压充电电路；

所述整流电路的输入端用于与外部的交流供电设备相连，第一输出端通过所述过压过流保护电路与所述软启动电路的输入端相连，第二输出端与所述过压过流保护电路共地；

所述软启动电路的输出端与恒流恒压充电电路的输入端相连，所述恒流恒压充电电路的输出端用于与外部的锂电池组相连。

2.根据权利要求1所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，所述整流电路为整流桥。

3.根据权利要求1所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，所述过压过流保护电路包括双向稳压管和熔断器；

所述熔断器的一端与所述整流电路的第一输入端相连，另一端与所述软启动电路的输入端相连；且所述熔断器的另一端通过所述双向稳压管接地。

4.根据权利要求1所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，所述软启动电路包括：单刀双掷继电器、继电器得电电路和电容充电限流电阻；

所述单刀双掷继电器的常开触点的一端与所述过压过流保护电路相连，另一端与所述恒流恒压充电电路相连；所述电容充电限流电阻与所述单刀双掷继电器的常开触点并联；

所述继电器得电电路与所述单刀双掷继电器的常开触点的另一端相连，控制所述单刀双掷继电器的通断。

5.根据权利要求4所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，所述继电器得电电路包括：与所述单刀双掷继电器相对应的继电器线圈、线圈限流电阻、第一电解电容、第一瓷片电容和续流二极管；

所述继电器线圈的一端通过所述线圈限流电阻与所述单刀双掷继电器的常开触点的另一端相连，所述继电器线圈的另一端接地；

所述第一电解电容、第一瓷片电容、续流二极管均与所述继电器线圈并联；所述第一电解电容的正极与所述续流二极管的负极相连，并与所述继电器线圈的一端相连。

6.根据权利要求1所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，所述恒流恒压充电电路包括：稳压电路、限流保护二极管、恒流设定电阻、恒压设定电阻、反馈电阻、第一稳压管、第一分压电阻、第二分压电阻和三极管；

所述稳压电路的输入端与所述软启动电路的输出端相连，输出端与所述恒流设定电阻的一端相连，反馈端与所述恒压设定电阻的一端相连；

所述恒流设定电阻和另一端、所述恒压设定电阻的另一端、所述限流保护二极管的正极和所述第一稳压管的负极相连，且连接节点作为所述恒流恒压充电电路的输出端；所述限流保护二极管的负极与所述软启动电路的输出端相连；

所述第一稳压管的正极依次与所述第一分压电阻、第二分压电阻串联后接地；

三极管的基极与所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的连接节点相连，集电极通过所述反馈电阻与所述稳压电路的反馈端相连，发射极接地。

7.根据权利要求6所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，所述恒流恒压充电电路还包括：输出保护二极管；

所述恒流恒压充电电路通过所述输出保护二极管与外部的锂电池组相连。

8.根据权利要求1-7任一所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，还包括：输入指示电路和/或输出指示电路；

所述输入指示电路的一端与所述软启动电路的输出端相连，另一端接地；和/或

所述输出指示电路的一端与所述恒流恒压充电电路的输出端相连，另一端接地。

9.根据权利要求8所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，

所述输入指示电路包括：输入限流电阻和输入指示二极管；所述软启动电路的输出端串联连接所述输入限流电阻和所述输入指示二极管，且所述输入指示二极管的负极接地；和/或

所述输出指示电路包括：第二稳压管、输出限流电阻和输出指示二极管；所述第二稳压二极管的负极与所述恒流恒压充电电路的输出端相连，负极串联连接所述输出限流电阻和所述输出指示二极管，且所述输出指示二极管接地。

10.根据权利要求1-7任一所述的锂电池组的充电电路，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路包括第二电解电容和第二瓷片电容；

所述第二电解电容的正极与所述软启动电路的输出端相连，负极接地；且所述第二瓷片电容与所述第二电解电容并联。