CN210297548U - 兼容pd充电器的锂电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种兼容PD充电器的锂电池组,包括:锂电池组模块、电池保护电路、电子保险电路、降压‑升压转换电路以及PD识别转换电路;所述电池保护电路连接在锂电池组模块的主回路上,对锂电池组模块进行充放电的保护;所述电子保险电路串联在电池保护电路的主回路上;所述的降压‑升压转换电路与所述电子保险电路的输出侧连接,将PD充电器输出的电压电流转换为锂电池组模块当前充电所需的电压电流;所述PD识别转换电路与所述降压‑升压转换电路,接收降压‑升压转换电路对锂电池组模块的电压检测信息,然后控制PD充电器输出最接近的电压值给降压‑升压转换电路;本实用新型可通过PD充电器进行充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂电池组,尤其是一种兼容PD充电器的锂电池组。
背景技术
锂电池是目前新能源行业的焦点,具有能量密度高,体积小的优点,但锂电池由于稳定、安全方面的问题需要增加电池管理及保护。
目前家用电器发展趋势为无绳化,这样加速了锂电池的应用,但目前市面的电池组串数并不统一,每个无绳家用电器都要配一款充电器,使得家用充电器较多且混乱。
PD是PowerDelivery的缩写,PD充电器是目前一种快速充电器。
从电源方面来讲,USB设备分为自供电和总线供电两种设备类型;VBUS电压总线是主机/转发器向USB设备供电的电源线。
IIC是Inter-IntegratedCircuitBus(内部集成总线)的缩写,IIC总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线;IIC接口就是内部集成总线接口。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本实用新型提供一种兼容PD充电器的锂电池组,能够使用手机PD充电器进行充电,大大减少了家用充电器的数量。本实用新型采用的技术方案是:
一种兼容PD充电器的锂电池组,包括:锂电池组模块、电池保护电路、电子保险电路、降压-升压转换电路以及PD识别转换电路;
所述电池保护电路连接在锂电池组模块的主回路上,对锂电池组模块进行充放电的保护;所述电子保险电路串联在电池保护电路的主回路上;
所述的降压-升压转换电路与所述电子保险电路的输出侧连接,将PD充电器输出的电压电流转换为锂电池组模块当前充电所需的电压电流;
所述PD识别转换电路与所述降压-升压转换电路,接收降压-升压转换电路对锂电池组模块的电压检测信息,然后控制PD充电器输出最接近的电压值给降压-升压转换电路;
进一步地,降压-升压转换电路包括控制芯片U1、NMOS管Q1、Q2、Q3、Q4;控制芯片U1采用SP1260;
VBUS电压总线接电容C1一端、控制芯片U1第30脚、电阻R1和R3一端;电阻R3另一端接电容C5一端和控制芯片U1的第32脚,电阻R1另一端接NMOS管Q1漏极、电阻R4一端;电阻R4另一端接电容C5另一端、控制芯片U1第31脚;控制芯片U1 的第29脚通过电容C6接U1的第27脚、NMOS管Q1的源极、Q2的漏极、电感L1的一端;控制芯片U1的第28脚通过电阻R5接NMOS管Q1的栅极,控制芯片U1的第26脚通过电阻R6接NMOS管Q2的栅极,控制芯片U1的第25脚接NMOS管Q2和Q4的源极,以及地;电感L1另一端接NMOS管Q3的源极和Q4的漏极;NMOS管Q3的漏极接电容CA一端、电阻R7和R9一端;
控制芯片U1的第24脚通过电容C8接地;U1的第23脚接NMOS管Q4的栅极;U1的第22脚接NMOS管Q4的漏极,并通过电容C7接U1的第20脚;U1的第21脚接NMOS管Q3的栅极;控制芯片U1的第19脚作为充电电压输出端接电阻R7另一端、电阻R10一端、充电正电压节点BAT+;U1的第18脚接电容C9一端、电阻R9另一端;U1的第17脚接电容C9的另一端、电阻R10另一端;
