CN206041555U - 一种锂电池充放电驱动控制板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子产品技术领域，尤其是一种锂电池充放电驱动控制板。它包括控制板，控制板包括PCB线路板及焊接于PCB线路板的边缘处的DC放电输出插座、USB放电输出接口和充电输入接口，PCB线路板上集成有中央控制器及受控于中央控制器的升压芯片和充电管理芯片，充电输入接口通过充电管理芯片与锂电池相连，USB放电输出接口和DC放电输出插座分别通过一升压芯片与锂电池相连，USB放电输出接口和DC放电输出插座之间连接有开关转换器。本实用新型由多个芯片集成于PCB线路板上后成型，减少了电子元器件的数量，降低了控制板的电路结构复杂性；通过配置不同的升压芯片可为增设多个不同的放电接口提供硬件基础，方便用户能够根据自身的需求选择不同的放电接口。

Description

一种锂电池充放电驱动控制板

技术领域

本实用新型涉及电子产品技术领域，尤其是一种锂电池充放电驱动控制板。

背景技术

近年来，锂离子电池的市场占有率越来越高，其应用也越来越广泛，尤其是随着便携式电子产品的迅猛发展，锂离子电池被广泛应用于诸如笔记本电脑、电子阅读器、移动通讯设备、移动充电产品(如移动电源)等各种产品上；因此，如何会锂离子电池进行合理的充放电控制及管理，不但直接关系到电池性能是否能够最大化，而且对产品本身的整体功能性也构成至关重要的影响。

以目前对移动充电产品上的锂离子电池进行充放电控制的控制单元为例，由于在功能及电路结构设计上存在一定的缺陷，导致其普遍存在：电路结构复杂、接口数量少且形式单一、电子元器件数量众多、成本偏高、可靠性及稳定性较差等诸多问题；进而也间接造成产品的实用功能单一等问题；因此，有必要针对锂离子电池进行充放电控制的控制单元提出改进方案，以丰富产品的功能并满足人们实际的使用需求。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种锂电池充放电驱动控制板。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种锂电池充放电驱动控制板，它包括一用于与锂电池相连的控制板，所述控制板包括一PCB线路板以及焊接于PCB线路板的边缘处的至少一个DC放电输出插座、至少一个USB放电输出接口和至少一个用于与外部电源相连的充电输入接口，所述PCB线路板上还集成有中央控制器以及受控于中央控制器的升压芯片和充电管理芯片，所述充电输入接口通过充电管理芯片与锂电池相连，所述USB放电输出接口和DC放电输出插座分别通过一升压芯片与锂电池相连，所述USB放电输出接口和DC放电输出插座之间还连接有一集成于PCB线路板上的开关转换器。

优选地，所述中央控制器为一SN8P2711B型单片机，所述升压芯片包括LP6253型第一升压芯片和FP6298型或FP6293型第二升压芯片，所述第一升压芯片的EN引脚和第二升压芯片的EN引脚分别与中央控制器相连；

所述第一升压芯片的VIN引脚在通过第一贴片电感连接第一升压芯片的LX引脚的同时连接锂电池，所述第一升压芯片的OUT引脚与USB放电输出接口相连，且所述第一升压芯片的OUT引脚同时通过若干个第一贴片电容接地；

所述第二升压芯片的VIN引脚在通过第二贴片电感连接第二升压芯片的LX引脚的同时连接锂电池，所述第二升压芯片的FB引脚通过顺序串联的第十一贴片电阻和第一二极管连接第二升压芯片的LX引脚并通过第十二贴片电阻接地，所述第一二极管连接DC放电输出插座并通过第十贴片电容接地，所述第十贴片电容还并联有第一电解电容。

优选地，所述开关转换器包括第一开关管、第二开关管和第三开关管，所述第一开关管的栅极和第二开关管的栅极同时与第二升压芯片的EN引脚相连，所述第一开关管的源极和第二开关管的源极同时通过若干个顺序串联的第二贴片电阻与第三开关管的源极相连，所述第一开关管的漏极和第二开关管的漏极同时与DC放电输出插座相连；所述第三开关管的漏极与USB放电输出接口相连、栅极与第一升压芯片的EN引脚相连。

优选地，所述充电管理芯片为一AP5056型充电芯片，所述充电管理芯片的VCC引脚通过第三二极管连接充电输入接口并通过并联设置的第二十四贴片电容和第二十五贴片电容接地、CHRG引脚与中央控制器相连。

优选地，所述充电输入接口为一3pin圆头DC插座。

优选地，所述PCB线路板上还焊接有若干个LED贴片灯，每个所述LED贴片灯均通过一第一贴片电阻与中央控制器的输出引脚相连。

优选地，所述PCB线路板上还焊接有一用于控制中央控制器启闭的贴片按键。

由于采用了上述方案，本实用新型由多个芯片集成于PCB线路板上后成型，减少了电子元器件的数量，降低了控制板的电路结构复杂性；通过配置不同的升压芯片可为增设多个不同的放电接口提供硬件基础，方便用户能够根据自身的需求选择不同的放电接口；其电路结构简单、接口丰富、集成化程度高，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的控制原理框图；

