CN217563361U - 一种充放电控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种充放电控制电路。包括降压输入模块、充电管理模块和整流升压模块，所述降压输入模块的输入端连接直流电源，输出端连接充电管理模块的输入端，所述充电管理模块的输出端连接电池，所述整流升压模块的输入端与电池连接，输出端输出直流电压；所述降压输入模块用于降低直流电源输入的电压，所述充电管理模块用于根据电池的当前电压，调节电池的充电电流，所述整流升压模块用于升高电池输出的电压。本实用新型能够节省电池，通过整流升压模块实现使用一节电2池进行高电压输出，并且输出电压能够调节；同时本实用新型通过充电管理模块还能够实现高效充电。

Description

一种充放电控制电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种充放电控制电路。

背景技术

随着新能源技术领域的发展，电池原材料需求量增加，导致电池价格高速上升，以至市场电池紧缺。目前市场上为了达到放电电压，需要多节电池串联连接，提高电池组的电压，达到高电压输出的效果，而这大大提高了生产成本。根据市场需求，要求电池具备使用时间长，充电时间快等特点，为此需要一种充放电控制电路达到以上功能。

发明内容

本实用新型提供了一种充放电控制电路，解决现有技术中需要多节电池提高电压的问题。

本实用新型采用了如下技术方案：一种充放电控制电路，包括降压输入模块、充电管理模块和整流升压模块，所述降压输入模块的输入端连接直流电源的输出端，所述降压输入模块的输出端连接充电管理模块的输入端，所述充电管理模块的输出端连接电池，所述整流升压模块的输入端连接电池，所述整流升压模块的输出端能够输出满足用电需求的直流电压；

所述降压输入模块用于降低直流电源输出的电压，所述充电管理模块用于根据电池的当前电压，按照预设的充电逻辑调节电池的充电电流，所述整流升压模块用于升高电池输出的电压。

进一步地，还包括电池保护模块，所述电池保护模块与电池连接，所述电池保护模块用于生成保护信号以防止电池充电过压、充电过流、放电欠压和放电过流。

进一步地，所述电池保护模块包括电池保护芯片、第十电阻、第九电容和第十电容，所述电池保护芯片的负极引脚连接第十电容的一端，电源引脚连接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端与电池的正极连接，所述第十电容的另一端与电池的负极连接，所述第九电容与所述第十电容的另一端连接，所述第九电容的另一端与第十电阻的一端连接。

进一步地，所述电池保护芯片采用IP3005芯片。

进一步地，所述降压输入模块包括电源芯片、第七电容、第八电容、第六电容、第二电感和分压电路，所述电源芯片的输入引脚连接第七电容的一端，自举电压输入引脚连接第六电容的一端，电压反馈引脚连接分压电路，开关引脚连接第六电容的另一端，所述第六电容的另一端连接第二电感的一端，所述第二电感的另一端作为降压输入模块的输出端，所述第七电容另一端连接信号地，所述第八电容的一端连接第七电容的一端，另一端连接信号地。

进一步地，所述电源芯片采用LC2333芯片。

进一步地，所述充电管理模块包括充电管理芯片、第一二极管和第二二极管，所述充电管理芯片的供电引脚连接第五电容的一端，充电指示引脚通过第八电阻连接第一二极管的负极，放电指示引脚通过第九电阻连接第二二极管的负极，所述第一二极管和第二二极管的正极以及第五电容的一端均连接降压输入模块的输出端，所述第五电容的另一端连接信号地。

进一步地，所述充电管理芯片采用LC6011芯片。

进一步地，所述整流升压模块包括升压转换芯片，所述升压转换芯片的开关引脚连接第一电感的一端，开关频率设定引脚通过第一电阻连接开关引脚，自举引脚通过第十二电容连接开关引脚，开关峰值电流设定引脚连接第十二电阻的一端，环路补偿引脚连接第十三电阻的一端，电压反馈引脚连接第一设定电阻的一端，输出引脚连接第二设定电阻的一端，所述第一电感的另一端连接电池的正极，所述第十二电阻的另一端连接信号地，所述第十三电阻的另一端连接第十一电容的一端，所述第十一电容的另一端连接信号地，所述第一设定电阻的另一端连接信号地，所述第二设定电阻的另一端连接第一设定电阻的一端。

