CN217642772U - 锂电池智能充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池智能充电电路，包括充放电接口、双通道继电器开关、电压转换模块、输入电压检测电路、充放电开关和控制器，通过电压转换模块将输入电源进行电压转换后，为所述锂电池组供电；输入电压检测电路对输出电源进行电压检测；控制器通过所述输入电压检测电路检测到输入电压高于锂电池组的充电电压时，控制双通道继电器开关的第二通道导通，以及控制所述电压转换模块将输入电压转换为锂电池组的充电电压。这样，在检查到充电器的输入电压与锂电池组的电压不匹配时，可控制所述双通道继电器开关转换充电通道，并通过电压转换模块充电电压转换为适配电压为锂电池充电。保证锂电池的正常充电，避免出现锂电池组烧坏的情况。

Description

锂电池智能充电电路

技术领域

本实用新型涉及锂电池保护技术领域，尤其涉及一种锂电池智能充电电路。

背景技术

近年来，锂(Li)离子电池等二次电池被广泛使用。锂(Li)离子电池在使用过程中通常需要通过充电器来为锂电池组进行充电。现有技术中，锂电池组的充电通常采用与之相匹配的充电器来为锂电池组充电。例如12V的锂电池组，一般只能采用12V的充电器来为该锂电池组充电。由于现有的锂电池组有多种规格。例如12V、24V或36V等。因此，不同型号锂电池组需要选择与之匹配的充电器来为其充电。当采用不匹配的充电器来为锂电池组充电时，可能会由于充电电压不匹配而导致无法充电，甚至出现将锂电池组烧坏的情况。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种锂电池智能充电电路。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例的锂电池智能充电电路，包括：

充放电接口，所述充放电接口用于连接充电设备或者用电设备；

双通道继电器开关，所述双通道继电器开关的公共端与所述充放电接口连接，所述双通道继电器开关的第一通道端与所述锂电池组连接；

电压转换模块，所述电压转换模块的输入端与所述双通道继电器开关的第二通道端连接，所述电压转换模块的输出端与所述锂电池组连接，以将输入电源进行电压转换后，为所述锂电池组供电；

输入电压检测电路，所述输入电压检测电路与所述充放电接口的两端连接，以对输入电压进行电压检测；

充放电开关，所述充放电开关分别与所述充放电接口及所述锂电池组连接，以对所述锂电池组进行充放电控制；

控制器，所述控制器分别与所述输入电压检测电路、充放电开关、电压转换模块、双通道继电器开关和电压转换模块连接，以通过所述输入电压检测电路检测到输入电压高于锂电池组的充电电压时，控制双通道继电器开关的第二通道导通，以及控制所述电压转换模块将输入电压转换为锂电池组的充电电压。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述双通道继电器开关包括：

继电器K1，所述继电器K1的开关公共端与所述充放电接口连接，所述继电器K1的开关第一通道端与所述锂电池组连接，所述继电器K1的开关第二通道端与所述电压转换模块连接，所述继电器K1的磁控第一端与速所述锂电池的正端连接；

三极管Q1，所述三极管Q1的集电极与所述继电器K1的磁控第二端连接，所述三极管Q1的发射极与参考地连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R4与所述控制器的一控制端连接，所述控制器通过所述三极管Q1对所述继电器K1 进行导通或者截止控制。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述继电器开关还包括：

发光二极管D2，所述发光二极管D2的阳极通过电阻R3与所述锂电池组的正极连接，所述发光二极管D2的阴极与所述三极管Q1的集电极连接，以对继电器K1的通道导通状态指示。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述继电器开关还包括：

二极管D1，所述二极管D1的阳极与所述继电器K1的所述磁控第二端连接，所述二极管D1的阴极与所述继电器K1的所述磁控第一端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述输入电压检测电路包括：