控制芯片U1的第16脚接电阻R13一端、电阻R11一端,电阻R11另一端接电容CB一端、电容CC一端和充电正电压节点BAT+,电容CA、CB、CC另一端接地、充电负电压节点BAT-;U1的第15脚接电容C10、C11一端,电容C10一端接电阻R14一端,电阻R14另一端接电阻R13另一端、电容C11另一端并接地;U1的第14脚接地;U1的第12脚通过电阻R15、C12接地;U1的第11脚通过电阻R16、C13接地;U1的第10脚通过电阻R22接地;
控制芯片U1的第8脚通过电阻R17接地,U1的第7脚通过电阻R21接地,U1的第5脚通过电阻R20接供电电压,U1的第6脚通过电阻R19接供电电压;U1的第5脚、第6脚作为IIC接口连接PD识别转换电路中的控制芯片U2;U1的第4脚通过电阻R18接供电电压,通过电阻R23接发光二极管LED1阳极,发光二极管LED1阴极接地。
进一步地,PD识别转换电路包括控制芯片U2和TYPE-C接口;控制芯片U2采用UPD350;
VBUS电压总线接电阻RA一端、U2的第2脚、第32脚、第31脚、TYPE-C接口中的VBUS端子;电阻RA另一端接U2第1脚,并通过电容CA2接地;U2的第3脚通过电容CB2接地,U2的第4脚通过电容CC2接地;U2的第7、8脚作为IIC接口连接降压-升压转换电路中的控制芯片U1;
控制芯片U2的第18脚接PMOS管N1的栅极,PMOS管N1源极接正电压,漏极接U2的第25脚;控制芯片U2的第17脚接PMOS管N2的栅极,PMOS管N2的源极接正电压,漏极接U2的第28脚;U2的第25脚、第28脚分别接TYPE-C接口中的CC1端子、CC2端子;通过CC1端子、CC2端子与PD充电器通信;PD充电器输出的电压加至VBUS电压总线上。
本实用新型的优点:本实用新型可以使用手机或者笔记本的PD充电器进行家用无绳电器的充电,大大减少了家用充电器的数量;另外通过获取锂电池组与PD充电器最接近的电压进行转换,极大的提高了转换效率,降低了损耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构组成示意图。
图2为本实用新型的降压-升压转换电路示意图。
图3为本实用新型的PD识别转换电路示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示,本实用新型提出的一种兼容PD充电器的锂电池组,包括:锂电池组模块1、电池保护电路2、电子保险电路3、降压-升压转换电路4以及PD识别转换电路5;本实用新型的重点在于降压-升压转换电路以及PD识别转换电路,电池保护电路和电子保险电路现有技术中已经有较为成熟的电路,因此仅作简单介绍;
所述电池保护电路2连接在锂电池组模块1的主回路上,对锂电池组模块进行充放电的保护,通过检测每串电池的电压以及主回路的电流,防止极端情况的发生损坏电池;
所述电子保险电路3串联在电池保护电路2的主回路上,防止外界高压或者负压对电池保护电路以及锂电池组模块产生的损伤,起到锂电池组模块二次保护的作用;
所述的降压-升压转换电路4与所述电子保险电路3的输出侧连接,在正常工作的情况下,将PD充电器输出的电压电流转换为锂电池组模块当前充电所需的电压电流,最主要的功能是无需使用专用的充电器进行充电;
所述PD识别转换电路5与所述降压-升压转换电路4,接收降压-升压转换电路对锂电池组模块的电压检测信息,然后控制PD充电器输出最接近的电压值给降压-升压转换电路;降压-升压转换电路通过升压或者降压达到锂电池组当前所需的电压电流,以此达到最高的转换效率,降低系统的损耗;
如图2所示,降压-升压转换电路4包括控制芯片U1、NMOS管Q1、Q2、Q3、Q4;控制芯片U1采用SP1260;