进一步地，所述整流升压模块的输出端连接第三电容的一端，所述第三电容的一端连接第四电容的一端，所述第三电容的另一端和第四电容的另一端均连接信号地。

本实用新型的有益效果：本实用新型能够节省电池，通过整流升压模块实现使用一节电池进行高电压输出，并且输出电压能够调节；同时本实用新型通过充电管理模块还能够实现高效充电。本实用新型具备兼容性强，可靠性高，性价比高等优势。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的实施例中，图1是根据本实用新型一种充放电控制电路提供的结构框图，如图1所示，本实用新型包括：降压输入模块1、充电管理模块2和整流升压模块3，所述降压输入模块1的输入端连接直流电源5的输出端，所述降压输入模块1的输出端连接充电管理模块2的输入端，所述充电管理模块2的输出端连接电池X1，所述整流升压模块3的输入端连接电池X1，所述整流升压模块3的输出端能够输出满足用电需求的直流电压。

所述降压输入模块1用于降低直流电源5输出的电压，一般直流电源的输入电压在16V左右，降压输入模块能够将输入的电压降低至5V。所述充电管理模块2用于采集电池X1的当前电压，并根据电池X1的当前电压，按照预设的充电逻辑调节电池X1的充电电流，一般情况下，充电逻辑可以按照如下设置，当电池的电压为2.5～3.0V时的状态，充电管理芯片将输出一个0.2A的稳流电压，进行前期的缓冲区，有利地保护电池寿命，当电池的电压为3.0～4.1V时的状态，充电管理芯片将输出一个1.8A的稳流电压，进行中期的快充区，实现高效充电状态。当电池的电压为4.1～4.2V时的状态，充电管理芯片将缓慢下降电流，保持稳定电池电压至4.2V。通过上述的工作原理，实现保护电池，充分体现出充电管理模块的科学性。充电逻辑可以根据实际需要进行设置。

所述整流升压模块3用于升高电池X1输出的电压以满足用电需求。一般情况下，用电设备需求的电压大于单节电池的4.2V，在不添加电池的情况下，整流升压模块能够将单节电池的4.2V电压升高至用电设备需求的电压，输出电压最高达到12.6V。

在本实用新型的一个实施例中，一种充放电控制电路还包括一个与电池X1连接的电池保护模块4，所述电池保护模块4用于防止电池X1充电过压、充电过流、放电欠压和放电过流。

具体的，如图2所示，本电池保护模块4包括如下结构：电池保护芯片U4、第十电阻R10、第九电容C9和第十电容C10，所述电池保护芯片U4的负极引脚VM连接第十电容C10的一端，电源引脚VDD连接第十电阻R10的一端，所述第十电阻R10的另一端与电池X1的正极连接，所述第十电容C10的另一端与电池X1的负极连接，所述第九电容C9与所述第十电容C10的另一端连接，所述第九电容C9的另一端与第十电阻R10的一端连接。

