CN215733581U - 一种用于锂电池组的充放电电路和电池电源 - Google Patents
一种用于锂电池组的充放电电路和电池电源 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于锂电池组的充放电电路，包括输入输出电路、DC/DC变换电路、控制处理器、电池电压监测电路、电池电流监测电路、输入输出电压监测电路和外围设备。外围设备用于当输入输出电路与外接负载电路或外接充电电源连接时，发送放电信号或充电信号给控制处理器。控制处理器用于响应放电信号或充电信号发送PWM放电或充电控制信号。DC/DC变换电路响应PWM充电或放电控制信号向外接电路负载电路供电或向锂电池组充电。由于充放电电路具有充放电监测功能，使得锂电池组的充放电过程更安全、更稳定。
Description
技术领域
本申请涉及锂电池组充放电技术领域，具体涉及一种用于锂电池组的充放电电路和电池电源。
背景技术
由于组成锂电池组的锂电池寿命长、使用安全、充电快速、耐高温、容量大、绿色环保且价格便宜，因此锂电池组作为电源被广泛应用在各个领域的电子设备系统中。电源在一个系统中担当着非常重要的角色。从某种意义上说，电源可被看作是系统的心脏。电源给系统的电路提供持续的、稳定的能量，并使系统免受外部侵扰。可见，电源的性能优劣与电子设备的各项技术指标和可靠性息息相关。对锂电池组的充放电过程进行监测是开关电源中的一个不可或缺的重要组成部分，它可以提高产品的可靠性，使电源在恶劣的条件下正常工作，对保障整个电子设备系统的安全起着至关重要的作用。针对锂电池组设计带充放电监测功能的充放电电路是锂电池组充放电技术领域研究的热点。
发明内容
本申请公开一种用于锂电池组的充放电电路，以解决现有技术中锂电池组的充放电电路的不足。
根据第一方面，一种实施例中提供一种用于锂电池组的充放电电路，包括输入输出电路、DC/DC变换电路、控制处理器、电池电压监测电路、电池电流监测电路、输入输出电压监测电路和外围设备；
所述输入输出电路用于外接负载电路或外接充电电源的连接；
所述DC/DC变换电路包括电池组连接端、输入输出连接端和控制信号连接端；所述电池组连接端用于与所述锂电池组连接，所述输入输出连接端用于与所述输入输出电路连接，所述控制信号连接端用于一PWM放电控制信号或PWM充电控制信号的输入；所述DC/DC变换电路用于响应所述PWM放电控制信号，将所述锂电池组输出的电能进行直流调压后通过所述输入输出电路向所述外接负载电路输出；所述DC/DC变换电路还用于响应所述PWM充电控制信号，将所述外接充电电源输入所述输入输出电路的电能进行直流调压后对所述锂电池组进行充电；
所述电池电压监测电路分别与所述锂电池组和所述控制处理器连接；所述电池电压监测电路用于获取所述锂电池组的电压信号，并将所述锂电池组的电压信号发送给所述控制处理器；
所述电池电流监测电路分别与所述锂电池组和所述控制处理器连接；所述电池电流监测电路用于获取所述锂电池组的电流信号，并将所述锂电池组的电流信号发送给所述控制处理器；
所述输入输出电压监测电路分别与所述输入输出电路和所述控制处理器连接；所述输入输出电压监测电路获取所述外接负载电路或所述外接充电电源的电压信号，并将所述外接负载电路或所述外接充电电源的电压信号发送给所述控制处理器；
所述外围设备与所述控制处理器连接；所述外围设备用于当所述输入输出电路与所述外接负载电路连接时，向所述控制处理器发送一放电信号；所述外围设备还用于当所述输入输出电路与所述外接充电电源连接时，向所述控制处理器发送一充电信号；
所述控制处理器用于响应所述充电信号向所述DC/DC变换电路发送所述PWM充电控制信号；所述控制处理器还用于响应所述放电信号向所述DC/DC变换电路发送所述PWM放电控制信号。
一实施例中，所述电池电流监测电路包括电池正连接端、电池负连接端、变换电路第一连接端、变换电路第二连接、采样信号输出端、采样电阻R10、可调电阻R11、电容C11和芯片U10；
所述电池电流监测电路的电池正连接端和电池负连接端用于分别与所述锂电池组的正极和负极连接；
所述电池电流监测电路的变换电路第一连接端和变换电路第二连接端与所述DC/DC变换电路连接；