电阻R1，所述电阻R1的一端与所述充放电接口的正端连接，所述电阻R1 的另一端与所述控制器的第一电压采样端连接；

电阻R2，所述电阻R2的一端与所述电阻R1的所述另一端连接，所述电阻 R2的另一端与所述充放电接口的负端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述电压转换模块包括：

MOS管Q4，所述MOS管Q4的漏极与所述继电器K1的开关第二通道端连接，所述MOS管Q4的栅极与所述控制器的第一控制端连接；

MOS管Q5，所述MOS管Q5的漏极与所述MOS管Q4的源极连接，所述MOS管Q5的源极与所述充放电接口的负端连接，所述MOS管Q5的栅极与所述控制器的第二控制端连接；

电感L1，所述电感L1的一端与所述MOS管Q4的源极连接，所述电感L1 的另一端与所述锂电池组的正端连接；

电容C3，所述电容C3的一端与所述电感L1的所述另一端连接，所述电容 C3的另一端与所述充放电接口的负端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述电压转换模块还包括：

电阻R6，所述电阻R6的一端与所述电感L1的所述另一端连接；

电阻R7，所述电阻R7的一端与所述电阻R6的另一端连接，所述电阻R7 的另一端与所述充放电接口的负端连接，所述电阻R7的所述一端还与所述控制器的第二电压采样端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述双通道继电器开关还包括：

电容C1，所述电容C1的一端与所述继电器K1的开关第一通道端连接，所述电容C1的另一端与所述充放电接口的负端连接；

电容C2，所述电容C2的一端与所述继电器K1的开关第二通道端连接，所述电容C2的另一端与所述充放电接口的负端连接。

本实用新型实施例提供的锂电池智能充电电路，通过电压转换模块将输入电源进行电压转换后，为所述锂电池组供电；输入电压检测电路对输出电源进行电压检测；控制器分别与所述输入电压检测电路、充放电开关、电压转换模块、双通道继电器开关和电压转换模块连接，以通过所述输入电压检测电路检测到输入电压高于锂电池组的充电电压时，控制双通道继电器开关的第二通道导通，以及控制所述电压转换模块将输入电压转换为锂电池组的充电电压。这样，在检查到充电器的输入电压与锂电池组的电压不匹配时，可控制所述双通道继电器开关转换充电通道，并通过电压转换模块充电电压转换为适配电压为锂电池充电。保证锂电池的正常充电，避免出现锂电池组烧坏的情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的锂电池智能充电电路结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的锂电池智能充电电路图。

附图标记：

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的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。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。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1和图2，本实用新型提供一种锂电池智能充电电路，包括：充放电接口、双通道继电器开关、电压转换模块、输入电压检测电路、充放电开关和控制器，所述充放电接口用于连接充电设备或者用电设备；通过所述充放电接口可连接充电设备，从而通过充电设备为锂电池组充电。同时，也可以通过所述充放电接口连接用电设备，从而为所述用电设备供电。

所述双通道继电器开关的公共端与所述充放电接口连接，所述双通道继电器开关的第一通道端与所述锂电池组连接；通过所述双通道继电器开关可对充电回路进行开关控制，选择适配的充电回路来为锂电池组充充电。

所述电压转换模块的输入端与所述双通道继电器开关的第二通道端连接，所述电压转换模块的输出端与所述锂电池组连接，以将输入电源进行电压转换后，为所述锂电池组供电；通过所述电压转换模块可将输入电源进行电压转换后，输出适配的电源为所述锂电池组充电。

所述输入电压检测电路与所述充放电接口的两端连接，以对输入电压进行电压检测；由于现有的锂电池组有多种规格。例如12V、24V或36V等。当采用高压充电器为低电压锂电池组充电时，可能会将锂电池组充坏。因此，为了对锂电池组进一步保护，在开始对锂电池组继续充电以前。需要通过所述输入电压检测电路来获取充电器的输出电压。

所述充放电开关分别与所述充放电接口及所述锂电池组连接，以对所述锂电池组进行充放电控制；所述充放电开关设置在所述锂电池组的充放电路回路上，以对锂电池组的充放电进行开关控制。

