CN2790010Y - 锂充电电池充放电均衡电路的执行电路 - Google Patents
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Abstract
一种锂充电电池充放电均衡电路的执行电路，包括串联于每节锂充电电池两电极之间的放电电阻和放电开关，其特征在于：负极接地的第一节锂充电电池的放电开关为MOS开关管电路，其余每一路放电开关由两级开关电路构成，第一级开关串联于放电回路中，第二级开关位于第一级开关的控制回路中，第二级开关的控制端构成执行电路的控制端。本实用新型对于锂充电电池的放电回路采用二级开关控制，可以实现对于串联的一组锂充电电池中的任意一节的放电控制，且电路结构简单，实现方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂充电电池充放电的外围电路，具体涉及一种在串联使用的锂充电电池充放电均衡电路中，由控制电路控制对指定锂充电电池进行放电时的执行电路。
背景技术
锂充电电池由于具有重量轻、体积小、电容量较大、充电速度较快等优点，被广泛应用于笔记本电脑等各类数码、通讯产品上。目前常见的钴酸锂电池，电压最大不能超过4.3伏，当超过4.3伏时，极有可能产生爆炸、起火、冒烟的现象，由于电池之间的差异，多节电池串联时，会产生不均衡现象，使各节电池电压不同，对于七、八、十节电池串联连接时，不均衡的问题就更加突出。因此，在国外，为了安全起见，规定钴酸锂电池连接不允许超过四节以上，从而限制了锂充电电池的应用范围。
锰酸锂电池是近年来人们研发的重点，具安全性能较好，可以进行多节电池的串联使用，然而，由于工艺条件的限制，单体电芯之间仍然存在一定的差异，虽然可以通过配组的方法来解决，但随着多次循环之后，电池之间仍会存在较大的电压差，影响电池使用性能和寿命。要解决这个问题，简单地依靠电池的高度一致性是极其耗费成本的。
为解决上述问题，本申请人提出了一种锂充电电池充放电的均衡电路，以实现多节串联锂充电电池的均衡，使串联的各节锂充电电池电压基本一致。该均衡电路的作用原理是，由控制电路控制对各节锂充电电池进行电压采样，并按预先设定的规则对电压偏高的锂充电电池进行放电，使其电压下降，从而实现电池电压均衡。在此过程中，需要一个执行电路，以实现可控的电池放电。由于控制电路通常是可编程控制器或者是单片机电路，如果需要将其输出的控制信号电平分别转换成各节串联锂充电电池对应的电平以实现控制，必将造成电路的过分复杂化，造成成本和体积的增加，也使得整个均衡电路的可靠性下降。
发明内容
本实用新型目的是提供一种用于锂充电电池充放电均衡电路的执行电路，以简单的电路结构实现对于串联的对地电压差别极大的锂充电电池的放电回路的控制。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种锂充电电池充放电均衡电路的执行电路，包括串联于每节锂充电电池两电极之间的放电电阻和放电开关，负极接地的第一节锂充电电池的放电开关为MOS开关管电路，其余每一路放电开关由两级开关电路构成，第一级开关串联于放电回路中，第二级开关位于第一级开关的控制回路中，第二级开关的控制端构成执行电路的控制端。
上述技术方案中，所述第一级开关为漏极和源极串联于放电回路中的第一开关管，所述第二级开关为漏极和源极串联于对应锂充电电池正极和整个电路地之间的第二开关管，所述第一开关管的栅极与第二开关管的漏极连接，第二开关管的栅极构成放电开关的控制端。
上述技术方案中，在所述每一放电开关中，对应锂充电电池的正极、第一开关管的栅极与第二开关管的漏极之间分别设有分压电阻。
本实用新型工作原理是：锂充电电池均衡电路中的控制电路根据需要发出均衡放电信号，此时，如果是负极接地的第一节锂充电电池需要放电，则直接通过高电平使得MOS开关管导通，第一节锂充电电池经MOS开关管和放电电阻放电，使电压逐渐下降；对于其它锂充电电池，控制电路发出的放电信号连接至第二级开关，第二开关管的栅极电压升高，栅极和源极间的电压大于开启电压，使得第二开关管导通，对应锂充电电池的正极经保护电阻、第二开关管至地间构成回路，从而，第一开关管的源极和栅极间的电压大于开启电压，使得第一开关管导通，对应锂充电电池经第一开关管、放电电阻放电，使电压逐渐下降。当电压采样判断放电完成时，控制电路的放电信号转为低电平，对应的放电回路截止，停止放电。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1.由于本实用新型对于锂充电电池的放电回路采用二级开关控制，从而，控制信号只需使第二开关管导通，而由第二开关管构成的回路提供较高的电位，给第一开关管提供开启电压，从而可以实现对于串联的一组锂充电电池中，的任意一节的放电控制；
2.本实用新型结构简单，适合于采用数字电路对均衡电路进行有效控制。
附图说明
附图1为本实用新型实施例一的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见附图1所示，一种锂充电电池充放电均衡电路的执行电路，用于10节串联锂充电电池的均衡放电，包括串联于每节锂充电电池两电极之间的放电电阻R218、R217、R215、R213、R211、R209、R207、R205、R203、R201，和放电开关，负极接地的第一节锂充电电池的放电开关由MOS开关管Q209构成，其余每一路放电开关由两级开关电路构成，第一级开关串联于放电回路中，分别由漏极和源极串联于放电回路中的第一开关管Q208、Q207、Q206、Q205、Q204、Q203、Q202、Q201、Q200构成；第二级开关位于第一级开关的控制回路中，包括漏极和源极串联于对应锂充电电池正极和整个电路地之间的第二开关管Q218-Q210，所述每个放电回路中，第一开关管的栅极与第二开关管的漏极连接，第二开关管的栅极构成放电开关的控制端。
本实施例中，在所述每一放电开关中，对应锂充电电池的正极、第一开关管的栅极与第二开关管的漏极之间分别设有分压电阻。
改变本实施例的放电开关和放电电阻个数，可以适用于不同数量串联锂充电电池的均衡放电。
Claims (3)
1.一种钾充电电池充放电均衡电路的执行电路，包括串联于每节钾充电电池两电极之间的放电电阻和放电开关，其特征在于：负极接地的第一节锂充电电池的放电开关为MOS开关管电路，其余每一路放电开关由两级开关电路构成，第一级开关串联于放电回路中，第二级开关位于第一级开关的控制回路中，第二级开关的控制端构成执行电路的控制端。
2.根据权利要求1所述的锂充电电池充放电均衡电路的执行电路，其特征在于：所述第一级开关为漏极和源极串联于放电回路中的第一开关管，所述第二级开关为漏极和源极串联于对应锂充电电池正极和整个电路地之间的第二开关管，所述第一开关管的栅极与第二开关管的漏极连接，第二开关管的栅极构成放电开关的控制端。
3.根据权利要求2所述的锂充电电池充放电均衡电路的执行电路，其特征在于：在所述每一放电开关中，对应锂充电电池的正极、第一开关管的栅极与第二开关管的漏极之间分别设有分压电阻。
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