所述电池电流监测电路的采样信号输出端与所述控制处理器连接；
芯片U10的型号为MAX4173F，包括管脚VCC、管脚GND、管脚OUT、管脚RS+和管脚RS-；
采样电阻R10的一端与所述电池电流监测电路的电池正连接端连接，另一端与所述电池电流监测电路的变换电路第一连接端；
可调电阻R11和电容C11并联连接，并联后的一端与所述电池电流监测电路的电池负连接端、所述电池电流监测电路的变换电路第二连接端和芯片U10的管脚GND连接，并联后的另一端与芯片U10的管脚OUT和所述电池电流监测电路的采样信号输出端连接；
芯片U10的管脚VCC和管脚RS+与所述电池电流监测电路的电池正连接端连接；
芯片U10的管脚RS-与所述电池电流监测电路的变换电路第一连接端连接。
一实施例中，所述DC/DC变换电路包括电池正连接端、电池负连接端、输入输出正连接端、输入输出负连接端、控制信号连接端、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、三极管Q20、功率场效应管Q21、功率场效应管Q22、二极管D21、电感L21和芯片U20；芯片U20的型号为IR2111，包括管脚IN、管脚COM、管脚LO、管脚VB、管脚HO和管脚VS；
所述DC/DC变换电路的电池正连接端和电池负连接端用于分别与所述锂电池组的正极和负极连接；
所述DC/DC变换电路的输入输出正连接端和输入输出负连接端与所述输入输出电路连接；
所述DC/DC变换电路的控制信号连接端与所述控制处理器连接；
电阻R21的一端与所述DC/DC变换电路的控制信号连接端连接，另一端与三极管Q20的控制极连接；
三极管Q20的第一极与芯片U20的管脚IN连接，第二极接地；
电阻R22的一端与芯片U20的管脚IN连接，另一端与二极管D21的正极连接，二极管D21的负极与芯片U20的管脚VB连接；
电阻R23的一端与功率场效应管Q21的控制极连接，另一端与芯片U20的管脚VS、功率场效应管Q21的第一极和所述DC/DC变换电路的输入输出正连接端连接；
电阻R24的一端与功率场效应管Q22的控制极连接，另一端与芯片U20的管脚LO连接；
电容C21的两端分别与所述DC/DC变换电路的电池正连接端和电池负连接端连接；
电容C22的两端分别与所述DC/DC变换电路的输入输出正连接端和输入输出负连接端；
电容C23、电容C24和电容C25并联，并联后的一端与二极管D21的正极连接，并联后的另一端与所述DC/DC变换电路的输入输出负连接端和电池负连接端连接；
电容C26的一端与芯片U20的管脚VS连接，另一端与芯片U20的管脚VB连接；
功率场效应管Q21的第二极与功率场效应管Q22的第一极连接，功率场效应管Q22的第二极与所述DC/DC变换电路的输入输出负连接端和电池负连接端连接；
电感L21的一端与所述DC/DC变换电路的电池正连接端连接，另一端与功率场效应管Q22的第一极连接；
芯片U20的管脚HO与管脚VS连接。
一实施例中，所述电池电压监测电路包括电压信号连接端、输出信号连接端、滑动变阻器R31和电容C31；滑动变阻器R31包括第一连接端、第二连接端和电阻调节端；
所述电池电压监测电路的电压信号连接端与所述锂电池组连接；
所述电池电压监测电路的输出信号连接端与所述控制处理器连接；
滑动变阻器R31的第一连接端与所述电池电压监测电路的电压信号连接端连接，滑动变阻器R31的第二连接端接地，滑动变阻器R31的电阻调节端与所述电池电压监测电路的输出信号连接端；
电容C31的一端与所述电池电压监测电路的输出信号连接端，另一端接地。
一实施例中，所述输入输出电压监测电路包括电压信号连接端、输出信号连接端、滑动变阻器R41和电容C41；滑动变阻器R41包括第一连接端、第二连接端和电阻调节端；
所述输入输出电压监测电路的电压信号连接端与所述输入输出电路连接；
所述输入输出电压监测电路的输出信号连接端与所述控制处理器连接；
滑动变阻器R41的第一连接端与所述输入输出电压监测电路的电压信号连接端连接，滑动变阻器R41的第二连接端接地，滑动变阻器R41的电阻调节端与所述输入输出电压监测电路的输出信号连接端；
电容C41的一端与所述输入输出电压监测电路的输出信号连接端，另一端接地。