其中，电池保护芯片U4进行保护新能源电池X1，电池保护芯片U4可以采用IP3005芯片。本保护芯片内置功率MOSFET，采用高精确的电压判断电路，让过充电压，过充恢复电压，过放电压，过放恢复电压的检测精度为±50mV。通过监控内置功率MOSFET的电流，使得充电过流、放电过流的阀值为±5%精度，并且不随电池电压变化而改变。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，所述降压输入模块1的结构如下：包括电源芯片U2、第七电容C7、第八电容C8、第六电容C6、第二电感L2和分压电路，所述电源芯片U2的输入引脚IN连接第七电容C7的一端，自举电压输入引脚BST连接第六电容C6的一端，电压反馈引脚FB连接分压电路，开关引脚SW连接第六电容C6的另一端，电源芯片U2的使能引脚EN连接第三电阻R3的一端和第七电阻R7的一端，第三电阻R3的另一端连接信号地，第七电阻R7的另一端连接直流电源5，本降压输入模块1通过第七电阻R7 和第三电阻R3进行控制是否工作，安装第七电阻R7去掉第三电阻R3为上拉状态，本模块工作；安装第三电阻R3去掉第七电阻R7为下拉状态，本模块不工作。所述第六电容C6的另一端连接第二电感L2的一端，所述第二电感L2的另一端作为降压输入模块1的输出端，所述第七电容C7另一端连接信号地，所述第八电容C8的一端连接第七电容C7的一端，另一端连接信号地。其中，第七电容和第八电容为滤波电容，用于对直流电源5输入的电压进行滤波。第二电感L2为功率电感和第六电容C6用于调节输出电压频率。分压电路包括第二电阻R2、第四电阻R4和第六电阻R6，第二电阻的一端连接信号地，另一端分别连接第四电阻R4和第六电阻R6的一端，所述第四电阻R4的另一端连接电压反馈引脚FB，第六电阻R6的另一端连接第二电感L2的另一端，分压电路进行调整输出电压，降压输入模块将降压好的电压传输给下一个电路。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，所述充电管理模块2采用如下结构：包括充电管理芯片U3、第一二极管D2和第二二极管D3，所述充电管理芯片U3的供电引脚VCC连接第五电容C5的一端，充电指示引脚CHRG通过第八电阻R8连接第一二极管D2的负极，放电指示引脚STDBY通过第九电阻R9连接第二二极管D3的负极，编程引脚PROG通过第五电阻R5连接信号地。所述第一二极管D2和第二二极管D3的正极以及第五电容C5的一端均连接降压输入模块1的输出端，所述第五电容C5的另一端连接信号地。

所述充电管理芯片U3可以采用LC6011芯片。将降压为+5.0V的电源经过用于滤波的第五电容C5进行处理后，由充电管理芯片U3根据电池电量的多少进行释放电流，并由+5.0V进行点亮状态第一二极管D2或者第二二极管D3，当第一二极管D2点亮时，表示为充电状态，当第二二极管D3点亮时，表示为放电状态。电池X1经过充电管理模块管理，能够提高电池X1的使用寿命和可靠性。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，所述整流升压模块3采用如下结构：包括升压转换芯片U1，所述升压转换芯片U1的开关引脚SW连接第一电感L1的一端，开关频率设定引脚FSW通过第一电阻R1连接开关引脚SW，自举引脚BOOT通过第十二电容C12连接开关引脚SW，开关峰值电流设定引脚ILIM连接第十二电阻R12的一端，环路补偿引脚COMP连接第十三电阻R13的一端，电压反馈引脚FB连接第一设定电阻Rd1的一端，输出引脚VOUT连接第二设定电阻RU1的一端，所述第一电感L1的另一端连接电池的正极，所述第十二电阻R12的另一端连接信号地，所述第十三电阻R13的另一端连接第十一电容C11的一端，所述第十一电容C11的另一端连接信号地，所述第一设定电阻Rd1的另一端连接信号地，所述第二设定电阻RU1的另一端连接第一设定电阻Rd1的一端。

所述整流升压模块3的输出端连接第三电容C3的一端，所述第三电容C3的一端连接第四电容C4的一端，所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端均连接信号地。其中，第三电容C3和第四电容C4均为滤波电容。电池输出稳定的4.2V电压，通过功率电感L1，滤波电容C1进入整流升压模块，频率调整由电阻R1和电容2决定。输出电压由电阻RU1、Rd1调整，通过滤波电容C3 C4，输出稳压直流电压。升压转换芯片U1可以采用ME2187芯片。

其中，输出电压Vout=1.206*（1+RU1/Rd1）。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种充放电控制电路，其特征在于，包括降压输入模块（1）、充电管理模块（2）和整流升压模块（3），所述降压输入模块（1）的输入端连接直流电源（5）的输出端，所述降压输入模块（1）的输出端连接充电管理模块（2）的输入端，所述充电管理模块（2）的输出端连接电池（X1），所述整流升压模块（3）的输入端连接电池（X1），所述整流升压模块（3）的输出端能够输出满足用电需求的直流电压；

