CN212304781U - 一种多路电池充放电管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多路电池充放电管理电路，包括至少两路充放电子电路，每路充放电子电路包括充电电路、放电电路和二极管控制电路，所述充电电路输出端与电池连接，所述放电电路的输入端与电池连接，其输出端与所述二极管控制电路连接。本实用新型将多路电池充电电路进行并联设计，各路充电电路之间相互独立，在实现多路电池同时充电并保持较大充电电流的同时可以避免各路充电电路之间相互影响，即使某一路充电电路发生故障，也不会影响其他电池充电，安全性和稳定性得到了提高。本实用新型在电源输出端设置有二极管控制电路，通过二极管控制电路保证电压高的电池优先放电，通过纯硬件设计实现了电池间无震荡平滑切换。

Description

一种多路电池充放电管理电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种多路电池充放电管理电路。

背景技术

电子产品已经遍布于人们的生活中，当前便携式电子产品，如手机，多数以单路电池为主，相应的电子产品电池充放电管理电路也多是针对单路电池的。目前在电池提供动力领域，多路电池充放电管理方案的研究比较多，但是针对电子产品的多路电池充放电管理电路比较少，且多采用在充放电电路中设置芯片，芯片中集成控制器，通过控制器中的程序来实现多路电池充放电的管理，如ADI的LTC1760，该类多路电池充放电管理电路虽然可以实现对多路电池的充放电控制，但是存在使用门槛高、成本高、编成复杂、对被动器件（如电容）的要求高、电路设计复杂、控制器功耗大等缺点。同时该类电路对电池的充放电控制受控制器中程序运行的影响较大。若短时间内该充放电管理电路不使用，为了保持芯片正常工作，会不断消耗电池的电能，导致电池向负载供电的时间缩短。该类充放电管理电路在对电池充电过程中是多路电池交替充电的，充电效率比较低，充电时间长。

申请号为201920425034.8，名称为电池充放电控制方法、系统、移动终端及存储介质的中国发明专利公开了一种电池充放电控制系统，该系统用于充电部件、电源降压芯片、第一电池组、第二电池组与负载之间的充放电控制，所述充电部件的输出端分别与所述电源降压芯片、所述第一电池组和所述第二电池组电性连接，所述系统包括并联供电控制模块，用于当判断到所述充电部件未处于充电状态时，控制所述第一电池组与所述第二电池组并联为所述负载进行供电；串联供电控制模块，用于当判断到所述充电部件处于所述充电状态时，控制所述第一电池组与所述第二电池组从并联切换至串联，并控制所述第一电池组单独对所述负载供电；供电切换控制模块，用于开启所述电源降压芯片，并控制所述电源降压芯片单独为所述负载进行供电。该申请的充放电控制系统在对电池组进行充电的过程中，将第一电池组和第二电池组切换为串联充电的状态，实现对电池快速充电的目的，在电池组放电过程中，将第一电池组和第二电池组切换为并联状态，降低了放电过程中的电路损耗。但是该充放电控制系统依然依靠芯片中的控制器实现电池放电控制，导致为维持芯片正常工作不断消耗电能，同时，因为通过电池组串联的方式对电池组进行充电，导致一组电池组的充电效果受另一组电池组的影响较大。

实用新型内容

根据上述现有技术的缺点和不足，本实用新型要解决的问题之一是提出一种多路电池充放电管理电路，使其可以同时对多路电池进行充电，并且可以通过硬件控制多路电池放电。

多路电池充放电管理电路，包括至少两路充放电子电路，每路充放电子电路包括充电电路、放电电路和二极管控制电路，所述充电电路输出端与电池连接，所述放电电路的输入端与电池连接，其输出端与所述二极管控制电路连接。

优选的是，每路充放电子电路中的所述充电电路的输入端均与适配器连接。

在上述任一方案中优选的是，每路充放电子电路中的所述二极管控制电路均与负载连接。

在上述任一方案中优选的是，每路充放电子电路中的所述放电电路均与所述适配器连接。

在上述任一方案中优选的是，每路充放电子电路中的所述二极管控制电路包括肖特基二极管。

在上述任一方案中优选的是，所述肖特基二极管的正极与所述放电电路连接，其阴极与所述负载连接。

在上述任一方案中优选的是，每路充放电子电路中的所述二极管控制电路为理想二极管控制电路。

在上述任一方案中优选的是，所述多路电池充放电管理电路包括两路充放电子电路。

本实用新型的多路电池充放电管理电路，将多路电池充电电路进行并联设计，各路充电电路之间相互独立，在实现多路电池同时充电并保持较大充电电流的同时可以避免各路充电电路之间相互影响，即使某一路充电电路发生故障，也不会影响其他电池充电，安全性和稳定性得到了提高。本实用新型在电源输出端设置有二极管控制电路，通过二极管控制电路保证电压高的电池优先放电，通过纯硬件设计实现了电池间无震荡平滑切换。