一实施例中，所述外围设备包括键盘电路，所述键盘电路用于向所述控制处理器发送所述放电信号或所述充电信号；
所述键盘电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端、预设电源连接端、按键闭合开关S51、按键闭合开关S61、开关关断器S71、电容C51、电容C61、电容C71、电阻R51、电阻R61和电阻R71；
所述键盘电路的第一连接端、第二连接端和第三连接端与所述控制处理器连接；
所述键盘电路的预设电源连接端用于一预设电压源VCC的输入；
电容C51和按键闭合开关S51并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与所述键盘电路的第一连接端连接；电阻R51的一端与所述键盘电路的第一连接端连接，另一端与所述键盘电路的预设电源连接端连接；
电容C61和按键闭合开关S61并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与所述键盘电路的第二连接端连接；电阻R61的一端与所述键盘电路的第二连接端连接，另一端与所述键盘电路的预设电源连接端连接；
电容C71和开关关断器S71并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与所述键盘电路的第三连接端连接；电阻R71的一端与所述键盘电路的第三连接端连接，另一端与所述键盘电路的预设电源连接端连接。
一实施例中，所述外围设备还包括显示设备，用于显示所述锂电池组的充放电状态。
一实施例中，所述外围设备还包括辅助电源，用于为所述控制处理器提供电源。
根据第二方面，一种实施例中提供一种电池电源，包括锂电池组和第一方面所述的充放电电路。
一实施例中，所述锂电池组包括18650电池组。
依据上述实施例的一种用于锂电池组的充放电电路，包括输入输出电路、DC/DC变换电路、控制处理器、电池电压监测电路、电池电流监测电路、输入输出电压监测电路和外围设备。外围设备用于当输入输出电路与外接负载电路或外接充电电源连接时，发送放电信号或充电信号给控制处理器。控制处理器用于响应放电信号或充电信号发送PWM放电或充电控制信号。DC/DC变换电路响应PWM充电或放电控制信号向外接电路负载电路供电或向锂电池组充电。由于充放电电路具有充放电监测功能，使得锂电池组的充放电过程更安全、更稳定。
附图说明
图1为一种实施例中实现双场效应管交替控制的电路示意图；
图2为一种实施例中用于锂电池组的充放电电路的原理框图；
图3为一种实施例中电池电流监测电路的电路连接示意图；
图4为一种实施例中DC/DC变换电路的电路连接示意图；
图5为一种实施例中电池电压监测电路的电路连接示意图；
图6为一种实施例中输入输出电压监测电路的电路连接示意图；
图7为一种实施例中键盘电路的电路连接示意图；
图8为一种实施例中电池电源的充放电流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
请参考图1，为一种实施例中实现双场效应管交替控制的电路示意图，该电路包括PWM信号输入端、芯片电源连接端、电信号输入端、电信号输出端、芯片U1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、二极管D1、功率场效应管Q1和功率场效应管Q2。PWM信号输入端用于PWM控制信号的输入，芯片电源连接端用于芯片电源的输入，电信号输入端用于电信号Vin的输入，电信号输出端用于输出电压信号。芯片U1的型号为IR2111，包括管脚COM、管脚VCC、管脚IN、管脚LO、管脚VD、管脚HO和管脚VB。芯片U1的管脚VCC与芯片电源连接端和二极管D1的正极连接，芯片U1的管脚VB与二极管的负极连接，芯片U1的管脚IN与PWM信号输入端连接，芯片U1的管脚COM接地。电阻R1的一端与芯片U1的管脚HO连接，另一端与功率场效应管Q1的控制极连接。电阻R2的一端与芯片U1的管脚LO连接，另一端与功率场效应管Q2的控制极连接。电容C1的两端分别与芯片U1的管脚VB和管脚VS连接。电容C2的一端与功率场效应管Q1的第一极连接，另一端与功率场效应管Q2的第二极连接。功率场效应管Q1的第一极与电信号输入端连接，功率场效应管Q1的第二极与芯片U1的管脚VS、功率场效应管Q2的第一极和电信号输出端连接。功率场效应管Q2的第二极接地。功率场效应管Q1和功率场效应管Q2的型号为IRF3205。芯片U1通过PWM信号输入端接收一单片机产生的PW信号，输出两路互补带死区的PMW信号，控制2个开关晶体管IRF3205的交替导通，可以来控制电感的储能与释能，以实现对锂电池组的充电。
