CN219458721U - 一种锂电池降压充电限流电路 - Google Patents
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Abstract
一种锂电池降压充电限流电路，包括二极管D1、PWM控制模块电路以及依次串联的电池放电接口正极P+、低电压锂电池BAT、电感L1、MOS管Q1、电阻R1及电池放电接口负极P‑，电池放电接口正极P+与高电压锂电池的正极连接，电池放电接口负极P‑与高电压锂电池的负极连接；二极管D1的正极与电感L1一端连接，二极管D1的负极与低电压锂电池BAT的正极连接；PWM控制模块电路的信号输出端连接MOS管Q1的栅极，PWM控制模块电路与电阻R1两端连接以获得经过电阻R1的电流。本实用新型实现锂电池并联使用时，将高电压锂电池对低电压锂电池的充电电流限定到安全范围内，提高并联锂电池使用的安全性，同时实现任意两块具有降压充电限流电路的电池并联使用，方便用户换电过程。
Description
技术领域
本实用新型属于电池充电限流电路领域，具体涉及一种锂电池降压充电限流电路。
背景技术
随着锂电池行业技术的发展，针对电摩换电使用场景，单块大容量锂电池，虽说能满足续航要求，但是它的体积较大、重量较重，使用便捷性较差，换电难度较高。为了解决这一个技术问题，从而可以采取两块中小容量的锂电池并联使用，从而在满足续航要求的同时，提高使用的便捷性；当然，在需要大容量的锂电池时，就更佳适合采用更多块的小容量锂电池并联来进行替换，以进一步提高换电过程中的便捷性。原有常规锂电池当不同电压电池并联时存在电压高的电池对电压低的电池大电流充电带来的安全性低和对电池冲击大的问题。相同电压电池并联时，虽说没有类似问题，但是在换电时找到两块相同电压的电池花费人力大，故原有方案通过不同电压的两块电池并联或找到两块相同电压电池已不能满足要求。
实用新型内容
本实用新型提出一种锂电池降压充电限流电路，以解决现有锂电池并联方案安全性低、对电池冲击大的技术问题。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种锂电池降压充电限流电路，其特征在于：包括二极管D1、PWM控制模块电路以及依次串联连接的电池放电接口正极P+、低电压锂电池BAT、电感L1、MOS管Q1、电阻R1以及电池放电接口负极P-，所述电池放电接口正极P+用于与高电压锂电池的正极连接，电池放电接口负极P-用于与高电压锂电池的负极连接；所述二极管D1的正极与电感L1的一端连接，二极管D1的负极与低电压锂电池BAT的正极连接；所述PWM控制模块电路的信号输出端连接MOS管Q1的栅极以控制MOS管Q1的通断，PWM控制模块电路还与电阻R1两端连接以获得经过电阻R1的电流。
进一步的，PWM控制模块电路包括PWM驱动芯片U1，PWM驱动芯片U1的6脚通过电阻R7与MOS管Q1的栅极连接，所述PWM控制模块电路的信号输出端为PWM驱动芯片U1的6脚；稳压管D2的正极与MOS管Q1的源极连接，稳压管D2的负极与MOS管Q1的栅极连接，稳压管D2还与电阻R2并联，PWM驱动芯片U1的7脚与供电电源VCC连接，PWM驱动芯片U1的7脚还通过电容C2与GND连接；PWM驱动芯片U1的5脚接至GND，PWM驱动芯片U1的8脚通过电阻R3与PWM驱动芯片U1的4脚连接，PWM驱动芯片U1的4脚通过电容C3接至GND，PWM驱动芯片U1的1脚通过相互并联的电容C1和电阻R4与PWM驱动芯片U1的2脚连接，PWM驱动芯片U1的3脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端还与GND连接，PWM驱动芯片U1的8脚还通过电阻R5、电阻R8接至GND，PWM驱动芯片U1的2脚通过电阻R6与电阻R5、电阻R8之间的导线连接。
进一步的，PWM驱动芯片U1为UC3842芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型实现了锂电池并联使用时，将电压高的电池对电压低的电池的充电电流限定到预设的安全范围内，从而提高了并联锂电池使用的安全性，减小了对低电压锂电池的冲击。同时可以实现任意两块具有该降压充电限流电路的电池的并联使用，方便了用户的换电过程和换电难度，节省了人力物力。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型一种锂电池降压充电限流电路的电路原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例作进一步的详细说明。
如图1，一种锂电池降压充电限流电路，包括依次串联连接的电池放电接口正极P+、低电压锂电池BAT、电感L1、MOS管Q1、电阻R1以及电池放电接口负极P-，其中电池放电接口正极P+用于与高电压锂电池的正极连接，电池放电接口负极P-用于与高电压锂电池的负极连接。本实施例中，低电压锂电池和高电压锂电池中的“高”和“低”是二者电压相互比较而言。锂电池降压充电限流电路还包括二极管D1和PWM控制模块电路，所述二极管D1的正极与电感L1的一端连接，二极管D1的负极与低电压锂电池BAT的正极连接，图1中，MOS管Q1的1脚为栅极，2脚为漏极，3脚为源极，所述PWM控制模块电路的信号输出端连接MOS管Q1的栅极以控制MOS管Q1的通断，而MOS管Q1的漏极与电感L1连接，MOS管Q1的源极接电阻R1。PWM控制模块电路还与电阻R1的两端连接，用于测量电阻R1两端电压，从而得到经过电阻R1的电流，根据电流的大小与PWM控制模块电路中的设定电流比较，输出不同占空比的波形以调节经过MOS管Q1的电流大小。
