CN209434930U - 一种锂电池平衡充放电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锂电池平衡充放电电路，所述锂电池由多节单元电池串联组成，包括主充电电路和副充电电路，在电路中设有单片机控制器IC2，在主充电电路上设有开关电路，开关电路的控制端与单片机控制器IC2的输出端连接；在每一节单元电池设有电压检测电路IC1，电压检测电路的输入端与单元电池的正负两端连接；电压检测电路的输出端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输入端连接；每一节单元电池设有副充电电路，副充电电路的电压由DC‑DC5V模块提供，副充电电路包括分别设置在单元电池两端的三极管开关电路，三极管开关电路的控制端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输出端连接。且具有损耗小，长期使用电池平衡度高等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电技术领域，具体为一种锂电池平衡充放电电路。
背景技术
本实用新型所述的锂电池是由2节或2节以上的单元电池串联组成。现有锂电池的充放电一般采用串联充电，但各节单元电池的性能各有差异，造成电池使用过程中由于单元电池容量差异而充不满电或无法充电等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有锂电池充放电电路的缺点，提供一种能使各节单元电池充电时能达到额定电压的锂电池平衡充放电电路。
本实用新型，包括在锂电池的两端设置的主充电电路，以及在锂电池的两端设有负载放电电路，在充放电电路中设有单片机控制器IC2，在锂电池的主充电电路上设有开关电路，开关电路的控制端与单片机控制器IC2的输出端连接；在每一节单元电池设有电压检测电路IC1，电压检测电路的输入端与单元电池的正负两端连接；电压检测电路的输出端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输入端连接；每一节单元电池设有辅充电电路，辅充电电路的电压由DC-DC5V模块提供，辅充电电路包括分别设置在单元电池两端的三极管开关电路及DC-DC模块，三极管开关电路的控制端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输出端连接。
本实用新型，有别于现有平衡充电中，现有平衡充电系通过电路自身功耗来达到电压平衡的目的。
本实用新型，具有如下特点：
1、本电路包括主充电电路和DC-DC组成的辅充电电路，主充电电路和辅充电电路的输出充电电压需隔离分开。主充电路通常为一组，辅充电电路可以是一组或以上，主充电压电路的电压值视电池组的串联组数而定，主要提供电池初始串联快速充电及辅充电电路供电电源，辅充电电路的输出电压值为单元电池的额定充电电压，主要供单元电池充电。例如锂电池为5V-5.5V。
2、本电路可通过改变取样电路可适应于各类可充电电池串联平衡充电，且可扩展不受单元电池串联组数限制。
3、本电路通过单片机控制各电池组充放电电压平衡及过流保护等功能。
本实用新型，且具有损耗小，能长期使电池容量高度平衡等特点。
附图说明
图1为实施例的结构原理图。
具体实施方式
本实施例以3节单元电池串联组成的锂电池为例，说明本锂电池平衡充放电电路的结构及工作原理。
参照图1，一种锂电池平衡充放电电路，所述锂电池由3节单元电池串联组成，在锂电池的两端设有主充电电路，主充电电路的充电电压为15V，在锂电池的两端设有负载放电电路，在充放电电路中设有单片机控制器IC2，控制器IC2可选用型号为s3F8s35xzz-so95的单片机，在锂电池的主充电电路上设有开关电路，开关电路包括场效应管B1，场效应管B1的栅极G串联连接偏置电阻RA4之后与单片机控制器IC2的输出端15脚连接；在每一节单元电池设有电压检测电路IC1，电压检测电路的输入端与单元电池的正负两端连接；电压检测电路的输出端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输入端连接；具体连接为：
单元电池G1的检测电路包括IC11，IC11的6脚连接单元电池G1的负极A，IC11的5脚串联电阻R11之后连接单元电池G1的正极B，在IC11的5脚与6脚之间连接电容C11，在IC11的2脚与6脚之间连接电阻R13，IC11的1脚和3脚分别连接二极管D1和D2之后与光耦耦合器M1的一个输入端连接，光耦耦合器M1的另一个输入端串联电阻R12之后连接到单元电池G1的正极B；光耦耦合器M1的输出端连接单片机控制器IC2的3脚；
单元电池G2的检测电路包括IC12，IC12的6脚连接单元电池G2的负极B，IC12的5脚串联电阻R21之后连接单元电池G2的正极C，在IC12的5脚与6脚之间连接电容C21，在IC12的2脚与6脚之间连接电阻R23，IC12的1脚和3脚分别连接二极管D3和D4之后与光耦耦合器M2的一个输入端连接，光耦耦合器M2的另一个输入端串联电阻R22之后连接到单元电池G2的正极C；光耦耦合器M2的输出端连接单片机控制器IC2的2脚；
单元电池G3的检测电路包括IC13，IC13的6脚连接单元电池G3的负极C，IC13的5脚串联电阻R31之后连接单元电池G3的正极D，在IC13的5脚与6脚之间连接电容C31，在IC13的2脚与6脚之间连接电阻R33，IC13的1脚和3脚分别连接二极管D5和D6之后与光耦耦合器M3的一个输入端连接，光耦耦合器M3的另一个输入端串联电阻R32之后连接到单元电池G3的正极D；光耦耦合器M3的输出端连接单片机控制器IC2的1脚；