在本申请一实施例中，公开了一种用于锂电池组的充放电电路，包括输入输出电路、DC/DC变换电路、控制处理器、电池电压监测电路、电池电流监测电路、输入输出电压监测电路和外围设备。外围设备用于当输入输出电路与外接负载电路或外接充电电源连接时，发送放电信号或充电信号给控制处理器。控制处理器用于响应放电信号或充电信号发送PWM放电或充电控制信号。DC/DC变换电路响应PWM充电或放电控制信号向外接电路负载电路供电或向锂电池组充电。由于充放电电路具有充放电监测功能，使得锂电池组的充放电过程更安全、更稳定。
实施例一：
请参考图2，为一种实施例中用于锂电池组的充放电电路的原理框图，充放电电路包括锂电池组1、输入输出电路3、DC/DC变换电路2、控制处理器4、电池电压监测电路6、电池电流监测电路5、输入输出电压监测电路7和外围设备8。输入输出电路3用于外接负载电路或外接充电电源的连接。DC/DC变换电路2用于分别与锂电池组1、控制处理器4和输入输出电路3连接，DC/DC变换电路2用于接收控制处理器4发出的一PWM放电控制信号或PWM充电控制信号。DC/DC变换电路2还用于响应PWM放电控制信号，将锂电池组1输出的电能进行直流调压后通过输入输出电路3向外接负载电路输出。DC/DC变换电路2还用于响应PWM充电控制信号，将外接充电电源输入输入输出电路3的电能进行直流调压后对锂电池组1进行充电。电池电压监测电路6分别与锂电池组1和控制处理器4连接。电池电压监测电路6用于获取锂电池组1的电压信号，并将锂电池组1的电压信号发送给控制处理器4。电池电流监测电路5分别与锂电池组1和控制处理器4连接。电池电流监测电路5用于获取锂电池组1的电流信号，并将锂电池组1的电流信号发送给控制处理器4。输入输出电压监测电路7分别与输入输出电路3和控制处理器4连接。输入输出电压监测电路7用于获取外接负载电路或外接充电电源的电压信号，并将外接负载电路或外接充电电源的电压信号发送给控制处理器4。外围设备8与控制处理器4连接，外围设备8用于当输入输出电路3与外接负载电路连接时，向控制处理器4发送一放电信号。外围设备8还用于当输入输出电路3与外接充电电源连接时，向控制处理器4发送一充电信号。控制处理器4用于响应充电信号向DC/DC变换电路2发送PWM充电控制信号。控制处理器4还用于响应放电信号向DC/DC变换电路2发送PWM放电控制信号。
请参考图3，为一种实施例中电池电流监测电路的电路连接示意图，电池电流监测电路5包括电池正连接端、电池负连接端、变换电路第一连接端、变换电路第二连接、采样信号输出端、采样电阻R10、可调电阻R11、电容C11和芯片U10。电池电流监测电路5的电池正连接端和电池负连接端用于分别与锂电池组1的正极和负极连接。电池电流监测电路5的变换电路第一连接端和变换电路第二连接端与DC/DC变换电路2连接。电池电流监测电路5的采样信号输出端与控制处理器4连接。芯片U10的型号为MAX4173F，包括管脚VCC、管脚GND、管脚OUT、管脚RS+和管脚RS-。采样电阻R10的一端与电池电流监测电路5的电池正连接端连接，另一端与电池电流监测电路5的变换电路第一连接端。可调电阻R11和电容C11并联连接，并联后的一端与电池电流监测电路5的电池负连接端、电池电流监测电路5的变换电路第二连接端和芯片U10的管脚GND连接，并联后的另一端与芯片U10的管脚OUT和电池电流监测电路5的采样信号输出端连接。芯片U10的管脚VCC和管脚RS+与电池电流监测电路5的电池正连接端连接。芯片U10的管脚RS-与电池电流监测电路5的变换电路第一连接端连接。