附图说明

图1为按照本实用新型的多路电池充放电管理电路的一优选实施例的结构示意图。

图2为按照本实用新型的多路电池充放电管理电路的另一实施例的电路示意图。

图3为按照本实用新型的多路电池充放电管理电路的再一实施例的二极管控制电路控制原理示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明。下述说明中的“连接”包括直接连接和通过其他部件间接连接，包括通过导线电连接，也包括通过接头插接或者通过焊点连接，还包括其他使两个部件产生关系的其他连接方式。

实施例1

一种多路电池充放电管理电路，包括至少两路充放电子电路，每路充放电子电路均包括充电电路、放电电路和二极管控制电路，所述充电电路输出端与电池连接，所述放电电路的输入端与电池连接，其输出端与所述二极管控制电路连接，每路充放电子电路中的所述充电电路的输入端均与适配器连接，每路充放电子电路中的所述二极管控制电路均与负载连接，每路充放电子电路中的所述放电电路均与所述适配器连接。

如图1所示，所述多路电池充放电管理电路包括N路充放电子电路，其中，N为大于等于2的自然数。第一路充放电子电路包括充电电路121，放电电路141和二极管控制电路151，其中充电电路121的输出端与电池131连接，放电电路141的输入端与电池131连接，放电电路141的输出端与二极管控制电路151连接。第二路充放电子电路包括充电电路122，放电电路142和二极管控制电路152，其中充电电路122的输出端与电池132连接，放电电路142的输入端与电池132连接，放电电路142的输出端与二极管控制电路152连接。第N路充放电子电路包括充电电路12N，放电电路14N和二极管控制电路15N，其中充电电路12N的输出端与电池13N连接，放电电路14N的输入端与电池13N连接，放电电路14N的输出端与二极管控制电路15N连接。其他路充放电子电路的结构与前述充放电子电路的结构相同。充电电路121、122、……、12N的输入端均与适配器连接，放电电路141、142、……、14N也均与适配器连接，二极管控制电路151、152、……、15N均与负载连接。

本多路电池充放电管理电路将多路电池的充电电路进行并联，可以同时对多路电池进行充电，既能够保持较大的充电电流，解决充电效率慢的问题，相比于采用LTC1760进行充电控制，在相同充电电流的前提下，本多路电池充放电管理电路可以节约一半充电时间，大幅度提高充电效率；同时本多路电池充放电管理电路中的多路充电电路之间相互独立，彼此之间互不影响，即便其中一路充电电路出现问题，并不会对其他的充电电路产生影响，安全性和稳定性得到提高；通过多路充电电路并联设置，可以避免采用程序对多路充电电路进行切换控制，节省了芯片运行所消耗的能量；电池接入本多路电池充放电管理电路即可实现充电，电路复杂度大大降低，在外接适配器的情况下，适配器直接为负载供电，而不消耗电池电量，极大的节约了电池电量，并加快了充电速度；多路并联的总体待机电流不超过1毫安，相比其他多路充放电电路，如采用LTC1760的充放电电路，其待机电流为19毫安，极大减少了电量消耗。

实施例2

如图2所示，多路电池充放电管理电路，其包括两路充放电子电路，每路充放电子电路中的所述二极管控制电路包括肖特基二极管，所述肖特基二极管的正极与所述放电电路连接，其阴极与所述负载连接。因为肖特基二极管的两端必须存在压差才可以导通，同时其正向导通电压非常低，因此可以通过所述肖特基二极管将两路电源并联，作为电源路径选择的控制器。

为描述方便，将两路充放电子电路分别命名为第一路和第二路，应当理解，此命名仅为描述方便，并没有任何限制作用。

图2中，标号为200的部分为适配器电路；标号为211的部分为第一路充放电子电路，第一路充放电子电路211中包括电池Bat1和二极管控制电路即肖特基二极管2111；标号为212的部分为第二路充放电子电路，第二路充放电子电路212中包括电池Bat2和二极管控制电路即肖特基二极管2121；标号为220的部分表示负载。

