CN214590642U

CN214590642U - 锂电池充放电管理电路

Info

Publication number: CN214590642U
Application number: CN202023278528.5U
Authority: CN
Inventors: 李夏琴; 赵亚冬
Original assignee: Chengdu Ningjinwei Communication Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Ningjinwei Communication Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2030-12-29

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池充放电管理电路，包括电池、充电调节模块和放电调节模块，电池一端与电源连接，另一端与充电调节模块串接后，与地连接形成充电电路，充电调节模块用于获取充电路电流，并根据获取电流值调整充电电路的电流值；电池正极还通过开关管与地连接，形成放电电路；放电调节模块用于获取电池的电压值，并在电压值低于阈值时，控制开关管截止；与现有技术相比，本实用新型解决双节锂电池串联过冲过放的问题，进一步提升电能的利用率；充电电压为8.4V，放电截止电压范围为6V至7V连续可调，从而实现锂电池充放电保护的电源管理功能。

Description

锂电池充放电管理电路

技术领域

本实用新型涉锂电池充电技术领域，具体为一种锂电池充放电管理电路。

背景技术

为了适应日益增长的测试需求的工程应用，用于手持测量各类参数的移动设备日益增多，使得锂电池电源成为了手持测量移动设备常用的一种便携式电源。

锂电池凭借其寿命长、无记忆效应、放电性能强劲、能量比高等优势，已经成为同类二次电池性能中的佼佼者，目前应用最广泛的电池之一。由于锂电池自身结构的特点，想安全发挥出其强大的性能必须要对锂电池进行较为复杂的电源管理和保护。鉴于目前充电器性能参差不齐，对于电池充电效率也有所不一，提高充电效率是对锂电池电源管理一个很重要的要求。其次是对于过充过放会严重损耗锂电池寿命，还会影响外部用电设备的寿命。

对于锂电池过充过放的问题，需要有一定的保护电路，例如充电结束检测，放电终止电压检测等，则可使其在不同的应用场合当中得到有效利用，从而极大提高应用的灵活性。

以往双节锂电池充电的电源芯片较多的是降压型(Buck型)的芯片可供选择，很少有升压型充电芯片(BOOST型)。这是因为升压型充电芯片效率较低，损耗严重，产生的电源噪声较大，严重影响实际使用效果。随着技术的发展，升压型充电芯片愈发成熟，可供选择的芯片越来越多。各种芯片差异在于电源充电效率，控制精度以及充电截止电压的控制。而放电截止控制，以往依赖过放保护芯片，只能固定电压进行截止，因此灵活性非常受限。在很多场合下，我们不需要达到对应的固定电压就需要进行放电截止。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种锂电池充放电管理电路，用于解决双节锂电池串联过冲过放的问题，进一步提升电能的利用率；充电电压为8.4V，放电截止电压范围为6V至7V连续可调，从而实现锂电池充放电保护的电源管理功能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种锂电池充放电管理电路，包括电池、充电调节模块和放电调节模块，电池一端与电源连接，另一端与充电调节模块串

接后，与地连接形成充电电路，充电调节模块用于获取充电路电流，并根据获取电流值调整充电电路的电流值；电池正极还通过开关管与地连接，形成放电电路；放电调节模块用于获取电池的电压值，并在电压值低于阈值时，控制开关管截止。

具体的方案，充电调节模块包括PL7501C芯片，PL7501C芯片包括用于与电池连接的电池连接端和升压端，外部电源依次串接电感、二极管后与升压端连接；外部电源经过升压端升压后输出至电池连接端。

具体的方案，PL7501C芯片包括充电电流控制端口，用于调节充电电流的充电电流控制端口；充电电流控制端口通过第三电阻与地连接。

具体的方案，PL7501C芯片还包括电压检测复位引脚，外部电源依次通过第一电阻和第二电阻与地连接，电压检测复位引脚与第一电阻和第二电阻的连接点连接。

具体的方案，PL7501C芯片通过USB端口与外部5V电源电连接。

具体的方案，PL7501C芯片包括电源输入端，且外部电源通过第三电阻与电源输入端连接。

具体的方案，放电调节模块包括LM393电压比较器，LM393电压比较器的同相输入端与电池连接，反向输入端与基准电压连接，输出端与开关管的控制端连接控制开关管的通断。

