CN216086174U - 锂离子电池充电控制电路以及锂离子电池充放保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种锂离子电池充电控制电路以及锂离子电池充放保护装置。上述的锂离子电池充电控制电路包括电池保护电路以及充电控制电路；电池保护电路包括充放电保护器、第一电子开关管、第二电子开关管、第一电阻以及第一电容，充电控制电路包括非门反向器、开关跳闸器以及充电放大三极管，充放电保护器的放电保护端与非门反向器的输入端连接，非门反向器的输出端与充电放大三极管的控制端连接，充电放大三极管的第二端与开关跳闸器的第一跳闸连接，开关跳闸器的输出端与第一电阻的第一端连接。在过放发生时，放电保护端输出低电平，经过非门反向器的反向放大后，开启充电放大三极管，使得锂离子电池的充电电流增大。

Description

锂离子电池充电控制电路以及锂离子电池充放保护装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池充电控制电路以及锂离子电池充放保护装置。

背景技术

随着锂离子电池技术的发展，其具有体积小、功率大以及散热好的功能，使得其成为主流电池。锂离子电池还具有重复性地充放电特点，具有可反复充电使用，有效地减少电池随意抛弃的情况。锂离子电池在充放电的过程中，存在过放以及过充的情况，传统的解决方式是采用DW01芯片和8205A的控制管组成的锂离子电池充放保护电路，确保锂离子在指定电压范围内充放电，其中，指定电压范围为2.5V至4.3V，有效地降低了锂离子电池的过放以及过充的几率，较好地保护了锂离子电池。

然而，传统的锂离子电池充放保护电路在过放电保护后，只能等锂离子电池自然电压上升，即使直接开启充电器，由于8205A的控制管中的其中一个场效应管处于关闭状态，通过的电流较小，导致锂离子电池电压上升的速率较低，无法快速恢复至指定电压。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种提高锂离子电池电压上升恢复的速率的锂离子电池充电控制电路以及锂离子电池充放保护装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种锂离子电池充电控制电路，包括：电池保护电路以及充电控制电路；所述电池保护电路包括充放电保护器、第一电子开关管、第二电子开关管、第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的第一端用于与锂离子电池的正极连接，所述第一电阻的第一端还用于与充电器的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述充放电保护器的电压输入端连接，所述第一电阻的第二端还与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述充放电保护器的公共接地端连接，所述第一电容的第二端还用于与所述锂离子电池的负极连接；所述充放电保护器的放电保护端与所述第一电子开关管的控制端连接，所述第一电子开关管的第一端与所述第二电子开关管的第一端连接，所述第一电子开关管的第二端用于与所述锂离子电池的负极连接，所述充放电保护器的充电保护端与所述第二电子开关管的控制端连接，所述第二电子开关管的第二端用于与充电器的负极连接；所述充电控制电路包括非门反向器、开关跳闸器以及充电放大三极管，所述充放电保护器的放电保护端与所述非门反向器的输入端连接，所述非门反向器的输出端与所述充电放大三极管的控制端连接，所述充电放大三极管的第一端用于与充电器的正极连接，所述充电放大三极管的第二端与所述开关跳闸器的第一跳闸连接，所述开关跳闸器的第二跳闸用于与充电器的正极连接，所述开关跳闸器的输出端与所述第一电阻的第一端连接，其中，所述开关跳闸器用于在所述充放电保护器的放电保护端输出低电平时，闭合第一跳闸并断开第二跳闸。

在其中一个实施例中，所述充电控制电路还包括第二电阻，所述第二电阻的第一端用于与所述充电器的正极连接，所述第二电阻的第二端与所述充电放大三极管的第一端连接。

在其中一个实施例中，所述充电控制电路还包括第三电阻，所述第二电阻的第一端通过所述第三电阻与所述充电放大三极管的控制端连接。

在其中一个实施例中，所述充电控制电路还包括第四电阻，所述开关跳闸器的输出端通过所述第四电阻与所述第一电阻的第一端连接。

在其中一个实施例中，所述充电控制电路还包括第二电容，所述第一电阻的第一端通过所述第二电容接地。

在其中一个实施例中，所述电池保护电路还包括第三电容，所述充放电保护器的放电保护端通过所述第三电容接地。

在其中一个实施例中，所述第三电容包括多个第三子电容，所述充放电保护器的放电保护端分别通过多个所述第三子电容接地，多个所述第三子电容的容值逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述电池保护电路还包括第四电容，所述充放电保护器的充电保护端通过所述第四电容接地。

在其中一个实施例中，所述电池保护电路还包括第五电容，所述第二电子开关管的第二端通过所述第五电容接地。

一种锂离子电池充放保护装置，包括上述任一实施例所述的锂离子电池充电控制电路。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