IC11、IC12和IC13为相同型号的集成，其型号可为dw01；每一节单元电池设有辅充电电路，辅充电电路包括分别设置在单元电池两端的三极管开关电路及DC-DC转换电路，三极管开关电路的控制端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输出端连接；具体连接为：
单元电池G1的正极串接场效应管Q1之后与DC-DC5V模块的5V+端连接，单元电池G1的负极串接场效应管Q2之后与DC-DC5V模块的5V-端连接，场效应管Q1和场效应管Q2的栅极连接到光电耦合器U1的两个输出端，光电耦合器U1的两个输入端分别连接单片机控制器IC2输出端10脚和地线GND，其中，R1、R2和RA1为偏置电阻；
单元电池G2的正极串接场效应管Q3之后与DC-DC5V模块的5V+端连接，单元电池G2的负极串接场效应管Q4之后与DC-DC5V模块的5V-端连接，场效应管Q3和场效应管Q4的栅极连接到光电耦合器U2的两个输出端，光电耦合器U2的两个输入端分别连接单片机控制器IC2输出端9脚和地线GND，其中，R3、R4和RA2为偏置电阻；
单元电池G3的正极串接场效应管Q5之后与DC-DC5V模块的5V+端连接，单元电池G3的负极串接场效应管Q6之后与DC-DC5V模块的5V-端连接，场效应管Q5和场效应管Q6的栅极连接到光电耦合器U3的两个输出端，光电耦合器U3的两个输入端分别连接单片机控制器IC2输出端7脚和地线GND，其中，R5、R6和RA3为偏置电阻；
其工作原理为：
放电过程：当单元电池G1、G2、G3各组电压均高于3.3V时，B1导通，电路处于放电状态V+/V-端输出电流电压供负载使用，当G1、G2、G3中任一个单元电池电压首先低于2.3V时，检测电路IC11、IC12、IC13工作并输出控制信号通过光电耦合器M1、M2、M3耦合至单片机控制器IC2，单片机控制器IC2经过运算后输出控制信号使B1关断，切断V+\V-电压输出回路，从而保护锂电池以免造成过放损坏。
充电过程： 当插入充电器时，单片机控制器IC2检测到充电状态B1导通，V+\V-两端得到15V主充电电压对单元电池G1、G2和G3进行串联快速充电，当单元电池G1、G2、G3中任何一组充满时（4.3V）通过检测电路IC11、IC12、IC13经光电耦合器M1、M2、M3向单片机IC2发送当前电池充满信号，单片机经运算后输出控制信号使B1截止，切断电池组串联充电电流。后输出控制信号使DC－DC直流转换电路工作，输出5V电压通过IC2控制Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的通断来对其它电池进行独立循环充电。例如:当单元电池G1首先充满4.3V时，检测电路IC11通过接线检测到A,B两端电压已经充满，IC11驱动光耦M1向单片机发送单元电池G1充满信号，单片机使B1截止，然后，再依次对其余单元电池G2和G3进行检测，当检测到单元电池G2未充满时，单片机IC2经光耦U2控制Q3,Q4同时导通形成充电回路,将5V电压输送至单元电池G2电池两端进行充电.当单元电池G2电池充满时, 检测电路IC12通过接线检测到B、C两端电压已经充满时, IC12驱动光耦M2向单片机IC2发送单元电池G2电池充满信号, 单片机IC2输出关断信号通过U2使Q3,Q4截止. 同理，再对单元电池G3进行检测，当检测到单元电池G3未充满时，单片机IC2将继续输出开通信号通过U3使Q5,Q6导通, 将5V电压输送至单元电池G3电池两端对G3进行充电,直至所有电池充满。注: Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6只在辅充电电路工作时受单片机控制工作,其余时间处于截止状态。
Claims (2)
1.一种锂电池平衡充放电电路，所述锂电池由2节或2节以上的单元电池串联组成，在锂电池的两端设有主充电电路，以及在锂电池的两端设有负载放电电路，其特征在于：在充放电电路中设有单片机控制器IC2，在锂电池的主充电电路上设有开关电路，开关电路的控制端与单片机控制器IC2的输出端连接；在每一节单元电池设有电压检测电路IC1，电压检测电路的输入端与单元电池的正负两端连接；电压检测电路的输出端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输入端连接；每一节单元电池设有辅充电电路，辅充电电路的电压由主充电路提供，辅充电电路包括分别设置在单元电池两端的三极管开关电路及DC-DC模块，三极管开关电路的控制端通过光电耦合器与单片机控制器IC2的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的锂电池平衡充放电电路，其特征在于：每一节单元电池的电压检测电路IC1的型号为dw01；单片机控制器IC2的型号为s3F8s35xzz-so95。
Priority Applications (1)
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| CN201920387975.2U CN209434930U (zh) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | 一种锂电池平衡充放电电路 |
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2019
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