CN2610547Y - 笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路 - Google Patents

Abstract

一种笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路，包括串联放电、并联充电的转换控制电路和智能电源模块。其中，该智能电源模块由微处理器、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块及相应控制电路组成。该串联放电的转换控制电路由一组锂二次电池和一组场效应管相间串联组成，每只场效应管的源极、漏极分别连接两只相邻电池的正极、负极，其栅极连接到第二控制口。该并联充电的转换控制电路包括：在各电池的正、负极分别连接一场效应管，各电池正极连接的场效应管并联后连接到智能电源模块的充电接口的正极，各电池负极连接的场效应管并联后连接到智能电源模块的充电接口的负极，上述各场效应管的栅极连接到第一控制口。

Description

笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路

【技术领域】

本实用新型涉及一种充放电电路，特别是一种用于笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路。

【背景技术】

目前随着笔记本电脑迅速发展，笔记本电脑电池作为笔记本电脑中的重要组成部分，从诞生起就引起了广泛关注，所使用的电池常见的是镍氢电池和锂二次电池，但镍氢电池存在能量低、体积大、质量重等多方面的不利因素。故，锂二次电池得到了广泛的应用。

由于供笔记本电脑使用的电压较高(11.1V或14.8V)，需多个锂二次电池串联使用，而业界常用的锂二次电池的充电方式也是采用电池组串联的方式，虽然串联充电方式较容易实现，但却存在种种问题：1、安全问题：锂二次电池安全电压为4.5V以下，采用串联充电，如果保护电路失效，锂二次电池电压极易超过安全电压，产生爆炸的可能；2、充不满电：锂二次电池如采用串联充电，个别电池在使用了一段时间之后，内阻变大，充电时两端电压上升较快，这样就容易被充电控制线路判定为已经充满，控制电路将切断充电电路，从而导致其他电池不能完全充满电；3、放不完电：很多锂电池失效是因为电池内的某节电芯失效导致的，而这种现象是无法避免的，因为电池每节电芯的性质不可能完全一致，用久了就有某些质量稍差的先老化，破坏了整体(串联之后)的放电曲线。即有坏电芯的那节电池先充满电，又先放完，而其他电芯的容量都没有被完全使用。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种使笔记本电脑用锂电池充电时安全性好，能使每个笔记本电脑用锂电池完全充电的充放电电路。

本实用新型的另一目的是使笔记本电脑用电池组在长期非工作状态下能使各电池相互弥补电流，从而充分利用电池的容量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路由串联放电、并联充电的转换控制电路和智能电源模块组成。其中，所述智能电源模块由微处理器、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块及相应控制电路组成。该智能电源模块的外部接口有外接电源接口，第一控制口、第二控制口及充电接口；所述串联放电的转换控制电路由一组锂二次电池和一组场效应管相间串联组成，每只场效应管的源极、漏极分别连接两只相邻电池的正极、负极，其栅极连接到第二控制口；所述并联充电的转换控制电路包括：在各电池的正、负极分别连接一场效应管，各电池正极连接的场效应管并联后连接到智能电源模块的充电接口的正极，各电池负极连接的场效应管并联后连接到智能电源模块的充电接口的负极，上述各场效应管的栅极连接到第一控制口。

上述锂二次电池的充放电电路进一步包括：在并联充电转换控制电路中，每一电池的正极串联一过流保护器PTC。

上述锂二次电池的充放电电路进一步包括：每一场效应管的栅极连接一电阻。

本实用新型的优点在于：本实用新型锂二次电池充放电电路采用并联充电使电池最终充电电压相同，不会产生某一电池电压过高而产生过压危险。同时，各电池充电电压一致，充电电流遵从各自的阻抗特性及容量大小而异，按照电池恒流恒压的充电特性，确保每块电池充满。电池的并联长期搁置，电池能相互弥补电流，能充分的利用电池的容量。

下面参照附图结合实例对本实用新型作进一步的说明。

【附图说明】

图1为本实用新型笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路的电路示意图。

【具体实施方式】

请参考图1，本实用新型锂二次电池的充放电电路由串联放电、并联充电的转换控制电路和智能电源模块组成。实现串联放电与并联充电之间的切换是采用场效应管，采用场效应管方式使锂二次电池串联与并联之间的转换很可靠，由于场效应管为电压控制器件，功耗非常的低，几乎不损耗电池的能量，是非常理想的一个开关。