所述控制器分别与所述输入电压检测电路、充放电开关、电压转换模块、双通道继电器开关和电压转换模块连接，以通过所述输入电压检测电路检测到输入电压高于锂电池组的充电电压时，控制双通道继电器开关的第二通道导通，以及控制所述电压转换模块将输入电压转换为锂电池组的充电电压。当控制器通过所述输入电压检测电路或输入电源为正常电压或较低电压时，则可直接通过该电源电压为锂电池充电；而当检测到输入电压为较高电压时，则需要将电源电压进行降压后，降压为适配的电压时，再输出为锂电池组充电。在此过程中，通过控制双通道继电器开关切换至电压转换通道，通过电压转换模块将电压转换后，为锂电池组充电，保证充电的安全性，以及保证锂电池的正常充电，避免出现锂电池组烧坏的情况。

本实用新型实施例提供的锂电池智能充电电路，通过电压转换模块将输入电源进行电压转换后，为所述锂电池组供电；输入电压检测电路对输出电源进行电压检测；控制器分别与所述输入电压检测电路、充放电开关、电压转换模块、双通道继电器开关和电压转换模块连接，以通过所述输入电压检测电路检测到输入电压高于锂电池组的充电电压时，控制双通道继电器开关的第二通道导通，以及控制所述电压转换模块将输入电压转换为锂电池组的充电电压。这样，在检查到充电器的输入电压与锂电池组的电压不匹配时，可控制所述双通道继电器开关转换充电通道，并通过电压转换模块充电电压转换为适配电压为锂电池充电。保证锂电池的正常充电，避免出现锂电池组烧坏的情况。

所述双通道继电器开关包括：继电器K1和三极管Q1，所述继电器K1的开关公共端与所述充放电接口连接，所述继电器K1的开关第一通道端与所述锂电池组连接，所述继电器K1的开关第二通道端与所述电压转换模块连接，所述继电器K1的磁控第一端与速所述锂电池的正端连接；所述继电器K1的开关在磁控力的作用下进行通道的选择导通。以实现对充电的通道的选择控制。

所述三极管Q1的集电极与所述继电器K1的磁控第二端连接，所述三极管 Q1的发射极与参考地连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R4与所述控制器的一控制端连接，所述控制器通过所述三极管Q1对所述继电器K1进行导通或者截止控制。所述三极管Q1为所述继电器K1提供驱动力，以驱动所述继电器 K1进行通道的选择。具体为，当控制器输出高电平时，三极管Q1导通，继电器K1的磁控端产生磁吸，将继电器K1的开关吸合到电压转换模块的回路上。输入电源正端与电压转换模块之间连接导通。当控制器输出低电平时，输入电源的正端与锂电池组之间直接导通。这样，实现了通道的选择控制。

所述继电器开关还包括：发光二极管D2，所述发光二极管D2的阳极通过电阻R3与所述锂电池组的正极连接，所述发光二极管D2的阴极与所述三极管 Q1的集电极连接，以对继电器K1的通道导通状态指示。通过所述发光二极管 D2可对继电器开关的通道选择状态进行指示。具体为，当继电器K1处于降压通道时，发光二极管D2导通，从而发光。用户通过获取发光二极管D2的工作状态，可获取充电回路处于降压通道，这样可提示用充电器不适配，下次充电时最好更换适配的充电器。

所述继电器开关还包括：二极管D1，所述二极管D1的阳极与所述继电器 K1的所述磁控第二端连接，所述二极管D1的阴极与所述继电器K1的所述磁控第一端连接。通过所述二极管D1将所述继电器K1的磁控回路截止时尖峰电流释放。由于继电器K1在截止时，继电器K1的两端会由于电流的关系而产生高电压脉冲信号，为了减少该脉冲信号对三极管Q1的影响。避免高压脉冲信号将三极管Q1损坏。

