CN215733595U - 一种用于吸尘器的电池保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于吸尘器的电池保护电路，包括锂电芯组、电池采样单元、主控单元、锂电池保护单元以及锂电池充电控制单元，锂电芯组与电池采样单元电性连接，电池采样单元与主控单元电性连接，主控单元与锂电池保护单元电性连接，电池采样单元用于实现电流采样，主控单元用于系统控制，锂电池保护单元用于控制放电，锂电芯组与锂电池充电控制单元电性连接，锂电池充电控制单元用于控制锂电芯组的充电过程，锂电池充电控制单元通过稳压器电性连接有锂电池升压电路，锂电池升压电路用于为系统供电提供恒流输出，锂电芯组正极电性连接有控制开关单元，控制开关单元外接有拨档开关。本实用新型能够起到电池放电保护功能。

Description

一种用于吸尘器的电池保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池保护技术领域，具体涉及一种用于吸尘器的电池保护电路。

背景技术

目前多节锂电池串联使用日益普遍，在不少应用场合，都会把电芯组及其保护板做成一体，电芯的电量管理就显得尤为重要。由于单节锂电池电压较低，对于要求电压较高的领域，一般都需要将多节电芯串联应用。居于各方面原因，锂电池的充放电工作电压、工作电流及电芯温度都必须严格控制在准确的范围以内，才能保证锂电池的寿命及使用安全。高性能的锂电池保护方案越来越引起人们重视，主要突出过充、过放、温度保护等功能，成本的控制，生产工序的复杂度等方面来设计保护板。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的问题是提供一种用于吸尘器的电池保护电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于吸尘器的电池保护电路，包括锂电芯组、电池采样单元、主控单元、锂电池保护单元以及锂电池充电控制单元，所述锂电芯组与所述电池采样单元电性连接，所述电池采样单元与所述主控单元电性连接，所述主控单元与锂电池保护单元电性连接，所述电池采样单元用于实现电流采样，所述主控单元用于系统控制，所述锂电池保护单元用于控制放电，所述锂电芯组与所述锂电池充电控制单元电性连接，所述锂电池充电控制单元用于控制所述锂电芯组的充电过程，所述锂电池充电控制单元通过稳压器电性连接有锂电池升压电路，所述锂电池升压电路用于为系统供电提供恒流输出，所述锂电芯组正极电性连接有控制开关单元，所述控制开关单元外接有拨档开关。

在本实用新型中，优选地，所述锂电池保护单元包括场效应管Q10，所述场效应管Q10的源极与漏极之间并联有二极管，场效应管Q9的栅极和源极之间并联有电阻R24，所述场效应管Q10的栅极外接有放电保护电路。

在本实用新型中，优选地，所述放电保护电路包括三极管Q7和三极管Q8，所述三极管Q7的发射极通过电阻R20、电阻R21与所述三极管Q8的集电极相连，所述三极管Q7的集电极通过电阻R23与所述场效应管的Q10的栅极相连，所述三极管Q8的基极通过电阻R22外接有OD端子。

在本实用新型中，优选地，所述主控单元采用单片机作为主控板，所述单片机外接有用于提供所述锂电芯组充电状态提示的指示灯单元。

在本实用新型中，优选地，所述主控单元还电性连接有用于实现温度采集的温控单元，所述温控单元包括温度传感器、电阻R27以及电容C8，单片机的P2.6端口分别通过温度传感器以及电容C8接地，所述单片机的P2.6端口通过电阻R27外接VCC端子。

在本实用新型中，优选地，所述锂电池升压电路包括升压芯片、电阻R4、场效应管Q2和场效应管Q5，所述场效应管Q2和场效应管Q5的源极和漏极之间均并接有二极管，所述场效应管Q2的栅极通过电阻R4接地，所述电阻R4并联有电容C8。

在本实用新型中，优选地，所述场效应管Q2的源极通过电阻R5与升压芯片的PWM端子相连，所述场效应管Q5的源极与漏极之间并联有电阻R13和电容C9，所述电阻R13与电阻C9串联，所述电阻R4外接有USB接口，所述场效应管通过接触开关外接有开关控制线，所述场效应管Q3的漏极通过电感、三极管Q4与升压芯片的VDD引脚相连。

在本实用新型中，优选地，所述单片机的P1.6端口通过三极管Q11与锂电芯组的正极相连。

在本实用新型中，优选地，所述锂电芯组设置为三节串联的锂电芯，所述电池采样单元包括第一运放和第二运放，所述第一运放的正相输入端和所述第二运放的正相输入端分别与其一锂电芯的正极相连，所述第一运放的反相输入端与其输出端相连，所述第二运放的反相输入端与其输出端相连，所述第一运放的输出端通过电阻R2与单片机的P1.7引脚相连，所述第二运放的输出端通过电阻R5与单片机的P2.3引脚相连。