在过放发生时，放电保护端输出低电平，经过非门反向器的反向放大后，向充电放大三极管输出高电平，从而开启充电放大三极管，使得锂离子电池的充电电流增大，从而使得锂离子电池的充电速率增大，进而提高了锂离子电池电压上升恢复的速率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例中锂离子电池充电控制电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。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，并不表示是唯一的实施方式。

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方式的目的，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。

本实用新型涉及一种锂离子电池充电控制电路。在其中一个实施例中，所述锂离子电池充电控制电路包括电池保护电路以及充电控制电路。所述电池保护电路包括充放电保护器、第一电子开关管、第二电子开关管、第一电阻以及第一电容。所述第一电阻的第一端用于与锂离子电池的正极连接，所述第一电阻的第一端还用于与充电器的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述充放电保护器的电压输入端连接，所述第一电阻的第二端还与所述第一电容的第一端连接。所述第一电容的第二端与所述充放电保护器的公共接地端连接，所述第一电容的第二端还用于与所述锂离子电池的负极连接。所述充放电保护器的放电保护端与所述第一电子开关管的控制端连接。所述第一电子开关管的第一端与所述第二电子开关管的第一端连接，所述第一电子开关管的第二端用于与所述锂离子电池的负极连接。所述充放电保护器的充电保护端与所述第二电子开关管的控制端连接。所述第二电子开关管的第二端用于与充电器的负极连接。所述充电控制电路包括非门反向器、开关跳闸器以及充电放大三极管。所述充放电保护器的放电保护端与所述非门反向器的输入端连接。所述非门反向器的输出端与所述充电放大三极管的控制端连接。所述充电放大三极管的第一端用于与充电器的正极连接，所述充电放大三极管的第二端与所述开关跳闸器的第一跳闸连接。所述开关跳闸器的第二跳闸用于与充电器的正极连接，所述开关跳闸器的输出端与所述第一电阻的第一端连接。其中，所述开关跳闸器用于在所述充放电保护器的放电保护端输出低电平时，闭合第一跳闸并断开第二跳闸。在过放发生时，放电保护端输出低电平，经过非门反向器的反向放大后，向充电放大三极管输出高电平，从而开启充电放大三极管，使得锂离子电池的充电电流增大，从而使得锂离子电池的充电速率增大，进而提高了锂离子电池电压上升恢复的速率。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例的锂离子电池充电控制电路的电路图。

一实施例的锂离子电池充电控制电路10包括电池保护电路100以及充电控制电路200。所述电池保护电路100包括充放电保护器U1、第一电子开关管Q1、第二电子开关管Q2、第一电阻R1以及第一电容C1。所述第一电阻R1的第一端用于与锂离子电池的正极连接，所述第一电阻R1的第一端还用于与充电器的正极连接，所述第一电阻R1的第二端与所述充放电保护器U1的电压输入端连接，所述第一电阻R1的第二端还与所述第一电容C1的第一端连接。所述第一电容C1的第二端与所述充放电保护器U1的公共接地端连接，所述第一电容C1的第二端还用于与所述锂离子电池的负极连接。所述充放电保护器U1的放电保护端与所述第一电子开关管Q1的控制端连接。所述第一电子开关管Q1的第一端与所述第二电子开关管Q2的第一端连接，所述第一电子开关管Q1的第二端用于与所述锂离子电池的负极连接。所述充放电保护器U1的充电保护端与所述第二电子开关管Q2的控制端连接。所述第二电子开关管Q2的第二端用于与充电器的负极连接。所述充电控制电路200包括非门反向器U2、开关跳闸器U3以及充电放大三极管Q3。所述充放电保护器U1的放电保护端与所述非门反向器U2的输入端连接。所述非门反向器U2的输出端与所述充电放大三极管Q3的控制端连接。所述充电放大三极管Q3的第一端用于与充电器的正极连接，所述充电放大三极管Q3的第二端与所述开关跳闸器U3的第一跳闸连接。所述开关跳闸器U3的第二跳闸用于与充电器的正极连接，所述开关跳闸器U3的输出端与所述第一电阻R1的第一端连接。其中，所述开关跳闸器U3用于在所述充放电保护器U1的放电保护端输出低电平时，闭合第一跳闸并断开第二跳闸。