请参考图4，为一种实施例中DC/DC变换电路的电路连接示意图，DC/DC变换电路2的包括电池正连接端、电池负连接端、输入输出正连接端、输入输出负连接端、控制信号连接端、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、三极管Q20、功率场效应管Q21、功率场效应管Q22、二极管D21、电感L21和芯片U20。芯片U20的型号为IR2111，包括管脚IN、管脚COM、管脚LO、管脚VB、管脚HO和管脚VS。DC/DC变换电路2的电池正连接端和电池负连接端用于分别与锂电池组1的正极和负极连接。DC/DC变换电路2的输入输出正连接端和输入输出负连接端与输入输出电路3连接。DC/DC变换电路2的控制信号连接端与控制处理器4连接。电阻R21的一端与DC/DC变换电路2的控制信号连接端连接，另一端与三极管Q20的控制极连接。三极管Q20的第一极与芯片U20的管脚IN连接，第二极接地。电阻R22的一端与芯片U20的管脚IN连接，另一端与二极管D21的正极连接，二极管D21的负极与芯片U20的管脚VB连接。电阻R23的一端与功率场效应管Q21的控制极连接，另一端与芯片U20的管脚VS、功率场效应管Q21的第一极和DC/DC变换电路2的输入输出正连接端连接。电阻R24的一端与功率场效应管Q22的控制极连接，另一端与芯片U20的管脚LO连接。电容C21的两端分别与DC/DC变换电路2的电池正连接端和电池负连接端连接。电容C22的两端分别与DC/DC变换电路2的输入输出正连接端和输入输出负连接端。电容C23、电容C24和电容C25并联，并联后的一端与二极管D21的正极连接，并联后的另一端与DC/DC变换电路2的输入输出负连接端和电池负连接端连接。电容C26的一端与芯片U20的管脚VS连接，另一端与芯片U20的管脚VB连接。功率场效应管Q21的第二极与功率场效应管Q22的第一极连接，功率场效应管Q22的第二极与DC/DC变换电路2的输入输出负连接端和电池负连接端连接。电感L21的一端与DC/DC变换电路2的电池正连接端连接，另一端与功率场效应管Q22的第一极连接。芯片U20的管脚HO与管脚VS连接。
请参考图5，为一种实施例中电池电压监测电路的电路连接示意图，电池电压监测电路6包括电压信号连接端、输出信号连接端、滑动变阻器R31和电容C31。滑动变阻器R31包括第一连接端、第二连接端和电阻调节端。电池电压监测电路6的电压信号连接端与锂电池组1连接。电池电压监测电路6的输出信号连接端与控制处理器4连接。滑动变阻器R31的第一连接端与电池电压监测电路6的电压信号连接端连接，滑动变阻器R31的第二连接端接地，滑动变阻器R31的电阻调节端与电池电压监测电路6的输出信号连接端。电容C31的一端与电池电压监测电路6的输出信号连接端，另一端接地。
请参考图6，为一种实施例中输入输出电压监测电路的电路连接示意图，输入输出电压监测电路7包括电压信号连接端、输出信号连接端、滑动变阻器R41和电容C41。滑动变阻器R41包括第一连接端、第二连接端和电阻调节端。输入输出电压监测电路7的电压信号连接端与输入输出电路3连接。输入输出电压监测电路7的输出信号连接端与控制处理器4连接。滑动变阻器R41的第一连接端与输入输出电压监测电路7的电压信号连接端连接，滑动变阻器R41的第二连接端接地，滑动变阻器R41的电阻调节端与输入输出电压监测电路7的输出信号连接端。电容C41的一端与输入输出电压监测电路7的输出信号连接端，另一端接地。
如图2所示，一实施例中，外围设备8包括键盘电路81，键盘电路8用于向控制处理器4发送放电信号或充电信号。请参考图7，为一种实施例中键盘电路的电路连接示意图，键盘电路81包括第一连接端、第二连接端、第三连接端、预设电源连接端、按键闭合开关S51、按键闭合开关S61、开关关断器S71、电容C51、电容C61、电容C71、电阻R51、电阻R61和电阻R71。键盘电路81的第一连接端、第二连接端和第三连接端与控制处理器4连接。一实施例中，键盘电路81的第一连接端与控制处理器4的管脚I-连接，键盘电路81的第二连接端与控制处理器4的管脚I+连接，键盘电路81的第三连接端与控制处理器4的管脚SELECT连接。键盘电路81的预设电源连接端用于一预设电压源VCC的输入。