在本实用新型中，优选地，所述第二运放的VCC端子通过三极管Q1与锂电芯的正极相连，所述三极管Q3的集电极外接有IN+端子。

本实用新型具有的优点和积极效果是：通过设置锂电池保护单元能够避免电池包的损坏，通过设置场效应管Q10能够对锂电芯组起到放电保护的作用。当拨档开关被控制开关单元触发拨动到SW1或者SW2档位，对应点亮不同颜色的LED指示灯，从而示出锂电芯组当前工作状态，操作时电池输出的正负极避免与升压电路板相接触，以防电池损坏情况的发生，通过升压芯片、电阻R4、场效应管Q2和场效应管Q5之间的相互配合，能够实现恒流输出，能够恒功率输出监测输入电压，当未达到电压时自动降功率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的原理框图；

图2是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的锂电池充电控制单元的电路原理图；

图3是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的控制开关单元的电路原理图；

图4是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的主控单元的电路原理图；

图5是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的指示灯单元的电路原理图；

图6是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的温控单元的电路原理图；

图7是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的锂电池保护单元的电路原理图；

图8是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的电池采样单元的电路原理图；

图9是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的锂电池升压电路的电路原理图；

图10是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的升压芯片的电路原理图；

图11是本实用新型的一种用于吸尘器的电池保护电路的拨档开关的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型提供一种用于吸尘器的电池保护电路，包括锂电芯组、电池采样单元、主控单元、锂电池保护单元以及锂电池充电控制单元，所述锂电芯组与所述电池采样单元电性连接，所述电池采样单元与所述主控单元电性连接，所述主控单元与锂电池保护单元电性连接，所述电池采样单元用于实现电流采样，所述主控单元用于系统控制，所述锂电池保护单元用于控制放电，所述锂电芯组与所述锂电池充电控制单元电性连接，所述锂电池充电控制单元用于控制所述锂电芯组的充电过程，所述锂电池充电控制单元通过稳压器电性连接有锂电池升压电路，所述锂电池升压电路用于为系统供电提供恒流输出，所述锂电芯组正极电性连接有控制开关单元，如图3所示，控制开关单元包括三极管Q1、三极管Q3以及三极管Q11，三极管Q1的集电极通过VB3端子与单片机的P2.2端口相连，三极管Q1的发射极与锂电芯组的正极相连，三极管Q1的基极通过电阻与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的集电极与三极管Q11的集电极相连，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R37接地，所述控制开关单元外接有拨档开关，如图11所示，拨档开关的SW1档位、SW2档位通过二极管、电阻R35与三极管Q3的基极相连，拨档开关固设于充电板上，进而实现锂电芯组的工作状态切换控制，易于操作。如图2所示，锂电池充电控制单元包括场效应管Q4以及并接于其源极与漏极之间的寄生二极管，寄生二极管用于起到保护场效应管Q4的作用，场效应管Q4的漏极通过二极管D1外接有B+端子，B+端子表示锂电芯组输出正极端，场效应管Q4的源极通过电阻R13、电阻R14与三极管Q5的集电极相连，场效应管Q4的源极外接有DC+端子，场效应管Q4的源极通过二极管与稳压器输入端相连，稳压器的输出端通过电容C4接地。

如图7所示，在本实施例中，进一步地，所述锂电池保护单元包括场效应管Q10，所述场效应管Q10的源极与漏极之间并联有二极管，场效应管Q9的栅极和源极之间并联有电阻R24，所述场效应管Q10的栅极外接有放电保护电路，放电保护电路起到对锂电芯组放电保护的作用。

在本实施例中，进一步地，所述放电保护电路包括三极管Q7和三极管Q8，所述三极管Q7的发射极通过电阻R20、电阻R21与所述三极管Q8的集电极相连，所述三极管Q7的集电极通过电阻R23与所述场效应管的Q10的栅极相连，所述三极管Q8的基极通过电阻R22外接有OD端子。

如图4所示，在本实施例中，进一步地，所述主控单元采用单片机作为主控板，所述单片机外接有用于提供所述锂电芯组充电状态提示的指示灯单元，单片机的P0.2端口通过OD端子与放电保护电路的三极管Q8的基极相连，如图5所示，指示灯单元能够反映锂电芯组的充放电情况以及当前运行状态，控制开关单元触发转档开关拨动到SW1或者SW2档位，对应点亮不同颜色的LED指示灯，从而示出锂电芯组当前工作状态。

如图6所示，在本实施例中，进一步地，所述主控单元还电性连接有用于实现温度采集的温控单元，所述温控单元包括温度传感器、电阻R27以及电容C8，单片机的P2.6端口分别通过温度传感器以及电容C8接地，所述单片机的P2.6端口通过电阻R27外接VCC端子。

如图9和图10所示，在本实施例中，进一步地，所述锂电池升压电路包括升压芯片、电阻R4、场效应管Q2和场效应管Q5，所述场效应管Q2和场效应管Q5的源极和漏极之间均并接有二极管，所述场效应管Q2的栅极通过电阻R4接地，所述电阻R4并联有电容C8。

在本实施例中，进一步地，所述场效应管Q2的源极通过电阻R5与升压芯片的PWM端子相连，所述场效应管Q5的源极与漏极之间并联有电阻R13和电容C9，所述电阻R13与电阻C9串联，所述电阻R4外接有USB接口，所述场效应管通过接触开关外接有开关控制线，所述场效应管Q3的漏极通过电感、三极管Q4与升压芯片的VDD引脚相连。

