CN206685927U - 电池恒流充电控制电路及充电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了电池恒流充电控制电路及充电机，该充电控制电路包括充电控制模块和用于设置在充电主回路上的开关管，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值。本实用新型实现了电池模块的充电过流保护，并实现了电池模块的恒流充电，避免电池过充造成连锁保护现象的发生，提高了电池的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于电池管理系统技术领域，特别涉及电池恒流充电控制电路及充电机。
背景技术
随着现代社会科技不断进步，电子通信产品发展很快，许多电子产品都把电池作为主要的能量来源，很多产品设备的电池充电器都不能很好很安全的对锂电池进行充电，常常造成电池的过充而损坏电池的寿命，进而影响其供电功能的发挥。
电池系统作为大容量储能领域的储能设备，由若干个电池模块并联而成，在对若干个并联的电池模块充电的过程中，由于各个并联的电池模块之间存在不均流不平衡现象，特别在充电启动过程中，当出现个别电池模块充电电流过大，启动过流保护功能，断开该电池模块所在的充电支路，停止充电，但是充电电流会继而流向其它电池模块，造成其他电池模块的充电电流过大，从而引发连锁保护现象，进而不能对并联的电池模块继续充电，影响电池模块对设备的供电功能；同样在充电过程中，个别模块出现过流、故障、充满等停止充电时，充电装置的电流流向其他电池模块，也会引起连锁过流保护现象，影响电池模块对设备的供电功能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供电池恒流充电控制电路及充电机，用于解决充电电流过大造成电池过充而引起电池模块连锁过流保护现象发生的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种电池恒流充电控制电路，包括充电控制模块和用于设置在充电主回路上的开关管，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值。
进一步地，所述充电控制模块包括XL4001芯片和驱动单元，XL4001芯片的电流采样端通过采样电阻与充电主回路连接形成采样回路，XL4001芯片的功率输出端通过驱动单元与开关管的控制端连接。
进一步地，所述驱动单元为ZXGD3005E6芯片。
进一步地，所述开关管为IGBT或MOS管。
进一步地，所述采样回路包括至少两条并联支路，其中，每一条支路上串设有相对应的开关元件和采样电阻。
进一步地，所述的XL4001芯片和驱动单元采用同一电源模块供电。
进一步地，XL4001芯片的电流采样端通过稳压电阻与稳压支路连接，用于提供稳定的电压。
本实用新型还提供了一种充电机，包括电池恒流充电控制电路，该电路包括充电控制模块和设置在充电机充电主回路上的开关管，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值。
进一步地，所述充电控制模块包括XL4001芯片和驱动单元，XL4001芯片的电流采样端通过采样电阻与充电主回路连接形成采样回路，XL4001芯片的功率输出端通过驱动单元与开关管连接。
进一步地，所述驱动单元为ZXGD3005E6芯片。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的电池恒流充电控制电路，该电路包括充电控制模块和用于设置在充电主回路上的开关管，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值，进而维持对电池的恒流充电，实现了电池模块的充电过流保护，并实现了电池模块的恒流充电，避免电池过充造成连锁保护现象的发生，提高了电池的使用寿命。
本实用新型的充电机包括电池恒流充电控制电路，该电路包括充电控制模块和用于设置在充电主回路上的开关管，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值，进而维持对电池的恒流充电，实现了电池模块的充电过流保护，并实现了电池模块的恒流充电，不会对电池造成过充，提高了电池的使用寿命。
附图说明
图1为包括有本实用新型的恒流充电电路的充电系统。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：
本实用新型的一种充电机的实施例：
一种充电机，包括电池恒流充电控制电路，该电路包括设置在充电主回路上的开关管和充电控制模块，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值。
本实施例的充电控制模块包括XL4001芯片U1和ZXGD3005E6芯片U2，XL4001芯片的电流采样端通过采样电阻与充电主回路连接形成采样回路，XL4001芯片的功率输出端通过ZXGD3005E6芯片与开关管的控制端连接；采样回路包括两条并联支路，其中，一条支路上串设有第一开关元件和第一采样电阻，另一条支路上穿设有第二开关元件和第二采样电阻；电池系统电源模块包括供电电源和控制支路，供电电源通过控制支路与充电控制模块连接；还包括稳压支路，XL4001芯片的电流采样端通过稳压电阻与稳压支路连接用于提供稳定的电压。
具体的如图1所示，恒流充电模块包括低阻值大功率高精度的充电电阻R1、滤波电感L、MOS管Q1；电源模块包括PNP型三极管Q2、电阻R6、R7；电流大小选择模块包括继电器S1和S2、采样电阻R2和R3；充电控制模块为XL4001芯片。电池模块的正极连接充电装置的正极DC_CHARGE+，滤波电感L一端连接电池的负极，一端连接MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的源极分别于继电器S1、S2输出端的一端和充电电阻R1的一端连接，MOS管Q1的控制端即Q1的基极与芯片U2的输出端连接，采样电阻R1的另一端与充电装置的负极DC_CHARGE-连接，继电器S1、S2输出端的另一端分别与充电电流大小选择电阻R2、R3的一端连接，继电器S1和采样电阻R2与继电器S2和采样电阻R3构成并联的两条支路，R2、R3的另一端与稳压电阻R4的一端和XL4001芯片的5脚相连接，其中5脚为恒流检测电压脚，7脚和8脚连接三级管Q2的源极，为XL4001芯片工作提供电源，三级管Q2的基极还连接有电阻R7，三极管Q2的发射极与+15V电源连接，XL4001芯片U1的1脚和2脚与芯片U2连接，经芯片U2驱动后生成MOS管Q1的触发脉冲P2。