所述输入电压检测电路包括：电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端与所述充放电接口的正端连接，所述电阻R1的另一端与所述控制器的第一电压采样端连接；所述电阻R2的一端与所述电阻R1的所述另一端连接，所述电阻R2 的另一端与所述充放电接口的负端连接。如图2中所示，所述电阻R1和电阻 R2构成串联电路。可将输入电源进行分压后，输出至所述控制器，所述控制器通过读取电阻R2两端的电压，即可获取输入电源的电压值。该电压采样电路的成本低。

所述电压转换模块包括：MOS管Q4、MOS管Q5、电感L1和电容C3，所述MOS管Q4的漏极与所述继电器K1的开关第二通道端连接，所述MOS管Q4 的栅极与所述控制器的第一控制端连接；所述MOS管Q5的漏极与所述MOS 管Q4的源极连接，所述MOS管Q5的源极与所述充放电接口的负端连接，所述MOS管Q5的栅极与所述控制器的第二控制端连接；所述电感L1的一端与所述MOS管Q4的源极连接，所述电感L1的另一端与所述锂电池组的正端连接；所述电容C3的一端与所述电感L1的所述另一端连接，所述电容C3的另一端与所述充放电接口的负端连接。如图2中所示，所述MOS管Q4、MOS管Q5、电感L1和电容C3之间构成降压电路，以将输入电源降压后输出。其工作过程为：控制器通过输出PWM控制信号给MOS管Q4的栅极，PWM控制信号的频率和占空比由输入电压的高低决定，当PWM控制信号为高电平时，MOS管 Q8导通，当PWM控制信号为低电平时，MOS管Q4关闭，通过控制PWM控制信号的占空比大小，该电源电路对输入电压进行降压，得到预设电压。具体过程为：当PWM控制信号为高电平，MOS管Q4导通，通过控制MOS管Q5 截止，开关电路给电感L1充电储能；当PWM控制信号为低电平，MOS管Q4关闭，同时控制MOS管Q5导通，电感L1上的储能为电容C3充电，在降压控制中，重复控制MOS管Q4和MOS管Q5的交叉导通和截止。这样，实现将输入电源的降压后输出。

所述电压转换模块还包括：电阻R6、电阻R7，所述电阻R6的一端与所述电感L1的所述另一端连接；所述电阻R7的一端与所述电阻R6的另一端连接，所述电阻R7的另一端与所述充放电接口的负端连接，所述电阻R7的所述一端还与所述控制器的第二电压采样端连接。如图2中所示，所述电阻R6和电阻 R7构成串联电路。可将降压输出电源进行分压后，输出至所述控制器，所述控制器通过读取电阻R7两端的电压，即可获取降压模块的输出电源的电压值，通过反馈电压值，可调整PWM脉宽占空比，保证输出电压为稳定的电压值。该电压采样电路的成本低。

所述双通道继电器开关还包括：电容C1和电容C2，所述电容C1的一端与所述继电器K1的开关第一通道端连接，所述电容C1的另一端与所述充放电接口的负端连接；所述电容C2的一端与所述继电器K1的开关第二通道端连接，所述电容C2的另一端与所述充放电接口的负端连接。通过电容C1和电容C2 可将所述继电器K1的两个通道输出端的脉冲信号吸收，避免损坏后端电路。由于继电器K1为机械开关，在进行通道切换时，可能产生尖峰脉冲信号，通过所述电容C1和电容C2可将这些信号滤除。

以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种锂电池智能充电电路，其特征在于，包括：

充放电接口，所述充放电接口用于连接充电设备或者用电设备；

双通道继电器开关，所述双通道继电器开关的公共端与所述充放电接口连接，所述双通道继电器开关的第一通道端与锂电池组连接；

电压转换模块，所述电压转换模块的输入端与所述双通道继电器开关的第二通道端连接，所述电压转换模块的输出端与所述锂电池组连接，以将输入电源进行电压转换后，为所述锂电池组供电；