在本实施例中，进一步地，所述单片机的P1.6端口通过三极管Q11与锂电芯组的正极相连。

如图8所示，在本实施例中，进一步地，所述锂电芯组设置为三节串联的锂电芯，所述电池采样单元包括第一运放和第二运放，所述第一运放的正相输入端和所述第二运放的正相输入端分别与其一锂电芯的正极相连，所述第一运放的反相输入端与其输出端相连，所述第二运放的反相输入端与其输出端相连，所述第一运放的输出端通过电阻R2与单片机的P1.7引脚相连，所述第二运放的输出端通过电阻R5与单片机的P2.3引脚相连。

在本实施例中，进一步地，所述第二运放的VCC端子通过三极管Q1与锂电芯的正极相连，所述三极管Q3的集电极外接有IN+端子。

本实用新型根据吸尘器保护板的要求而设计，适用于不同化学性质的锂电芯，如锂离子、三元锂，其具有3节电芯串联保护、放电保护功能、过流、过热、短路保护功能，具备静态功耗低的特点。通过设置锂电池保护单元能够避免电池包的损坏，通过设置场效应管Q10能够对锂电芯组起到放电保护的作用。当拨档开关被控制开关单元触发拨动到SW1或者SW2档位，对应点亮不同颜色的LED指示灯，从而示出锂电芯组当前工作状态，操作时电池输出的正负极避免与升压电路板相接触，以防电池损坏情况的发生，通过升压芯片、电阻R4、场效应管Q2和场效应管Q5之间的相互配合，能够实现恒流输出，能够恒功率输出监测输入电压，当未达到电压时自动降功率。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，包括锂电芯组、电池采样单元、主控单元、锂电池保护单元以及锂电池充电控制单元，所述锂电芯组与所述电池采样单元电性连接，所述电池采样单元与所述主控单元电性连接，所述主控单元与锂电池保护单元电性连接，所述电池采样单元用于实现电流采样，所述主控单元用于系统控制，所述锂电池保护单元用于控制放电，所述锂电芯组与所述锂电池充电控制单元电性连接，所述锂电池充电控制单元用于控制所述锂电芯组的充电过程，所述锂电池充电控制单元通过稳压器电性连接有锂电池升压电路，所述锂电池升压电路用于为系统供电提供恒流输出，所述锂电芯组正极电性连接有控制开关单元，所述控制开关单元外接有拨档开关。

2.根据权利要求1所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述锂电池保护单元包括场效应管Q10，所述场效应管Q10的源极与漏极之间并联有二极管，场效应管Q9的栅极和源极之间并联有电阻R24，所述场效应管Q10的栅极外接有放电保护电路。

3.根据权利要求2所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述放电保护电路包括三极管Q7和三极管Q8，所述三极管Q7的发射极通过电阻R20、电阻R21与所述三极管Q8的集电极相连，所述三极管Q7的集电极通过电阻R23与所述场效应管的Q10的栅极相连，所述三极管Q8的基极通过电阻R22外接有OD端子。

4.根据权利要求1所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述主控单元采用单片机作为主控板，所述单片机外接有用于提供所述锂电芯组充电状态提示的指示灯单元。

5.根据权利要求1所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述主控单元还电性连接有用于实现温度采集的温控单元，所述温控单元包括温度传感器、电阻R27以及电容C8，单片机的P2.6端口分别通过温度传感器以及电容C8接地，所述单片机的P2.6端口通过电阻R27外接VCC端子。

6.根据权利要求1所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述锂电池升压电路包括升压芯片、电阻R4、场效应管Q2和场效应管Q5，所述场效应管Q2和场效应管Q5的源极和漏极之间均并接有二极管，所述场效应管Q2的栅极通过电阻R4接地，所述电阻R4并联有电容C8。

7.根据权利要求6所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述场效应管Q2的源极通过电阻R5与升压芯片的PWM端子相连，所述场效应管Q5的源极与漏极之间并联有电阻R13和电容C9，所述电阻R13与电阻C9串联，所述电阻R4外接有USB接口，所述场效应管通过接触开关外接有开关控制线，所述场效应管Q3的漏极通过电感、三极管Q4与升压芯片的VDD引脚相连。

8.根据权利要求4所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述单片机的P1.6端口通过三极管Q11与锂电芯组的正极相连。

9.根据权利要求1所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述锂电芯组设置为三节串联的锂电芯，所述电池采样单元包括第一运放和第二运放，所述第一运放的正相输入端和所述第二运放的正相输入端分别与其一锂电芯的正极相连，所述第一运放的反相输入端与其输出端相连，所述第二运放的反相输入端与其输出端相连，所述第一运放的输出端通过电阻R2与单片机的P1.7引脚相连，所述第二运放的输出端通过电阻R5与单片机的P2.3引脚相连。

10.根据权利要求9所述的一种用于吸尘器的电池保护电路，其特征在于，所述第二运放的VCC端子通过三极管Q1与锂电芯的正极相连，所述三极管Q3的集电极外接有IN+端子。

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