该智能电源模块由微处理器、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块及相应控制电路组成。该智能电源模块的外部接口有外接电源接口power+、power-，第一控制口1，第二控制口2及充电接口charge+、charge-。该串联放电的转换控制电路由一组锂二次电池B1～B3和一组场效应管Q7、Q8相间串联组成，每只场效应管的源极、漏极分别连接两只相邻电池的正极、负极，场效应管Q7、Q8的栅极连接到第二控制口2。所述并联充电的转换控制电路包括：在各电池B1～B3的正、负极分别连接一场效应管Q1～Q6，各电池B1～B3正极连接的场效应管Q1、Q2、Q3并联后连接到智能电源模块的充电接口的正极charge+端，各电池B1～B3负极连接的场效应管Q4、Q5、Q6并联后连接到智能电源模块的充电接口的负极charge-端，各场效应管Q1～Q6的栅极连接到第一控制口1。

为防止电池组B1～B3在串联时接通上排MOS管Q1、Q2、Q3，造成电池短路。在上排MOS管Q1、Q2、Q3的栅极分别连接二极管D1、D2、D3。其作用是防止因为高端电池(如B1)通过上排MOS管的电阻(如R1)到达低端电池(如B3)的控制MOS管的栅极(如Q3)，使低端电池的控制MOS管导通，从而造成低端电池之间相互联接、短路。

本实用新型锂二次电池的充放电电路为防止电池因流过的电流过大而损伤，在每一电池B1、B2、B3的正极串联一过流保护器PTC。

在本实用新型锂二次电池的充放电电路中，为使其中的场效应管稳定工作，在每一场效应管Q1～Q8的栅极串联一电阻。

本实用新型工作过如下：当智能电源模块的微处理器检测到有充电电源(约19V)时，则开通DC/DC降压模块，使充电接口charge+、charge-端口电压为恒压充电电压(约4.2V，不同的电池其参数不同)，其时微处理器给第二控制口2送低电平，这时中间一排MOS管Q7、Q8的GS端没工作电源，则MOS开关断开，即Q7、Q8开关断开串联回路；然后给第一控制口1送高电平，这时上下两排MOS管Q1～Q6的GS端有工作电源，则MOS开关接通，上排MOS管Q1、Q2、Q3把电池正端接至充电接口charge+端，下排MOS管Q4、Q5、Q6把电池负端接至充电接口charge-端，实现并联充电。

为防止被搁置的电池出现容量不等的现象，当智能电源模块的微处理器检测到无充电电源且笔记本电脑关机时，接通并联控制，使所有电池并联，电池能相互弥补电流，实现容量均平，同时智能电源模块的微处理器开通DC/DC升压模块，把并联电池的电压升压到11.1V，送到外接电源接口power+、power-端口，供笔记本电脑开机时用，同时关闭DC/DC降压模块，避免外接电源接口power+、power-端口电压反过来影响充电接口charge+、charge-端口电压。

当智能电源模块的微处理器检测到无充电电源且笔记本电脑开机时，其时微处理器给第一控制口1送低电平，这时上下两排MOS管Q1～Q6的GS端无工作电源，则MOS开关关断，上排MOS管Q1、Q2、Q3切断电池正端与充电接口charge+端的连接，下排MOS管Q4、Q5、Q6切断电池负端与充电接口charge-端的连接，然后给第二控制口2送高电平，这时中间一排MOS管Q7、Q8的GS端有工作电源，则MOS开关接通，即Q7、Q8开关接通串联回路，直接给外接电源接口power+、power-端口送出11.1V的工作电压，实现串联放电，同时关DC/DC升压模块和DC/DC降压模块。

Claims (4)

1.一种笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路，包括一串联放电转换控制电路、一并联充电转换控制电路及一智能电源模块，其特征在于：

所述智能电源模块由微处理器、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块及相应控制电路组成；该智能电源模块的外部接口有外接电源接口，第一控制口、第二控制口及充电接口；该智能电源模块连接在外部供电源，串联放电转换控制电路和并联充电转换控制电路之间，通过控制并联充电转换控制电路和串联放电转换控制电路实现电池组的串联充电，并联放电及搁置；

所述串联放电的转换控制电路由一组锂二次电池和一组场效应管相间串联组成，每只场效应管的源极、漏极分别连接两只相邻电池的正极、负极，其栅极连接到智能电源模块的第二控制口；

所述并联充电的转换控制电路包括：在各电池的正、负极分别连接一场效应管，各电池正极连接的场效应管并联后连接到智能电源模块的充电接口的正极，各电池负极连接的场效应管并联后连接到智能电源模块的充电接口的负极，上述各场效应管的栅极连接到智能电源模块的第一控制口。

2.如权利要求1所述的笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路，其特征在于：所述并联充电的转换控制电路中，与电池正极连接的上排场效应管的栅极分别连接一只二极管。

3.如权利要求2所述的笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路，其特征在于：每一电池的正极串联一过流保护器PTC。

4.如权利要求3所述的笔记本电脑用锂二次电池的充放电电路，其特征在于：每一场效应管的栅极串联一电阻。

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