在本实施例中，在过放发生时，即锂离子电池两端的电压小于2.5V的设定电压，例如，锂离子电池两端的电压为2.3V，放电保护端输出低电平，开关跳闸器U3与充电放大三极管Q3的第一跳闸闭合，且开关跳闸器U3的第二跳闸断开，经过非门反向器U2的反向放大后，向充电放大三极管Q3输出高电平，从而开启充电放大三极管Q3，使得锂离子电池的充电电流增大，从而使得锂离子电池的充电速率增大，进而提高了锂离子电池电压上升恢复的速率。而且，第一电子开关管Q1和第二电子开关管Q2均为带有寄生二极管的N型场效应管，第一电子开关管Q1的第一端以及第二电子开关管Q2的第一端为场效应管的漏极，第一电子开关管Q1的第二端以及第二电子开关管Q2的第二端为场效应管的源极，第一电子开关管Q1的控制端以及第二电子开关管Q2的控制端为场效应管的栅极，充放电保护器U1为充放电保护芯片，型号为DW01。而且，在正常放电时，即锂离子电池两端的电压在2.5V至4.3V之间，放电保护端输出高电平，开关跳闸器的第一跳闸断开，开关跳闸器的第二跳闸闭合。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述充电控制电路200还包括第二电阻R2，所述第二电阻R2的第一端用于与所述充电器的正极连接，所述第二电阻R2的第二端与所述充电放大三极管Q3的第一端连接。在本实施例中，所述充电放大三极管Q3的第一端为三极管的集电极，所述充电放大三极管Q3的第二端为三极管的发射极，所述充电放大三极管Q3的控制端为三极管的基极。所述第二电阻R2分别与所述充电器的正极以及所述充电放大三极管Q3的第一端连接，使得所述第二电阻R2串联在所述充电放大三极管Q3上，对所述充电放大三极管Q3的第一端的电压进行分压，避免了所述充电放大三极管Q3的第一端上的电压过大，从而烧坏所述充电放大三极管Q3。

进一步地，所述充电控制电路200还包括第三电阻R3，所述第二电阻R2的第一端通过所述第三电阻R3与所述充电放大三极管Q3的控制端连接。在本实施例中，所述第三电阻R3位于所述充电放大三极管Q3的控制端以及第一端之间，即所述第三电阻R3并联在所述充电放大三极管Q3的控制端以及第一端之间，所述第三电阻R3作为所述充电放大三极管Q3的第一端的钳制电阻，使得所述充电放大三极管Q3的第一端的电压上升，提高了所述充电放大三极管Q3的输出响应，而且，所述第三电阻R3有效地提高了所述充电放大三极管Q3的抗干扰能力。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述充电控制电路200还包括第四电阻R4，所述开关跳闸器U3的输出端通过所述第四电阻R4与所述第一电阻R1的第一端连接。在本实施例中，所述第四电阻R4串联在所述开关跳闸器U3的输出端上，所述第四电阻R4将所述开关跳闸器U3的输出端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第四电阻R4对所述开关跳闸器U3输出电压进行分压，避免了加载在所述充放电保护器U1上的电压过大。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述充电控制电路200还包括第二电容C2，所述第一电阻R1的第一端通过所述第二电容C2接地。在本实施例中，所述第二电容C2与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第一端作为所述锂离子电池的正极在所述锂离子电池充电控制电路200上的连接端，所述第二电容C2对所述锂离子电池的放电电压信号进行滤波，也对所述开关跳闸器U3的输出端的充电电压信号进行滤波，减少了对所述充放电保护器U1的电压信号采集的干扰。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述电池保护电路100还包括第三电容C3，所述充放电保护器U1的放电保护端通过所述第三电容C3接地。在本实施例中，所述第三电容C3与所述充放电保护器U1的放电保护端连接，所述第三电容C3对所述充放电保护器U1的放电保护端的电信号进行滤波，确保输出至所述第一电子开关管Q1的控制端的电压稳定，从而确保对锂离子电池的过放保护的准确度。在另一实施例中，所述第三电容包括多个第三子电容，所述充放电保护器的放电保护端分别通过多个所述第三子电容接地，多个所述第三子电容的容值逐渐增大。多个所述第三子电容的容置各不相同，实现对所述充放电保护器的放电保护端的多级滤波，进一步确保输出至所述第一电子开关管的控制端的电压稳定，进一步减少了所述充放电保护器的放电保护端的输出干扰。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述电池保护电路100还包括第四电容C4，所述充放电保护器U1的充电保护端通过所述第四电容C4接地。在本实施例中，所述第四电容C4与所述充放电保护器U1的充电保护端连接，所述第四电容C4对所述充放电保护器U1的充电保护端的电信号进行滤波，确保输出至所述第二电子开关管Q2的控制端的电压稳定，从而确保对锂离子电池的过充保护的准确度

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述电池保护电路100还包括第五电容C5，所述第二电子开关管Q2的第二端通过所述第五电容C5接地。在本实施例中，所述第五电容C5并联在所述第二电子开关管Q2的第二端上，而所述第二电子开关管Q2的第二端还与所述充电器的负极连接，所述第二电子开关管Q2的第二端作为所述充放电保护器U1的一个信号输出端，所述第五电容C5对输出信号进行滤波，确保了所述锂离子电池充电控制电路200与所述充电器之间的电流传输的稳定。