电容C51和按键闭合开关S51并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与键盘电路81的第一连接端连接。电阻R51的一端与键盘电路81的第一连接端连接，另一端与键盘电路81的预设电源连接端连接。电容C61和按键闭合开关S61并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与键盘电路81的第二连接端连接。电阻R61的一端与键盘电路81的第二连接端连接，另一端与键盘电路81的预设电源连接端连接。电容C71和开关关断器S71并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与键盘电路81的第三连接端连接。电阻R71的一端与键盘电路81的第三连接端连接，另一端与键盘电路81的预设电源连接端连接。
如图2所示，一实施例中，外围设备8还包括显示设备，用于显示所述锂电池组的充放电状态。一实施例中，外围设备8还包括辅助电源，用于为所述控制处理器提供电源。一实施例中，控制处理器4包括飞思卡尔单片机，功率场效应管Q21和功率场效应管Q22的型号为开关晶体管IRF3205。芯片U10的型号为MAX4173F。采样电阻R10的阻值为47欧姆，中间两个引脚是采样引脚，采得的信号是进入MAX4173F，经过内部处理由4脚输出，反馈回控制处理器的控制芯片，从而调制充放电电路的PWM占空比。
在本申请一实施例中，还公开了一种电池电源，包括锂电池组和如上所述的充放电电路。一实施例中，锂电池组包括18650电池组。
请参考图8，为一种实施例中电池电源的充放电流程示意图，电池电源的控制处理器采集锂电池组和输入输出电路的电压及锂电池组的电流。两路电压会在程序控制下自动比较，如果锂电池组电压低，则控制处理器输出PWM进而控制IR2111从而开通上端场效应管IRF3205,关闭下端IRF3205，在给锂电池组充电的同时给电感储能。关断上端场效应管时电感由于楞次定律会续能，从而继续给锂电池组充电，直到锂电池组充满。锂电池组充满电后，控制处理器输出PWM控制IR2111进而开通下端场效应管IRF3205,关闭上端IRF3205，锂电池组开始向外接负载电路放电的同时给电感储能。关断下端场效应管时电感由于楞次定律会续能，从而继续给外接负载电路供电。
在本申请一实施例中，通过飞思卡尔单片机产生PWM，控制IR2111产生两路高低电平相反的PWM控制两个IRF3205交替导通，通过电感充电放电给锂电池组充电，MAX4173F采集电流送到控制处理器形成反馈，从而调节PWM占空比控制两个IRF3205交替导通时间，使电流稳定充电，再通过控制处理器检测锂电池组电压与输入输出端电路的电压，从而控制18650电池组的充放电。
本申请公开一种用于锂电池组的充放电电路，包括输入输出电路、DC/DC变换电路、控制处理器、电池电压监测电路、电池电流监测电路、输入输出电压监测电路和外围设备。外围设备用于当输入输出电路与外接负载电路或外接充电电源连接时，发送放电信号或充电信号给控制处理器。控制处理器用于响应放电信号或充电信号发送PWM放电或充电控制信号。DC/DC变换电路响应PWM充电或放电控制信号向外接电路负载电路供电或向锂电池组充电。由于充放电电路具有充放电监测功能，使得锂电池组的充放电过程更安全、更稳定。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种用于锂电池组的充放电电路，其特征在于，包括输入输出电路、DC/DC变换电路、控制处理器、电池电压监测电路、电池电流监测电路、输入输出电压监测电路和外围设备；
所述输入输出电路用于外接负载电路或外接充电电源的连接；
所述DC/DC变换电路用于分别与所述锂电池组、所述控制处理器和所述输入输出电路连接；所述DC/DC变换电路用于接收所述控制处理器发出的一PWM放电控制信号或PWM充电控制信号；所述DC/DC变换电路还用于响应所述PWM放电控制信号，将所述锂电池组输出的电能进行直流调压后通过所述输入输出电路向所述外接负载电路输出；所述DC/DC变换电路还用于响应所述PWM充电控制信号，将所述外接充电电源输入所述输入输出电路的电能进行直流调压后对所述锂电池组进行充电；