图2是本实用新型实施例的DC放电输出插座与升压芯片的电路结构图；

图3是本实用新型实施例的USB放电输出接口与升压芯片的电路结构图；

图4是本实用新型实施例的中央控制器的外围电路结构图；

图5是本实用新型实施例的PCB线路板的电子元器件布局示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图5所示，本实施例提供的一种锂电池充放电驱动控制板，它包括一用于与锂电池BT相连的控制板，控制板包括一PCB线路板以及焊接于PCB线路板的边缘处的至少一个DC放电输出插座CN12(本实施例中的数量为两个，在图2中分别标注为CN1和CN2，两者均可采用3pin圆头DC插座)、至少一个USB放电输出接口USB1和至少一个用于与外部电源相连的充电输入接口CN3，在PCB线路板上还集成有一起到核心控制作用的中央控制器IC3以及受控于中央控制器IC3的升压芯片3和充电管理芯片IC5；其中，充电输入接口CN3通过充电管理芯片IC5与锂电池BT相连，USB放电输出接口USB1和DC放电输出插座CN12分别通过一升压芯片3与锂电池BT相连，同时在USB放电输出接口USB1和DC放电输出插座CN12之间还连接有一集成于PCB线路板上的开关转换器2。以此，可利用中央控制器IC3为驱动程序的烧录提供硬件基础以最终实现中央控制器IC3对升压芯片3和充电管理芯片IC5集中调控，具体为：利用充电管理芯片IC5来调控锂电池BT的充电电压，以使用户能够通过充电输入接口CN3连接外部电源并最终对锂电池BT进行充电；利用升压芯片3将锂电池BT输出的电压进行升压处理(如升压至5V、9V等等)，以使用户能够通过USB放电输出接口USB1或DC放电输出插座CN12连接负载设备并最终实现对负载设备的充电；由于整个控制板是将中央控制器IC3及其他芯片集成在PCB线路板上，能够有效简化整个控制板的电路结构并减少了电子元器件的数量，从而降低了控制板的电路结构复杂性；同时，通过配置不同的升压芯片3可为增设多个不同的放电接口提供硬件基础，方便用户能够根据自身的需求选择不同的放电接口对不同规格的负载设备进行充电。

为保证整个控制板能够稳定可靠的运行，本实施例的中央控制器IC3优选为一SN8P2711B型单片机，而升压芯片3则包括LP6253型第一升压芯片IC1和FP6298型或FP6293型第二升压芯片IC24(其具体数量与DC放电输出插座CN12的数量一致，由于本实施例优选的DC放电输出插座CN12的数量为两个并在图2中分别标注为CN1和CN2，故其在图2中分别标注为IC2和IC4，其中IC2与CN1相对应、IC4与CN2相对应)，第一升压芯片IC1的EN引脚和第二升压芯片IC24的EN引脚分别与中央控制器IC3相连；其中，第一升压芯片IC1的VIN引脚在通过第一贴片电感L1连接第一升压芯片IC1的LX引脚的同时连接锂电池BT，第一升压芯片IC1的OUT引脚与USB放电输出接口USB1相连，且第一升压芯片IC1的OUT引脚同时通过若干个第一贴片电容(如图3所示，第一贴片电容分别标注为C2、C4、C5和C6)接地；而第二升压芯片IC24(本实施例以芯片IC2为例，即：为清楚描述整个控制板的电路结构，后续的第二升压芯片IC24均等同于图2中的芯片IC2)的VIN引脚在通过第二贴片电感L2连接第二升压芯片IC24的LX引脚的同时连接锂电池BT，第二升压芯片IC24的FB引脚通过顺序串联的第十一贴片电阻R11和第一二极管D1连接第二升压芯片IC24的LX引脚并通过第十二贴片电阻R12接地，第一二极管D1连接DC放电输出插座CN12(本实施例以插座CN1为例，即：为清楚描述整个控制板的电路结构，后续的DC放电输出插座CN12等同于图2中的插座CN1)并通过第十贴片电容C10接地，第十贴片电容C10还并联有第一电解电容EC1。以此，每个DC放电输出插座CN12均可通过一个升压芯片3进行相应的电压输出，而为使DC放电输出插座CN12能够具有插入识别功能，在在DC放电输出插座CN12与中央控制器IC3之间设置识别电阻(即：如图2中的贴片电阻R4或R5)，以使中央控制器IC3能够通过识别电阻获取相应的信号，以判断DC放电输出插座CN12是否需要放电输出。