具体的方案，LM393电压比较器的输出端通过分压电阻与同相输入端连接。

具体的方案，开关管为MOS管，MOS管漏极与外部电源连接，源极与地连接，栅极与LM393电压比较器的输出端连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的锂电池充放电管理电路，包括电池、充电调节模块和放电调节模块，电池一端与电源连接，另一端与充电调节模块串接后，与地连接形成充电电路，充电调节模块用于获取充电路电流，并根据获取电流值调整充电电路的电流值；电池正极还通过开关管与地连接，形成放电电路；放电调节模块用于获取电池的电压值，并在电压值低于阈值时，控制开关管截止；与现有技术相比，本实用新型解决双节锂电池串联过冲过放的问题，进一步提升电能的利用率；充电电压为8.4V，放电截止电压范围为6V至7V连续可调，从而实现锂电池充放电保护的电源管理功能。

附图说明

图1为本实用新型的构造关系图；

图2为本实用新型的充电调节模块电路图；

图3为本实用新型的放电调节模块电路图。

主要元件符号说明如下：

1、电池；2、充电调节模块；3、放电调节模块；Q1、MOS管；U1、电压比较器。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

如背景技术所述，现有的电源管理系统中而放电截止控制，依赖过放保护芯片，只能固定电压进行截止，因此灵活性非常受限；基于此本本实用新型提供一种锂电池1充放电管理电路，包括电池1、充电调节模块2和放电调节模块3，电池1一端与电源连接，另一端与充电调节模块2串接后，与地连接形成充电电路，充电调节模块2用于获取充电路电流，并根据获取电流值调整充电电路的电流值；电池1正极还通过开关管与地连接，形成放电电路；放电调节模块3用于获取电池1的电压值，并在电压值低于阈值时，控制开关管截止。

与现有技术相比，本实用新型解决双节锂电池1串联过冲过放的问题，进一步提升电能的利用率；充电电压为8.4V，放电截止电压范围为6V至7V连续可调，从而实现锂电池1充放电保护的电源管理功能。

在本实施例中，充电调节模块2包括PL7501C芯片，PL7501C芯片包括用于与电池1连接并的电池1连接端和升压端boost，外部电源依次串接电感、二极管后与升压端连接；外部电源经过升压端boost升压后输出至电池1连接端bat，为电池1充电；PL7501C芯片包括充电电流控制端口PROG，用于调节充电电流的充电电流控制端口PROG；充电电流控制端口PROG通过第三电阻与地连接；通过第三电阻的大小控制充电电路中的电流。

在本实施例中，具体的方案，PL7501C芯片通过USB端口与外部5V电源电连接；采用USB进行供电；这样做能够极大的便利接口的统一性，可以用常用的手机适配器类型的接口进行充电；在本实例中USB端口输入电流最大2A，在充电过程中，芯片需要通过较大的电流进行工作，因此充电芯片需大电流加粗电源走线，单独从USB供电引入。

在本实施例中，安装PL7501C芯片的电路板上需要预留好足够的散热孔，主要是外围电路会产生热量，芯片实际也会发热。除此以外，还需要考虑电磁兼容 (EMI)的问题，升压部分的回路走线一定要又短又粗，否则影响实际充电效率。

在本实施例中，PL7501C芯片还包括电压检测复位引脚VSEN，外部电源依次通过第一电阻R1和第二电阻R2与地连接，电压检测复位引脚VSEN与第一电阻 R1和第二电阻R2的连接点连接；当该引脚出的电压值低于1.2V时，限制充电电流值，当该引脚出的电压值低于0.4V时关断芯片。

在本实施例中，PL7501C芯片包括电源输入端VIN，且外部电源通过第三电阻R3与电源输入端连接；因为USB供电不可避免存在电源噪声，在电源引入端 VIN接入1uF的陶瓷电容到地，起到去耦消噪的作用。