所述电池电压监测电路分别与所述锂电池组和所述控制处理器连接；所述电池电压监测电路用于获取所述锂电池组的电压信号，并将所述锂电池组的电压信号发送给所述控制处理器；
所述电池电流监测电路分别与所述锂电池组和所述控制处理器连接；所述电池电流监测电路用于获取所述锂电池组的电流信号，并将所述锂电池组的电流信号发送给所述控制处理器；
所述输入输出电压监测电路分别与所述输入输出电路和所述控制处理器连接；所述输入输出电压监测电路用于获取所述外接负载电路或所述外接充电电源的电压信号，并将所述外接负载电路或所述外接充电电源的电压信号发送给所述控制处理器；
所述外围设备与所述控制处理器连接；所述外围设备用于当所述输入输出电路与所述外接负载电路连接时，向所述控制处理器发送一放电信号；所述外围设备还用于当所述输入输出电路与所述外接充电电源连接时，向所述控制处理器发送一充电信号；
所述控制处理器用于响应所述充电信号向所述DC/DC变换电路发送所述PWM充电控制信号；所述控制处理器还用于响应所述放电信号向所述DC/DC变换电路发送所述PWM放电控制信号。
2.如权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，所述电池电流监测电路包括电池正连接端、电池负连接端、变换电路第一连接端、变换电路第二连接、采样信号输出端、采样电阻R10、可调电阻R11、电容C11和芯片U10；
所述电池电流监测电路的电池正连接端和电池负连接端用于分别与所述锂电池组的正极和负极连接；
所述电池电流监测电路的变换电路第一连接端和变换电路第二连接端与所述DC/DC变换电路连接；
所述电池电流监测电路的采样信号输出端与所述控制处理器连接；
芯片U10的型号为MAX4173F，包括管脚VCC、管脚GND、管脚OUT、管脚RS+和管脚RS-；
采样电阻R10的一端与所述电池电流监测电路的电池正连接端连接，另一端与所述电池电流监测电路的变换电路第一连接端；
可调电阻R11和电容C11并联连接，并联后的一端与所述电池电流监测电路的电池负连接端、所述电池电流监测电路的变换电路第二连接端和芯片U10的管脚GND连接，并联后的另一端与芯片U10的管脚OUT和所述电池电流监测电路的采样信号输出端连接；
芯片U10的管脚VCC和管脚RS+与所述电池电流监测电路的电池正连接端连接；
芯片U10的管脚RS-与所述电池电流监测电路的变换电路第一连接端连接。
3.如权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，所述DC/DC变换电路包括电池正连接端、电池负连接端、输入输出正连接端、输入输出负连接端、控制信号连接端、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、三极管Q20、功率场效应管Q21、功率场效应管Q22、二极管D21、电感L21和芯片U20；芯片U20的型号为IR2111，包括管脚IN、管脚COM、管脚LO、管脚VB、管脚HO和管脚VS；
所述DC/DC变换电路的电池正连接端和电池负连接端用于分别与所述锂电池组的正极和负极连接；
所述DC/DC变换电路的输入输出正连接端和输入输出负连接端与所述输入输出电路连接；
所述DC/DC变换电路的控制信号连接端与所述控制处理器连接；
电阻R21的一端与所述DC/DC变换电路的控制信号连接端连接，另一端与三极管Q20的控制极连接；
三极管Q20的第一极与芯片U20的管脚IN连接，第二极接地；
电阻R22的一端与芯片U20的管脚IN连接，另一端与二极管D21的正极连接，二极管D21的负极与芯片U20的管脚VB连接；
电阻R23的一端与功率场效应管Q21的控制极连接，另一端与芯片U20的管脚VS、功率场效应管Q21的第一极和所述DC/DC变换电路的输入输出正连接端连接；
电阻R24的一端与功率场效应管Q22的控制极连接，另一端与芯片U20的管脚LO连接；
电容C21的两端分别与所述DC/DC变换电路的电池正连接端和电池负连接端连接；
电容C22的两端分别与所述DC/DC变换电路的输入输出正连接端和输入输出负连接端；