VBUS电压总线接电容C1一端、控制芯片U1第30脚、电阻R1和R3一端;电阻R3另一端接电容C5一端和控制芯片U1的第32脚,电阻R1另一端接NMOS管Q1漏极、电阻R4一端;电阻R4另一端接电容C5另一端、控制芯片U1第31脚;控制芯片U1 的第29脚通过电容C6接U1的第27脚、NMOS管Q1的源极、Q2的漏极、电感L1的一端;控制芯片U1的第28脚通过电阻R5接NMOS管Q1的栅极,控制芯片U1的第26脚通过电阻R6接NMOS管Q2的栅极,控制芯片U1的第25脚接NMOS管Q2和Q4的源极,以及地;电感L1另一端接NMOS管Q3的源极和Q4的漏极;NMOS管Q3的漏极接电容CA一端、电阻R7和R9一端;
控制芯片U1的第24脚通过电容C8接地;U1的第23脚接NMOS管Q4的栅极;U1的第22脚接NMOS管Q4的漏极,并通过电容C7接U1的第20脚;U1的第21脚接NMOS管Q3的栅极;控制芯片U1的第19脚作为充电电压输出端接电阻R7另一端、电阻R10一端、充电正电压节点BAT+;U1的第18脚接电容C9一端、电阻R9另一端;U1的第17脚接电容C9的另一端、电阻R10另一端;
控制芯片U1的第16脚接电阻R13一端、电阻R11一端,电阻R11另一端接电容CB一端、电容CC一端和充电正电压节点BAT+,电容CA、CB、CC另一端接地、充电负电压节点BAT-;U1的第15脚接电容C10、C11一端,电容C10一端接电阻R14一端,电阻R14另一端接电阻R13另一端、电容C11另一端并接地;U1的第14脚接地;U1的第12脚通过电阻R15、C12接地;U1的第11脚通过电阻R16、C13接地;U1的第10脚通过电阻R22接地;
控制芯片U1的第8脚通过电阻R17接地,U1的第7脚通过电阻R21接地,U1的第5脚通过电阻R20接供电电压,U1的第6脚通过电阻R19接供电电压;U1的第5脚、第6脚作为IIC接口连接PD识别转换电路中的控制芯片U2;U1的第4脚通过电阻R18接供电电压,通过电阻R23接发光二极管LED1阳极,发光二极管LED1阴极接地。
NMOS管Q1、Q2、Q3、Q4构成主功率电路,当进入降压模式,NMOS管Q3常通,NMOS管Q4常关,NMOS管Q1、Q2作为同步整流型的降压功率管;当进入升压模式时,NMOS管Q1常通,NMOS管Q2常关,NMOS管Q3、Q4作为同步升压的功率管;
电阻R11、R13、R14、电容CB、CC、C10等构成负载识别电路,主要用于检测锂电池组模块的电压;
如图3所示,PD识别转换电路5包括控制芯片U2和TYPE-C接口;控制芯片U2采用UPD350;
VBUS电压总线接电阻RA一端、U2的第2脚、第32脚、第31脚、TYPE-C接口中的VBUS端子;电阻RA另一端接U2第1脚,并通过电容CA2接地;U2的第3脚通过电容CB2接地,U2的第4脚通过电容CC2接地;U2的第7、8脚作为IIC接口连接降压-升压转换电路中的控制芯片U1;
控制芯片U2的第18脚接PMOS管N1的栅极,PMOS管N1源极接正电压,漏极接U2的第25脚;控制芯片U2的第17脚接PMOS管N2的栅极,PMOS管N2的源极接正电压,漏极接U2的第28脚;U2的第25脚、第28脚分别接TYPE-C接口中的CC1端子、CC2端子;通过CC1端子、CC2端子与PD充电器通信;PD充电器输出的电压加至VBUS电压总线上,通过PD识别转换电路5、降压-升压转换电路4,然后通过降压-升压转换电路4转换为锂电池组模块的充电电压。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种兼容PD充电器的锂电池组,其特征在于,包括:锂电池组模块(1)、电池保护电路(2)、电子保险电路(3)、降压-升压转换电路(4)以及PD识别转换电路(5);