两路电池Bat1和Bat2的电压不会绝对一致，因此，电压高的电池所在的第一路充放电子电路211中的肖特基二极管2111优先导通，开始对外供电，当第一路充放电子电路211中的电池Bat1电压下降到低于第二路充放电子电路212中的电池Bat2电压时，第一路充放电子电路211中的电池Bat1停止放电，第二路充放电子电路212中的电池Bat2开始对外供电，当第二路充放电子电路212中的电池Bat2电压低于第一路充放电子电路211中的电池Bat1电压时，第二路充放电子电路212中的电池Bat2停止对外供电，第一路充放电子电路211中的电池Bat1又开始对外供电，如此循环，直至电池Bat1和Bat2电量耗尽截止。相比于通过程序检测每路电池电压，芯片控制多路电池放电，通过肖特基二极管可以更精确的控制电池放电切换，实时性更好，保证电压高的电池优先放电，实现了电池间无震荡平滑切换。因为肖特基二极管的内阻非常小，正向导通电压低，肖特基二极管消耗的功率低，进一步提高了电池的使用效率。同时肖特基二极管价格便宜，相对昂贵的集成芯片控制多路电池放电，性价比更高。

实施例3

多路电池充放电管理电路，与实施例2所不同的是，所述二极管控制电路为理想二极管控制电路。采用所述理想二极管控制电路控制多路电池放电的过程与实施例2相同。如图3所示，所述理想二极管控制电路包括一个内阻很小的N-MOS作为传输通道，图中IN表示供电输入端，为理想二极管的正极，DRAIN端为理想二极管的负极，IN和DRAIN直连，OUT表示输出端。上电时，内部MOS导通，负载电流流经该内部MOS，放大器通过IN、OUT以及25mV的参考电压控制压降。当负载电流过大是，压降会大于25mV，则内部MOS完全导通；当负载电流下降，导致压降小于25mV时，为了保值25mV的压降，通过弱下拉使MOS部分导通；如果负载电流倒灌，通过强下拉使MOS关闭。如果IN端出现短路或者浪涌电流问题，所述理想二极管控制电路会在500ns之内关闭，防止将影响传送到OUT端。由于IN端与OUT端的电容容易形成寄生电感，为避免二极管控制电路关闭时间延长对负载造成损坏，增加RC保持电路。所述理想二极管控制电路可以选用现有的器件，如LTC4358。

需要说明的是，本申请的技术方案涉及的均是硬件方面的改进，并不涉及软件的改进；对于没有指明型号的各部分，可以从现有技术中的常用部件中任选，不受型号限制；对于实施例中指明型号的各部件，仅为详细说明本申请的技术方案所用，应当理解本实用新型所要保护的技术方案并不受这些型号的限制，现有技术中有很多可以替换这些部件的选择。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应该理解：其可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种多路电池充放电管理电路，包括至少两路充放电子电路，其特征在于：每路充放电子电路包括充电电路、放电电路和二极管控制电路，所述充电电路输出端与电池连接，所述放电电路的输入端与电池连接，其输出端与所述二极管控制电路连接。

2.如权利要求1所述的多路电池充放电管理电路，其特征在于：每路充放电子电路中的所述充电电路的输入端均与适配器连接。

3.如权利要求2所述的多路电池充放电管理电路，其特征在于：每路充放电子电路中的所述二极管控制电路均与负载连接。

4.如权利要求3所述的多路电池充放电管理电路，其特征在于：每路充放电子电路中的所述放电电路均与所述适配器连接。

5.如权利要求4所述的多路电池充放电管理电路，其特征在于：每路充放电子电路中的所述二极管控制电路包括肖特基二极管。

6.如权利要求5所述的多路电池充放电管理电路，其特征在于：所述肖特基二极管的正极与所述放电电路连接，其阴极与所述负载连接。

7.如权利要求4所述的多路电池充放电管理电路，其特征在于：每路充放电子电路中的所述二极管控制电路为理想二极管控制电路。

8.如权利要求1所述的多路电池充放电管理电路，其特征在于：所述多路电池充放电管理电路包括两路充放电子电路。

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