电容C23、电容C24和电容C25并联，并联后的一端与二极管D21的正极连接，并联后的另一端与所述DC/DC变换电路的输入输出负连接端和电池负连接端连接；
电容C26的一端与芯片U20的管脚VS连接，另一端与芯片U20的管脚VB连接；
功率场效应管Q21的第二极与功率场效应管Q22的第一极连接，功率场效应管Q22的第二极与所述DC/DC变换电路的输入输出负连接端和电池负连接端连接；
电感L21的一端与所述DC/DC变换电路的电池正连接端连接，另一端与功率场效应管Q22的第一极连接；
芯片U20的管脚HO与管脚VS连接。
4.如权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，所述电池电压监测电路包括电压信号连接端、输出信号连接端、滑动变阻器R31和电容C31；滑动变阻器R31包括第一连接端、第二连接端和电阻调节端；
所述电池电压监测电路的电压信号连接端与所述锂电池组连接；
所述电池电压监测电路的输出信号连接端与所述控制处理器连接；
滑动变阻器R31的第一连接端与所述电池电压监测电路的电压信号连接端连接，滑动变阻器R31的第二连接端接地，滑动变阻器R31的电阻调节端与所述电池电压监测电路的输出信号连接端；
电容C31的一端与所述电池电压监测电路的输出信号连接端，另一端接地。
5.如权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，所述输入输出电压监测电路包括电压信号连接端、输出信号连接端、滑动变阻器R41和电容C41；滑动变阻器R41包括第一连接端、第二连接端和电阻调节端；
所述输入输出电压监测电路的电压信号连接端与所述输入输出电路连接；
所述输入输出电压监测电路的输出信号连接端与所述控制处理器连接；
滑动变阻器R41的第一连接端与所述输入输出电压监测电路的电压信号连接端连接，滑动变阻器R41的第二连接端接地，滑动变阻器R41的电阻调节端与所述输入输出电压监测电路的输出信号连接端；
电容C41的一端与所述输入输出电压监测电路的输出信号连接端，另一端接地。
6.如权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，所述外围设备包括键盘电路，所述键盘电路用于向所述控制处理器发送所述放电信号或所述充电信号；
所述键盘电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端、预设电源连接端、按键闭合开关S51、按键闭合开关S61、开关关断器S71、电容C51、电容C61、电容C71、电阻R51、电阻R61和电阻R71；
所述键盘电路的第一连接端、第二连接端和第三连接端与所述控制处理器连接；
所述键盘电路的预设电源连接端用于一预设电压源VCC的输入；
电容C51和按键闭合开关S51并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与所述键盘电路的第一连接端连接；电阻R51的一端与所述键盘电路的第一连接端连接，另一端与所述键盘电路的预设电源连接端连接；
电容C61和按键闭合开关S61并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与所述键盘电路的第二连接端连接；电阻R61的一端与所述键盘电路的第二连接端连接，另一端与所述键盘电路的预设电源连接端连接；
电容C71和开关关断器S71并联，并联后的一端接地，并联后的另一端与所述键盘电路的第三连接端连接；电阻R71的一端与所述键盘电路的第三连接端连接，另一端与所述键盘电路的预设电源连接端连接。
7.如权利要求6所述的充放电电路，其特征在于，所述外围设备还包括显示设备，用于显示所述锂电池组的充放电状态。
8.如权利要求6所述的充放电电路，其特征在于，所述外围设备还包括辅助电源，用于为所述控制处理器提供电源。
9.一种电池电源，其特征在于，包括锂电池组和如权利要求1至8任一项所述的充放电电路。
10.如权利要求9所述的电池电源，其特征在于，所述锂电池组包括18650电池组。
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