專利名稱：智能平衡式鋰電池電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種充電電池組，特別是一種智能平衡式鋰電池電源，可用于2 節(jié)以上鋰電池的任意節(jié)組合。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大容量的鋰電池是由多片單鋰電板構(gòu)成，而在進(jìn)行多次充放電時(shí)存在的問 題是節(jié)數(shù)越多，單節(jié)電池間容量越容易產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致電池過早報(bào)廢。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能平衡式鋰電池電源。 本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有鋰電池充放電不平衡的問題。 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是 本實(shí)用新型包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的鋰電池和控制電路，控制電路包括控制單元、 充放電電路、平衡保護(hù)電路、過壓檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路，充放電電路與控制單元的14 腳連接，平衡保護(hù)電路與控制單元的2腳連接，過壓檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路分別與控制 單元的l腳和27腳連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是多節(jié)鋰電池間的充放電能保持平衡。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2(a)為本實(shí)用新型的電路原理圖。 圖2(b)為本實(shí)用新型的電路原理圖。 圖3為本實(shí)用新型平衡保護(hù)電路原理圖。
具體實(shí)施方式下在結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 如圖所示，本實(shí)用新型的智能平衡式鋰電池電源，包括殼體2、設(shè)于殼體2內(nèi)的鋰 電池l和控制電路?？刂齐娐钒刂茊卧?、充放電電路6、平衡保護(hù)電路、過壓檢測(cè)電路 7和溫度檢測(cè)電路8。充放電電路6與控制單元5的14腳連接，平衡保護(hù)電路與控制單元 的2腳連接，過壓檢測(cè)電路7和溫度檢測(cè)電路8分別與控制單元的1腳和27腳連接。 充放電電路6包括三極管Q31、M0S管Q32、三極管Q33、M0S管Q34、二極管D02和 電阻R37， Q31通過電阻R32與M0S管Q32的1腳連接，三極管Q31通過電阻R32與M0S管 Q32的4腳連接；三極管Q33通過電阻R36與M0S管Q32的8腳連接；M0S管Q34通過電阻 R35與三極管Q33連接，二極管D02與M0S管Q32的1腳連接。 充放電電路6的工作原理為 充電控制單元5的14腳利用脈寬調(diào)制(P麗)方式通過M0S管Q32對(duì)充電電壓進(jìn)行充電控制，以調(diào)整鋰電池所需電壓。當(dāng)鋰電池充足或出現(xiàn)故障時(shí)，能停止充電，二極管D02 是為了防止本充電器接反。 放電控制單元5的14腳控制MOS管Q34和電流采樣電阻R37組成放電回路進(jìn)行 放電；當(dāng)電流過大，電壓達(dá)到最低保護(hù)點(diǎn)時(shí)，通過MOS管Q34關(guān)斷放電回路，以保護(hù)鋰電池。 平衡保護(hù)電路包括芯片U201、 U211、 U221、 U231、 U241、 U251、 U261、 UlOl、 Ulll、 U121、 U131、 U141、 U151和U161，三極管Q201、 Q211、 Q221、 Q231、 Q241、 Q251、 Q261、 QlOl、 Q111、Q121、Q131、Q241、Q151和Q161，光藕P101、P111、P121、P131、P141、P151和P161 ;芯 片U201、 U211、 U221、 U231、 U241、 U251、 U261的CO腳分別通過相應(yīng)的電阻與三極管Q201、 Q211、Q221、Q231、Q241、Q251、Q261連接，相鄰芯片U201、U211、U221、U231、U241、U251、U261 之間分別通過三極管Q201、 Q211、 Q221、 Q231、 Q241、 Q251、 Q261連接；三極管Q201、 Q211、 Q221 、Q231 、Q241 、Q251 、Q261分別連接有分流電阻R204和R205、R214和R215、R224和R225、 R234和R235、R244和R245、R254和R255、R264和R265 ;相鄰芯片U101、U111、U121、U131、 U141、U151和U161的CO腳分別通過三極管Q101、Q111、Q121、Q131、Q241、Q151和Q161連 接，相鄰芯片U101、U111、U121、U131、U141、U151和U161之間分別連接有光藕PlOl、Plll、 P121、P131、P141、P151和P161。 