输入电压检测电路，所述输入电压检测电路与所述充放电接口的两端连接，以对输入电压进行电压检测；

充放电开关，所述充放电开关分别与所述充放电接口及所述锂电池组连接，以对所述锂电池组进行充放电控制；

控制器，所述控制器分别与所述输入电压检测电路、充放电开关、电压转换模块、双通道继电器开关和电压转换模块连接，以通过所述输入电压检测电路检测到输入电压高于锂电池组的充电电压时，控制双通道继电器开关的第二通道导通，以及控制所述电压转换模块将输入电压转换为锂电池组的充电电压。

2.根据权利要求1所述的锂电池智能充电电路，其特征在于，所述双通道继电器开关包括：

继电器K1，所述继电器K1的开关公共端与所述充放电接口连接，所述继电器K1的开关第一通道端与所述锂电池组连接，所述继电器K1的开关第二通道端与所述电压转换模块连接，所述继电器K1的磁控第一端与速所述锂电池的正端连接；

三极管Q1，所述三极管Q1的集电极与所述继电器K1的磁控第二端连接，所述三极管Q1的发射极与参考地连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R4与所述控制器的一控制端连接，所述控制器通过所述三极管Q1对所述继电器K1进行导通或者截止控制。

3.根据权利要求2所述的锂电池智能充电电路，其特征在于，所述继电器开关还包括：

发光二极管D2，所述发光二极管D2的阳极通过电阻R3与所述锂电池组的正极连接，所述发光二极管D2的阴极与所述三极管Q1的集电极连接，以对继电器K1的通道导通状态指示。

4.根据权利要求3所述的锂电池智能充电电路，其特征在于，所述继电器开关还包括：

二极管D1，所述二极管D1的阳极与所述继电器K1的所述磁控第二端连接，所述二极管D1的阴极与所述继电器K1的所述磁控第一端连接。

5.根据权利要求1所述的锂电池智能充电电路，其特征在于，所述输入电压检测电路包括：

电阻R1，所述电阻R1的一端与所述充放电接口的正端连接，所述电阻R1的另一端与所述控制器的第一电压采样端连接；

电阻R2，所述电阻R2的一端与所述电阻R1的所述另一端连接，所述电阻R2的另一端与所述充放电接口的负端连接。

6.根据权利要求1所述的锂电池智能充电电路，其特征在于，所述电压转换模块包括：

MOS管Q4，所述MOS管Q4的漏极与所述继电器K1的开关第二通道端连接，所述MOS管Q4的栅极与所述控制器的第一控制端连接；

MOS管Q5，所述MOS管Q5的漏极与所述MOS管Q4的源极连接，所述MOS管Q5的源极与所述充放电接口的负端连接，所述MOS管Q5的栅极与所述控制器的第二控制端连接；

电感L1，所述电感L1的一端与所述MOS管Q4的源极连接，所述电感L1的另一端与所述锂电池组的正端连接；

电容C3，所述电容C3的一端与所述电感L1的所述另一端连接，所述电容C3的另一端与所述充放电接口的负端连接。

7.根据权利要求6所述的锂电池智能充电电路，其特征在于，所述电压转换模块还包括：

电阻R6，所述电阻R6的一端与所述电感L1的所述另一端连接；

电阻R7，所述电阻R7的一端与所述电阻R6的另一端连接，所述电阻R7的另一端与所述充放电接口的负端连接，所述电阻R7的一端还与所述控制器的第二电压采样端连接。

8.根据权利要求2所述的锂电池智能充电电路，其特征在于，所述双通道继电器开关还包括：

电容C1，所述电容C1的一端与所述继电器K1的开关第一通道端连接，所述电容C1的另一端与所述充放电接口的负端连接；

电容C2，所述电容C2的一端与所述继电器K1的开关第二通道端连接，所述电容C2的另一端与所述充放电接口的负端连接。

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