参阅图3，放电调节模块3包括LM393电压比较器U1，LM393电压比较器U1 的同相输入端与电池1连接，反向输入端与基准电压连接，输出端与开关管的控制端连接；控制开关管的通断；优选的方案，LM393电压比较器U1的输出端通过分压电阻与同相输入端连接；通过电压比较器U1，将锂电池1电压与电压基准进行比较；初期设定好阈值电压后，在锂电池1电压与比较阈值电压相近时，电压比较器U1会出现临界状态，导致跳变的介稳定状态；改善的做法可以将 LM393电压比较器U1的输出端通过分压电阻与同相输入端连接，使得分压电阻进行调节滞回电压阈值，稳定在临界状态后，即可达到可调截止效果。

具体的方案，开关管为MOS管Q1，MOS管Q1漏极与外部电源连接，源极与地连接，栅极与LM393电压比较器U1的输出端连接；本设计采用的思路是，本设计采用的是单电源方案，利用电池1作为供电来源；通过滞回比较器电路，引入正反馈，使得在电池1电压与参考基准电压源相当的情况下，改善输出的稳定性。固定参考基准电压源，通过改变锂电池1连接的电阻阻值，使得电压的分压比产生变化。在对应的电压情况下，分压后的电压低于参考电压，则关闭电池1 输出；在分压后的电压高于参考电压，则打开电池1输出。

本实用新型的优势在于：

1、与现有技术相比，本实用新型解决双节锂电池串联过冲过放的问题，进一步提升电能的利用率；充电电压为8.4V，放电截止电压范围为6V至7V连续可调，从而实现锂电池充放电保护的电源管理功能。

2、本设计采用的是单电源方案，利用电池作为供电来源；通过滞回比较器电路，引入正反馈，使得在电池电压与参考基准电压源相当的情况下，改善输出的稳定性；

3、固定参考基准电压源，通过改变锂电池连接的电阻阻值，使得电压的分压比产生变化。在对应的电压情况下，分压后的电压低于参考电压，则关闭电池输出；在分压后的电压高于参考电压，则打开电池输出。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种锂电池充放电管理电路，特征在于，包括电池、充电调节模块和放电调节模块，电池一端与电源连接，另一端与充电调节模块串接后，与地连接形成充电电路，充电调节模块用于获取充电路电流，并根据获取电流值调整充电电路的电流值；电池正极还通过开关管与地连接，形成放电电路；放电调节模块用于获取电池的电压值，并在电压值低于阈值时，控制开关管截止。

2.根据权利要求1所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，充电调节模块包括PL7501C芯片，PL7501C芯片包括用于与电池连接的电池连接端和升压端，外部电源依次串接电感、二极管后与升压端连接；外部电源经过升压端升压后输出至电池连接端。

3.根据权利要求2所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，PL7501C芯片包括充电电流控制端口，用于调节充电电流的充电电流控制端口；充电电流控制端口通过第三电阻与地连接。

4.根据权利要求3所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，PL7501C芯片还包括电压检测复位引脚，外部电源依次通过第一电阻和第二电阻与地连接，电压检测复位引脚与第一电阻和第二电阻的连接点连接。

5.根据权利要求2所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，PL7501C芯片通过USB端口与外部5V电源电连接。

6.根据权利要求5所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，PL7501C芯片包括电源输入端，且外部电源通过第三电阻与电源输入端连接。

7.根据权利要求1所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，放电调节模块包括LM393电压比较器，LM393电压比较器的同相输入端与电池连接，反向输入端与基准电压连接，输出端与开关管的控制端连接控制开关管的通断。

8.根据权利要求7所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，LM393电压比较器的输出端通过分压电阻与同相输入端连接。

9.根据权利要求7所述的锂电池充放电管理电路，特征在于，开关管为MOS管，MOS管漏极与外部电源连接，源极与地连接，栅极与LM393电压比较器的输出端连接。