为保证USB放电输出接口USB1与DC放电输出插座CN12之间或者多个DC放电输出插座CN12之间(如插座CN1与CN2之间)能够快速地进行转换，使锂电池BT输出的电压只能从一个接口或插座输出，本实施的开关转换器3包括第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3，第一开关管Q1的栅极和第二开关管Q2的栅极同时与第二升压芯片IC24(以芯片IC2为例)的EN引脚相连，第一开关管Q1的源极和第二开关管Q2的源极同时通过若干个顺序串联的第二贴片电阻(如图2中的贴片电阻R8和图3中的贴片电阻R22等)与第三开关管Q3的源极相连，第一开关管Q1的漏极和第二开关管Q2的漏极同时与DC放电输出插座CN12(以插座CN1为例)相连；第三开关管Q3的漏极则与USB放电输出接口USB1相连、栅极与第一升压芯片IC1的EN引脚相连。

作为一个优选方案，本实施例的充电管理芯片IC5为一AP5056型充电芯片，充电管理芯片IC5的VCC引脚通过第三二极管D3连接充电输入接口CN3并通过并联设置的第二十四贴片电容C24和第二十五贴片电容C25接地、CHRG引脚与中央控制器IC3相连。

作为一个优选方案，本实施例的充电输入接口CN3采用一3pin圆头DC插座。

为能够实时地对锂电池BT的电量进行显示，在PCB线路板上还焊接有若干个LED贴片灯(本实施例优选为四个)，每个LED贴片灯均通过一第一贴片电阻(如图4中的贴片电阻R20、R21、R25和R28)与中央控制器IC3的输出引脚相连。以此，通过对中央控制器IC3的功能设计可利用以下方式对锂电池BT的电量进行显示，如：电池电压大于等于3.8V时，四个LED贴片灯全亮；电池电压大于等于3.5V时三个LED贴片灯亮；电池电压大于等于3.3V时，二个LED贴片灯亮；电池电压大于等于2.7V时，一个LED贴片灯亮；电池电压小于等于2.6V时，LED贴片灯全关闭。

另外，为便于对控制板进行启闭控制，在PCB线路板上还焊接有一用于控制中央控制器IC3启闭的贴片按键SW1。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种锂电池充放电驱动控制板，它包括一用于与锂电池相连的控制板，其特征在于：所述控制板包括一PCB线路板以及焊接于PCB线路板的边缘处的至少一个DC放电输出插座、至少一个USB放电输出接口和至少一个用于与外部电源相连的充电输入接口，所述PCB线路板上还集成有中央控制器以及受控于中央控制器的升压芯片和充电管理芯片，所述充电输入接口通过充电管理芯片与锂电池相连，所述USB放电输出接口和DC放电输出插座分别通过一升压芯片与锂电池相连，所述USB放电输出接口和DC放电输出插座之间还连接有一集成于PCB线路板上的开关转换器。

2.如权利要求1所述的一种锂电池充放电驱动控制板，其特征在于：所述中央控制器为一SN8P2711B型单片机，所述升压芯片包括LP6253型第一升压芯片和FP6298型或FP6293型第二升压芯片，所述第一升压芯片的EN引脚和第二升压芯片的EN引脚分别与中央控制器相连；

所述第一升压芯片的VIN引脚在通过第一贴片电感连接第一升压芯片的LX引脚的同时连接锂电池，所述第一升压芯片的OUT引脚与USB放电输出接口相连，且所述第一升压芯片的OUT引脚同时通过若干个第一贴片电容接地；

所述第二升压芯片的VIN引脚在通过第二贴片电感连接第二升压芯片的LX引脚的同时连接锂电池，所述第二升压芯片的FB引脚通过顺序串联的第十一贴片电阻和第一二极管连接第二升压芯片的LX引脚并通过第十二贴片电阻接地，所述第一二极管连接DC放电输出插座并通过第十贴片电容接地，所述第十贴片电容还并联有第一电解电容。

3.如权利要求2所述的一种锂电池充放电驱动控制板，其特征在于：所述开关转换器包括第一开关管、第二开关管和第三开关管，所述第一开关管的栅极和第二开关管的栅极同时与第二升压芯片的EN引脚相连，所述第一开关管的源极和第二开关管的源极同时通过若干个顺序串联的第二贴片电阻与第三开关管的源极相连，所述第一开关管的漏极和第二开关管的漏极同时与DC放电输出插座相连；所述第三开关管的漏极与USB放电输出接口相连、栅极与第一升压芯片的EN引脚相连。

4.如权利要求2所述的一种锂电池充放电驱动控制板，其特征在于：所述充电管理芯片为一AP5056型充电芯片，所述充电管理芯片的VCC引脚通过第三二极管连接充电输入接口并通过并联设置的第二十四贴片电容和第二十五贴片电容接地、CHRG引脚与中央控制器相连。

5.如权利要求4所述的一种锂电池充放电驱动控制板，其特征在于：所述充电输入接口为一3pin圆头DC插座。

6.如权利要求2所述的一种锂电池充放电驱动控制板，其特征在于：所述PCB线路板上还焊接有若干个LED贴片灯，每个所述LED贴片灯均通过一第一贴片电阻与中央控制器的输出引脚相连。

7.如权利要求2所述的一种锂电池充放电驱动控制板，其特征在于：所述PCB线路板上还焊接有一用于控制中央控制器启闭的贴片按键。