CN207382007U - 一种新型大电流可充电锂电池保护板电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，包括保护板，所述保护板上采用了可受控的充电均衡电流的电路，使得可以采用大电流均衡，从而降低对串联电芯的配对要求，降低其成本，并且杜绝在电池存放过程中可能存在的从均衡电路产生的不正常电流消耗，避免电池早期失效。在充电和放电电路所用的多个并联的场效应管在其源极上串入限流电阻，这些限流电阻使得流经每个放电控制的大功率场效应管的电流基本一致，流经每个充电控制的大功率场效应管的电流也基本一致，避免了个别大功率场效应管因大量电流流过而被击穿烧毁，从而使保护板失效，这样提高了保护板的可靠性。

Description

一种新型大电流可充电锂电池保护板电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路技术领域，尤其是一种新型大电流可充电锂电池保护板电路。

背景技术

可充电锂电池因能量密度高，重量轻，寿命长等优点受到广泛应用，但可充电锂电池都必须配上保护极对其保护，以免过充或过放电而导致损坏，在应用中，因单个锂电池电压低，一般采用串联方式以提高电压，但串联使用往往也要采用对串联的电池进行分容配对，并在充电时采用均衡电路以使各个电池都能充满以发挥其性能。在大容量，大功率电池使用往往设计的均衡电流过小，而对电池配对提出了很高要求，否则均衡电路产生的作用很小，但较大的均衡电流由于锂电池保护用集成块厂家明确给出其均衡电流控制端输出可能处于未定状态，如果电池存放过程中某一控制端给出了输出状态，会使该电池经其均衡放电电阻放电而导致该节电池亏电，在锂电池的应用中，充放电都是经过场效应管对电流进行接通或关断来实现，在大电流应用时(几十安倍到几百安倍甚至上千安倍)，往往采用直接将场效应管并联方式，但因各个场效应管制造上产生的个体差异，实际应用中往往会导致某个性能稍差的被大电流先击穿，同时因击穿时产生的高热而使相邻的管子性能变差导致相邻的管子性能下降也逐步被击穿最终是并联的成组管子都被损毁，从而使保护板失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，采用了可受控的充电均衡电流的电路，在充电均衡电流增加了电子开关，并控制其在等于或约高于均衡控制检测电压时均衡电路才起作用。电子开关受控电路由ZD2，Q1，Q2部分组成，选择ZD2在当电池组电压等于或约高于均衡控制检测电压时，ZD2导通使Q1集电极为低电平，Q2集电极为高电平，电子开关CD4066的各个电子开关导通，均衡控制电路接通，当电池组电压低于均衡控制检测电压时，ZD2不导通，Q1集电极为高电平，Q2集电极为低电平，CD4066各个电子开关为高阻断开，各均衡电流控制场效应管都截止，避免了电池的早期失效。

本实用新型对于充电和放电电路所用的多个并联的场效应管在其源极上串入限流电阻，由于该限流电阻的存在，限制了流经大功率场效应管的电流，避免了个别大功率场效应管因生产制造上的性能差异而有大量电流流过而被击穿烧毁，从而使保护板失效，这样提高了保护板的可靠性的优点，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，包括保护板，锂电池保护用集成块的放电控制输出Dout经电阻RD1和串联二极管DD1并依次并联接场效应管VD1的栅极串联电阻RDG1、场效应管VD2的栅极串联电阻RDG2直至场效应管VDN的栅极串联电阻RDGN，从而控制VD1，VD2到VDN导通放电。在VD1，VD2到VCN的源极上串入限流电阻RDS1，RDS2到RDSN，由于限流电阻RDS1，RDS2到RDSN的存在，限制了流经各个大功率场效应管的电流，使电流基本一致。

作为本实用新型进一步的方案：锂电池保护用集成块的充电控制输出Cout经电阻RC01并依次并联接场效应管VC1的栅极串联电阻RCG1、场效应管VC2的栅极串联电阻RCG2直至场效应管VCM的栅极串联电阻RCGM，从而控制VC1，VC2到VCM导通。在VC1，VC2到VCM的源极上串入限流电阻RCS1，RCS2到RCSM，由于限流电阻RCS1，RCS2到RCSM的存在，限制了流经各个大功率场效应管的电流，也使电流基本一致。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本新型大电流可充电锂电池保护板电路，在大电流应用状态采用多个场效应管并联使用时，放电控制的每个并联的大功率场效应管的源极与电池电芯组输出的负极之间串入1毫欧到500毫欧的限流电阻如RDS1，RDS2---RDSN，N大于等于2，这些限流电阻使得流经每个放电控制的大功率场效应管的电流基本一致。充电控制的每个并联的大功率场效应管的源极与电池电芯组充电主回路负极之间串入1毫欧到500毫欧的限流电阻如RCS1，RCS2---RCSM，M大于等于2，这些限流电阻使得流经每个充电控制的大功率场效应管的电流也基本一致，避免了个别大功率场效应管因大量电流流过而被击穿烧毁，从而使保护板失效，这样提高了保护板的可靠性。放电控制场效应管由锂电池保护集成块的放电控制端Dout经电阻RD1，DD1控制，当过放电时，保护集成块的放电控制端Dout给出低电平到放电控制场效应管栅极从而使放电控制场效应管截止，切断电流输出以保护电池。在本保护板电路上还接有由SW，C1，RD2和DD2组成的应急放电控制电路，当电池处于保护状态而不输出电流时，按下应急开关SW，电池对CD1充电，经RD2，DD2强制使放电大功率场效应管导通而放电，在应用在用于汽车启动电池时，可应急启动发动机，一旦发动机工作，所带动的发电机又对启动电池充电，完全实现了自救。