本实施例中，PWM控制模块电路包括PWM驱动芯片U1，PWM驱动芯片U1采用UC3842芯片，PWM驱动芯片U1的6脚通过电阻R7与MOS管Q1的栅极连接，上述PWM控制模块电路的信号输出端就是指PWM驱动芯片U1的6脚，电阻R7为PWM驱动芯片驱动波形输出驱动电阻；稳压管D2的正极与MOS管Q1的源极连接，稳压管D2的负极与MOS管Q1的栅极连接，以保证PWM驱动芯片U1输出的高电平小于MOS管Q1的栅源极最大电压，从而对MOS管Q1的开通和关断提供保护，稳压管D2还与电阻R2并联，电阻R2一端与MOS管Q1的栅极连接，另一端与MOS管Q1的源极连接，该电阻R2作为下拉电阻，使MOS管Q1在没有驱动信号时保持关断。PWM驱动芯片U1的7脚与供电电源VCC连接，PWM驱动芯片U1的7脚还通过电容C2与GND连接，电容C2为电源滤波电容；PWM驱动芯片U1的5脚与GND连接。PWM驱动芯片U1的8脚通过电阻R3与PWM驱动芯片U1的4脚连接，PWM驱动芯片U1的4脚通过电容C3接至GND，R3和C3组成震荡电路来决定PWM驱动芯片U1的输出PWM波频率。PWM驱动芯片U1的1脚通过相互并联的电容C1和电阻R4与PWM驱动芯片U1的2脚连接，PWM驱动芯片U1的1脚为内部误差放大器的输出端，PWM驱动芯片U1的2脚为电压检测端，也是内部误差放大器的反向输入端，则相互并联的电容C1和电阻R4组成了内部误差放大器的补偿电路。PWM驱动芯片U1的3脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端还与PWM驱动芯片U1的GND连接，电阻R1的电压可以作为电流信号反馈给PWM驱动芯片U1。PWM驱动芯片U1的8脚还通过电阻R5、电阻R8接至GND，PWM驱动芯片U1的2脚通过电阻R6与电阻R5、电阻R8之间的导线连接，通过电阻R6把电阻R5、电阻R8的分压提供给PWM驱动芯片U1的2脚，作为电压反馈；因为本实施例中是两块锂电池并联，高电压锂电池给低电压锂电池BAT恒流充电，不存在充电过压问题，故给U1的电压反馈一个固定值，从而不使用PWM驱动芯片U1的电压反馈控制。
本实用新型在工作时的具体原理如下：
当两块电压不一致的锂电池并联时，低电压锂电池BAT的降压充电限流电路工作，具体过程为：PWM驱动芯片U1输出高电平给MOS管Q1的栅极，MOS管Q1打开，高电压锂电池通过电池放电接口正极P+、电池放电接口负极P-给低电压锂电池BAT充电，电感L1储能，PWM驱动芯片U1输出低电平给MOS管Q1的栅极，MOS管Q1关闭，电感L1储存的电能通过二极管D1释放给低电压锂电池BAT，在此过程中高电压锂电池的电压逐渐降低，而低电压锂电池BAT电压升高，以实现电压高的锂电池对低电压锂电池BAT的降压充电；电感L1能在MOS管Q1断开时能持续为低电压锂电池BAT充电。在降压充电过程中，PWM驱动芯片U1采集电阻R1的电压，得到流过电阻R1的电流，根据电流的大小输出对应占空比的PWM波控制MOS管Q1的通断，当电流小于PWM驱动芯片U1中的设定值时，提高PWM波的占空比，当电流大于设定值时，降低PWM波的占空比，通过该控制过程，把降压充电电流限制到设定值，实现降压充电限流。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，而未详述之处，均为现有技术；任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种锂电池降压充电限流电路，其特征在于：包括二极管D1、PWM控制模块电路以及依次串联连接的电池放电接口正极P+、低电压锂电池BAT、电感L1、MOS管Q1、电阻R1以及电池放电接口负极P-，所述电池放电接口正极P+用于与高电压锂电池的正极连接，电池放电接口负极P-用于与高电压锂电池的负极连接；所述二极管D1的正极与电感L1的一端连接，二极管D1的负极与低电压锂电池BAT的正极连接；所述PWM控制模块电路的信号输出端连接MOS管Q1的栅极以控制MOS管Q1的通断，PWM控制模块电路还与电阻R1两端连接以获得经过电阻R1的电流。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池降压充电限流电路，其特征在于：PWM控制模块电路包括PWM驱动芯片U1，PWM驱动芯片U1的6脚通过电阻R7与MOS管Q1的栅极连接，所述PWM控制模块电路的信号输出端为PWM驱动芯片U1的6脚；稳压管D2的正极与MOS管Q1的源极连接，稳压管D2的负极与MOS管Q1的栅极连接，稳压管D2还与电阻R2并联，PWM驱动芯片U1的7脚与供电电源VCC连接，PWM驱动芯片U1的7脚还通过电容C2与GND连接；PWM驱动芯片U1的5脚接至GND，PWM驱动芯片U1的8脚通过电阻R3与PWM驱动芯片U1的4脚连接，PWM驱动芯片U1的4脚通过电容C3接至GND，PWM驱动芯片U1的1脚通过相互并联的电容C1和电阻R4与PWM驱动芯片U1的2脚连接，PWM驱动芯片U1的3脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端还与GND连接，PWM驱动芯片U1的8脚还通过电阻R5、电阻R8接至GND，PWM驱动芯片U1的2脚通过电阻R6与电阻R5、电阻R8之间的导线连接。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池降压充电限流电路，其特征在于：PWM驱动芯片U1为UC3842芯片。
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