所述电池保护电路(2)连接在锂电池组模块(1)的主回路上,对锂电池组模块进行充放电的保护;所述电子保险电路(3)串联在电池保护电路(2)的主回路上;
所述的降压-升压转换电路(4)与所述电子保险电路(3)的输出侧连接,将PD充电器输出的电压电流转换为锂电池组模块当前充电所需的电压电流;
所述PD识别转换电路(5)与所述降压-升压转换电路(4),接收降压-升压转换电路对锂电池组模块的电压检测信息,然后控制PD充电器输出最接近的电压值给降压-升压转换电路。
2.如权利要求1所述的兼容PD充电器的锂电池组,其特征在于,
降压-升压转换电路(4)包括控制芯片U1、NMOS管Q1、Q2、Q3、Q4;控制芯片U1采用SP1260;
VBUS电压总线接电容C1一端、控制芯片U1第30脚、电阻R1和R3一端;电阻R3另一端接电容C5一端和控制芯片U1的第32脚,电阻R1另一端接NMOS管Q1漏极、电阻R4一端;电阻R4另一端接电容C5另一端、控制芯片U1第31脚;控制芯片U1 的第29脚通过电容C6接U1的第27脚、NMOS管Q1的源极、Q2的漏极、电感L1的一端;控制芯片U1的第28脚通过电阻R5接NMOS管Q1的栅极,控制芯片U1的第26脚通过电阻R6接NMOS管Q2的栅极,控制芯片U1的第25脚接NMOS管Q2和Q4的源极,以及地;电感L1另一端接NMOS管Q3的源极和Q4的漏极;NMOS管Q3的漏极接电容CA一端、电阻R7和R9一端;
控制芯片U1的第24脚通过电容C8接地;U1的第23脚接NMOS管Q4的栅极;U1的第22脚接NMOS管Q4的漏极,并通过电容C7接U1的第20脚;U1的第21脚接NMOS管Q3的栅极;控制芯片U1的第19脚作为充电电压输出端接电阻R7另一端、电阻R10一端、充电正电压节点BAT+;U1的第18脚接电容C9一端、电阻R9另一端;U1的第17脚接电容C9的另一端、电阻R10另一端;
控制芯片U1的第16脚接电阻R13一端、电阻R11一端,电阻R11另一端接电容CB一端、电容CC一端和充电正电压节点BAT+,电容CA、CB、CC另一端接地、充电负电压节点BAT-;U1的第15脚接电容C10、C11一端,电容C10一端接电阻R14一端,电阻R14另一端接电阻R13另一端、电容C11另一端并接地;U1的第14脚接地;U1的第12脚通过电阻R15、C12接地;U1的第11脚通过电阻R16、C13接地;U1的第10脚通过电阻R22接地;
控制芯片U1的第8脚通过电阻R17接地,U1的第7脚通过电阻R21接地,U1的第5脚通过电阻R20接供电电压,U1的第6脚通过电阻R19接供电电压;U1的第5脚、第6脚作为IIC接口连接PD识别转换电路中的控制芯片U2;U1的第4脚通过电阻R18接供电电压,通过电阻R23接发光二极管LED1阳极,发光二极管LED1阴极接地。
3.如权利要求1所述的兼容PD充电器的锂电池组,其特征在于,
PD识别转换电路(5)包括控制芯片U2和TYPE-C接口;控制芯片U2采用UPD 350;
VBUS电压总线接电阻RA一端、U2的第2脚、第32脚、第31脚、TYPE-C接口中的VBUS端子;电阻RA另一端接U2第1脚,并通过电容CA2接地;U2的第3脚通过电容CB2接地,U2的第4脚通过电容CC2接地;U2的第7、8脚作为IIC接口连接降压-升压转换电路中的控制芯片U1;
控制芯片U2的第18脚接PMOS管N1的栅极,PMOS管N1源极接正电压,漏极接U2的第25脚;控制芯片U2的第17脚接PMOS管N2的栅极,PMOS管N2的源极接正电压,漏极接U2的第28脚;U2的第25脚、第28脚分别接TYPE-C接口中的CC1端子、CC2端子;通过CC1端子、CC2端子与PD充电器通信;PD充电器输出的电压加至VBUS电压总线上。
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