附图说明

图1为本实用新型的是并口式电路图。

图2为本实用新型的串口式应用输出部分电路图。

具体实施方式

下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图2，本实用新型实施例中，一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，包括保护板，电子开关CD4066中有4组相同的电子开关，脚1，2和13是一组，其中13脚是控制端，它高电平时脚1和2导通，脚1接均衡电流控制场效应管栅极，脚2接锂电池保护用集成块均衡电流控制输出端CB1，当13脚是高电平时脚1脚2导通，均衡控制电路接入，均衡电路起作用。同理，脚3，4和5是一组，其中5脚是控制端，它高电平时脚3和4导通；脚8，9和6是一组，其中6脚是控制端，它高电平时脚8和9导通；脚10，11和12是一组，其中12脚是控制端，它高电平时脚10和11导通；当控制端脚13，5，6，和12为高电平时锂电池保护用集成块均衡电流控制输出端CB1，CB2，CB3，CB4分别与均衡电流控制场效应管V1，V2，V3，V4栅极接通，均衡电路起作用。

图1，图2上放电控制的大功率场效应管VD1的源极与限流电阻RDS1一端相连，限流电阻RDS1的另一端与电池组负极相连；同理，放电控制的大功率场效应管VD2的源极与限流电阻RDS2一端相连，限流电阻RDS2的另一端与电池组负极相连；放电控制的大功率场效应管VDN的源极与限流电阻RDSN一端相连，限流电阻RDSN的另一端与电池组负极相连；每个放电大功率场效应管的栅极经串联的电阻RDGN(N大于等于2，并且结构相同)后都并联接于二极管DD1，DD2的负极；当放电时，这些结构相同的限流电阻RDSN使得流过每个放电大功率场效应管的电流基本一致。限流电阻为1毫欧到500毫欧，并且结构相同。

图1，图2上充电控制的大功率场效应管VC1的源极与限流电阻RCS1一端相连，限流电阻RCS1的另一端与电池组充电主回路负极相连；同理，充电控制的大功率场效应管VC2的源极与限流电阻RCS2一端相连，限流电阻RCS2的另一端与电池组充电主回路负极相连；充电控制的大功率场效应管VCM的源极与限流电阻RCSM一端相连，限流电阻RCSM的另一端与电池组充电主回路负极相连；每个充电大功率场效应管的栅极经串联的电阻RCGM(M大于等于2，并且结构相同)后都并联接于电阻RC01，RC02上；当充电时，这些结构相同的限流电阻RCSM使得流过每个充电大功率场效应管的电流基本一致。限流电阻为1毫欧到500毫欧，并且结构相同。这些限流电阻RDSN，RCSM使得流经每个放电控制的大功率场效应管的电流基本一致，流经每个充电控制的大功率场效应管的电流也基本一致，避免了个别大功率场效应管因大量电流流过而被击穿烧毁，从而使保护板失效，这样提高了保护板的可靠性。

综上所述：该新型大电流可充电锂电池保护板电路，采用大电流均衡，从而降低对串联电芯的配对要求，降低其成本，并且杜绝在电池存放过程中可能存在的从均衡电路产生的不正常电流消耗，避免电池早期失效。在充电和放电电路所用的多个并联的场效应管在其源极上串入限流电阻，这些限流电阻使得流经每个放电控制的大功率场效应管的电流基本一致，流经每个充电控制的大功率场效应管的电流也基本一致，避免了个别大功率场效应管因大量电流流过而被击穿烧毁，从而使保护板失效，这样提高了保护板的可靠性。

在本实用新型中在电池组正极与放电主回路负极间还可并入大容量的法拉电容组(如图1，图2中的CF)，法拉电容优良的瞬间大电流充放电特性，使得在有短时大电流的应用中减轻电池的瞬间电流输出压力而保护电芯，并且可改善电池的低温性能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，包括保护板，其主要技术特征在于：均衡电流控制场效应管的栅极和锂电池保护集成块的均衡控制输出端皆串接有电子开关，充电控制场效应管在源极串接有限流电阻一端接于源极，另一端接于电池组充电电流主回路负极，放电控制场效应管在源极串接有限流电阻，一端接于源极，另一端接于电池组放电电流主回路负极。

2.根据权利要求1所述的一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，其主要技术特征在于：锂电池保护集成块的均衡电流控制输出端与均衡电流控制场效应管的栅极之间都串联电子开关，该电子开关一端接于均衡电流控制场效应管的栅极，另一端接于锂电池保护集成块的均衡电流控制输出端，该电子开关在电池电压达到均衡控制检测电压时才导通，低于均衡控制检测电压时断开，电子开关数量视所接的电池电芯数量而定。

3.根据权利要求1所述的一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，其主要技术特征在于：放电控制场效应管的源极串联有电阻，该电阻一端接于源极，另一端接于电池组放电电流主回路负极。

4.根据权利要求1所述的一种新型大电流可充电锂电池保护板电路，其主要技术特征在于：充电控制场效应管的源极串联有电阻，该电阻一端接于源极，另一端接于电池组充电电流主回路负极。