所述降压输入模块（1）用于降低直流电源（5）输出的电压，所述充电管理模块（2）用于根据电池（X1）的当前电压，按照预设的充电逻辑调节电池（X1）的充电电流，所述整流升压模块（3）用于升高电池（X1）输出的电压，以满足用电需求。

2.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，还包括电池保护模块（4），所述电池保护模块（4）与电池（X1）连接，所述电池保护模块（4）用于生成保护信号以防止电池（X1）充电过压、充电过流、放电欠压和放电过流。

3.如权利要求2所述的充放电控制电路，其特征在于，所述电池保护模块（4）包括电池保护芯片（U4）、第十电阻（R10）、第九电容（C9）和第十电容（C10），所述电池保护芯片（U4）的负极引脚连接第十电容（C10）的一端，电源引脚连接第十电阻（R10）的一端，所述第十电阻（R10）的另一端与电池（X1）的正极连接，所述第十电容（C10）的另一端与电池（X1）的负极连接，所述第九电容（C9）与所述第十电容（C10）的另一端连接，所述第九电容（C9）的另一端与第十电阻（R10）的一端连接。

4.如权利要求3所述的充放电控制电路，其特征在于，所述电池保护芯片（U4）采用IP3005芯片。

5.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述降压输入模块（1）包括电源芯片（U2）、第七电容（C7）、第八电容（C8）、第六电容（C6）、第二电感（L2）和分压电路，所述电源芯片（U2）的输入引脚连接第七电容（C7）的一端，自举电压输入引脚连接第六电容（C6）的一端，电压反馈引脚连接分压电路，开关引脚连接第六电容（C6）的另一端，所述第六电容（C6）的另一端连接第二电感（L2）的一端，所述第二电感（L2）的另一端作为降压输入模块（1）的输出端，所述第七电容（C7）另一端连接信号地，所述第八电容（C8）的一端连接第七电容（C7）的一端，另一端连接信号地。

6.如权利要求5所述的充放电控制电路，其特征在于，所述电源芯片（U2）采用LC2333芯片。

7.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述充电管理模块（2）包括充电管理芯片（U3）、第一二极管（D2）和第二二极管（D3），所述充电管理芯片（U3）的供电引脚连接第五电容（C5）的一端，充电指示引脚通过第八电阻（R8）连接第一二极管（D2）的负极，放电指示引脚通过第九电阻（R9）连接第二二极管（D3）的负极，所述第一二极管（D2）和第二二极管（D3）的正极以及第五电容（C5）的一端均连接降压输入模块（1）的输出端，所述第五电容（C5）的另一端连接信号地。

8.如权利要求7所述的充放电控制电路，其特征在于，所述充电管理芯片（U3）采用LC6011芯片。

9.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述整流升压模块（3）包括升压转换芯片（U1），所述升压转换芯片（U1）的开关引脚连接第一电感（L1）的一端，开关频率设定引脚通过第一电阻（R1）连接开关引脚，自举引脚通过第十二电容（C12）连接开关引脚，开关峰值电流设定引脚连接第十二电阻（R12）的一端，环路补偿引脚连接第十三电阻（R13）的一端，电压反馈引脚连接第一设定电阻（Rd1）的一端，输出引脚连接第二设定电阻（RU1）的一端，所述第一电感（L1）的另一端连接电池的正极，所述第十二电阻（R12）的另一端连接信号地，所述第十三电阻（R13）的另一端连接第十一电容（C11）的一端，所述第十一电容（C11）的另一端连接信号地，所述第一设定电阻（Rd1）的另一端连接信号地，所述第二设定电阻（RU1）的另一端连接第一设定电阻（Rd1）的一端。

10.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述整流升压模块（3）的输出端连接第三电容（C3）的一端，所述第三电容（C3）的一端连接第四电容（C4）的一端，所述第三电容（C3）的另一端和第四电容（C4）的另一端均连接信号地。

Images