本申请还提供一种锂离子电池充放保护装置，包括上述任一实施例所述的锂离子电池充电控制电路。在本实施例中，所述锂离子电池充电控制电路包括电池保护电路以及充电控制电路。所述电池保护电路包括充放电保护器、第一电子开关管、第二电子开关管、第一电阻以及第一电容。所述第一电阻的第一端用于与锂离子电池的正极连接，所述第一电阻的第一端还用于与充电器的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述充放电保护器的电压输入端连接，所述第一电阻的第二端还与所述第一电容的第一端连接。所述第一电容的第二端与所述充放电保护器的公共接地端连接，所述第一电容的第二端还用于与所述锂离子电池的负极连接。所述充放电保护器的放电保护端与所述第一电子开关管的控制端连接。所述第一电子开关管的第一端与所述第二电子开关管的第一端连接，所述第一电子开关管的第二端用于与所述锂离子电池的负极连接。所述充放电保护器的充电保护端与所述第二电子开关管的控制端连接。所述第二电子开关管的第二端用于与充电器的负极连接。所述充电控制电路包括非门反向器、开关跳闸器以及充电放大三极管。所述充放电保护器的放电保护端与所述非门反向器的输入端连接。所述非门反向器的输出端与所述充电放大三极管的控制端连接。所述充电放大三极管的第一端用于与充电器的正极连接，所述充电放大三极管的第二端与所述开关跳闸器的第一跳闸连接。所述开关跳闸器的第二跳闸用于与充电器的正极连接，所述开关跳闸器的输出端与所述第一电阻的第一端连接。其中，所述开关跳闸器用于在所述充放电保护器的放电保护端输出低电平时，闭合第一跳闸并断开第二跳闸。在过放发生时，放电保护端输出低电平，经过非门反向器的反向放大后，向充电放大三极管输出高电平，从而开启充电放大三极管，使得锂离子电池的充电电流增大，从而使得锂离子电池的充电速率增大，进而提高了锂离子电池电压上升恢复的速率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锂离子电池充电控制电路，其特征在于，包括：电池保护电路以及充电控制电路；

所述电池保护电路包括充放电保护器、第一电子开关管、第二电子开关管、第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的第一端用于与锂离子电池的正极连接，所述第一电阻的第一端还用于与充电器的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述充放电保护器的电压输入端连接，所述第一电阻的第二端还与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述充放电保护器的公共接地端连接，所述第一电容的第二端还用于与所述锂离子电池的负极连接；所述充放电保护器的放电保护端与所述第一电子开关管的控制端连接，所述第一电子开关管的第一端与所述第二电子开关管的第一端连接，所述第一电子开关管的第二端用于与所述锂离子电池的负极连接，所述充放电保护器的充电保护端与所述第二电子开关管的控制端连接，所述第二电子开关管的第二端用于与充电器的负极连接；

所述充电控制电路包括非门反向器、开关跳闸器以及充电放大三极管，所述充放电保护器的放电保护端与所述非门反向器的输入端连接，所述非门反向器的输出端与所述充电放大三极管的控制端连接，所述充电放大三极管的第一端用于与充电器的正极连接，所述充电放大三极管的第二端与所述开关跳闸器的第一跳闸连接，所述开关跳闸器的第二跳闸用于与充电器的正极连接，所述开关跳闸器的输出端与所述第一电阻的第一端连接，其中，所述开关跳闸器用于在所述充放电保护器的放电保护端输出低电平时，闭合第一跳闸并断开第二跳闸。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路还包括第二电阻，所述第二电阻的第一端用于与所述充电器的正极连接，所述第二电阻的第二端与所述充电放大三极管的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路还包括第三电阻，所述第二电阻的第一端通过所述第三电阻与所述充电放大三极管的控制端连接。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路还包括第四电阻，所述开关跳闸器的输出端通过所述第四电阻与所述第一电阻的第一端连接。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路还包括第二电容，所述第一电阻的第一端通过所述第二电容接地。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述电池保护电路还包括第三电容，所述充放电保护器的放电保护端通过所述第三电容接地。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述第三电容包括多个第三子电容，所述充放电保护器的放电保护端分别通过多个所述第三子电容接地，多个所述第三子电容的容值逐渐增大。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述电池保护电路还包括第四电容，所述充放电保护器的充电保护端通过所述第四电容接地。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池充电控制电路，其特征在于，所述电池保护电路还包括第五电容，所述第二电子开关管的第二端通过所述第五电容接地。

10.一种锂离子电池充放保护装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的锂离子电池充电控制电路。

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