本实施例的充电机还包括有电压稳压电路，可提供高精度电压为2.5V，该电压稳压电路包括稳压管D1、电容C1、稳压电阻R4、R5，R4的另一端、R5的一端、C1的一端与稳压管D1的阴极连接，D1的阳极连接C1的另一端并且与DC_CHARGE-相连，电阻R7的另一端与控制触发脉冲P1连接。
电路工作原理为：
当为电池模块正常充电时，启动图1中的正常充电路径，脉冲P1为高电平信号，三极管Q2不导通，整个恒流充电模块供电部分关断，恒流充电模块不工作；当检测到电池模块的充电电流过大时，关闭正常充电路径，给脉冲P1低电平信号，三极管Q2导通，芯片U1和芯片U2供电电源接通，整个恒流充电模块供电部分工作，恒流充电模块正常工作，设恒流充电模块的充电电流为I，则有：
对上式进行变形求解，得到恒定电流I的表达式：
由于芯片U1的5脚为恒流检测电压引脚，正常工作中，通过自我调整1脚和2脚输出PWM波的占空比来保持5脚电压恒定0.155V不变。当继电器S1和电阻R1组成的采样回路或继电器S2和采样电阻R2组成的电流采样回路，采样的充电电流发生变化，则会导致芯片U1的5脚电压发生变化，此时芯片1脚和2脚会产生恒定频率150KHz的PWM脉冲P2，脉冲P2通过驱动芯片U2驱动后生成触发脉冲P3，脉冲P3触发MOS管Q1，调节MOS管Q1的导通与关断时间的比例，进而维持恒定的充电电流。
电流采样回路为S1、R2组合和S2、R3组合；通过选择闭合不同的继电器S1、S2可选择不同的充电电流；作为其他实施方式，如果需要多组不同大小的充电电流，可以添加多种组合。
本实施例的电源模块为三极管Q2及其外围电路的组合，作为其他实施方式，可以采用电源与开关串联的方式，当恒流充电模块工作时，闭合开关，使芯片U1接通电源，处于正常的工作状态。
本实施例中的开关管Q1为IGBT或MOS管，三极管Q2为IGBT或MOS管。
本实施例中的电流采样回路所包括的两条并联支路上的开关元件S1、S2为继电器，作为其他实施方式还可以采用接触器作为开关元件。
本实用新型还提供了一种电池恒流充电控制电路，该充电电路可以在电池模块充电电流过大时，对电池模块进行恒流充电，实现了对电池模块的充电过流保护，并可以为电池模块进行小电流充电，保护了电池，提升了电池寿命，保证了电池模块对设备的放电性能的发挥。
对于电池恒流充电的控制电路已经在上述实施例中进行了详细的说明，在这里不再赘述。
以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于以上所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池恒流充电控制电路，其特征在于，包括充电控制模块和用于设置在充电主回路上的开关管，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值。
2.根据权利要求1所述的电池恒流充电控制电路，其特征在于，所述充电控制模块包括XL4001芯片和驱动单元，XL4001芯片的电流采样端通过采样电阻与充电主回路连接形成采样回路，XL4001芯片的功率输出端通过驱动单元与开关管的控制端连接。
3.根据权利要求2所述的电池恒流充电控制电路，其特征在于，所述驱动单元为ZXGD3005E6芯片。
4.根据权利要求1所述的电池恒流充电控制电路，其特征在于，所述开关管为IGBT或MOS管。
5.根据权利要求2所述的电池恒流充电控制电路，其特征在于，所述采样回路包括至少两条并联支路，其中，每一条支路上串设有相对应的开关元件和采样电阻。
6.根据权利要求2所述的电池恒流充电控制电路，其特征在于，所述的XL4001芯片和驱动单元采用同一电源模块供电。
7.根据权利要求2所述的电池恒流充电控制电路，其特征在于，XL4001芯片的电流采样端通过稳压电阻与稳压支路连接，用于提供稳定的电压。
8.一种充电机，其特征在于，包括电池恒流充电控制电路，该电路包括充电控制模块和设置在充电机充电主回路上的开关管，其中，充电控制模块的电流采样端与充电主回路连接，用于采样充电主回路上的充电电流，充电控制模块的输出端与开关管的控制端连接，用于根据采样的充电电流控制开关管的通断时间使充电主回路上的充电电流达到设定值，并维持该设定值。
9.根据权利要求8所述的充电机，其特征在于，所述充电控制模块包括XL4001芯片和驱动单元，XL4001芯片的电流采样端通过采样电阻与充电主回路连接形成采样回路，XL4001芯片的功率输出端通过驱动单元与开关管连接。
10.根据权利要求9所述的充电机，其特征在于，所述驱动单元为ZXGD3005E6芯片。
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| CN201720354282.4U CN206685927U (zh) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | 电池恒流充电控制电路及充电机 |
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| CN201720354282.4U Active CN206685927U (zh) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | 电池恒流充电控制电路及充电机 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107069863A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-08-18 | 河南森源电气股份有限公司 | 一种电池恒流充电控制电路及充电机 |
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2017
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