平衡保護(hù)電路工作原理 以一節(jié)電池為例進(jìn)行說明。第一節(jié)電池的電壓為VI達(dá)到平衡點(diǎn)時(shí)電壓4. IV時(shí)， 芯片U201的CO腳輸出低電平，三極管Q201導(dǎo)通，充電電流通過電阻R204，R205分流，使第 一節(jié)鋰電池的充電電流減少，其它未達(dá)到平衡點(diǎn)的鋰電池繼續(xù)按標(biāo)準(zhǔn)電流充電，這樣能盡 量保證所有鋰電池平衡充滿。 當(dāng)V1電壓充電到最高電池電壓4. 2V時(shí)，芯片U101的CO腳輸出低電平通過PIOI 給出充放電關(guān)斷信號(hào)給控制單元(單片機(jī))，然后關(guān)斷充放電電路。 當(dāng)VI電壓放電到電池最低保護(hù)電壓2. 5V時(shí)，芯片U101的DO腳輸出低電平通過 P101給出充放電關(guān)斷信號(hào)給單片機(jī)2腳，然后關(guān)斷充放電電路。 當(dāng)任何一節(jié)電池達(dá)到單節(jié)電池的最低或最高電壓點(diǎn)時(shí)，都會(huì)進(jìn)行電路關(guān)斷保護(hù)。 當(dāng)鋰電池組總電壓到最低或最高電壓點(diǎn)時(shí)，也會(huì)進(jìn)行電路關(guān)斷保護(hù) 過壓檢測(cè)電路7包括三極管Q42、電阻R49、 R50和電容C46，電阻R49、 R50和電容
C46與三極管Q42連接。 過壓檢測(cè)電路7的工作原理是當(dāng)輸出電路短路時(shí)，通過三極管Q42輸出短路信號(hào) 給控制單元的1腳，然后關(guān)斷放電電路開關(guān)Q34，保護(hù)電池。 溫度檢測(cè)電路8包括熱敏電阻NTC、電阻R26和電容C23，電阻R26與熱敏電阻NTC 連接，電容C23和熱敏電阻NTC并聯(lián)。 溫度檢測(cè)電路8工作原理 在任何時(shí)候，當(dāng)電池表面溫度過高或過低時(shí)(包括放電或充電狀態(tài))，熱敏電阻 NTC給出信號(hào)給單片機(jī)27腳，然后控制充放電開關(guān)Q32、 Q34，關(guān)斷充放電電路6。 本實(shí)用新型還包括充電器檢測(cè)電路9、過流保護(hù)電路4和電源電路3。充電器檢測(cè) 電路9與控制單元5的23腳連接。過流保護(hù)電路4與控制單元5的32腳連接。充電器檢 測(cè)電路9包括三極管Q21、電阻R21、32、電容C21、二極管D21，電阻R21、32、電容C21、二極 管D21與三極管Q42連接。[0030] 充電器檢測(cè)電路9的工作原理當(dāng)有充電器插上的時(shí)候，三極管Q21給出信號(hào)給控 制單元5的23腳，通過控制單元關(guān)斷放電電路，也即充電時(shí)，不能進(jìn)行放電工作。本實(shí)用新型的控制單元5采用ATMEL的MEGA48單片機(jī)。 本實(shí)用新型殼體1內(nèi)的鋰電池至少二節(jié)。本實(shí)用新型使用的鋰電池為七節(jié)。
權(quán)利要求一種智能平衡式鋰電池電源，包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的鋰電池和控制電路，其特征在于控制電路包括控制單元、充放電電路、平衡保護(hù)電路、過壓檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路，充放電電路與控制單元的14腳連接，平衡保護(hù)電路與控制單元的2腳連接，過壓檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路分別與控制單元的1腳和27腳連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能平衡式鋰電池電源，其特征在于充放電電路包括三極管 Q31、 M0S管Q32、三極管Q33、 M0S管Q34、二極管D02和電阻R37， Q31通過電阻R32與M0S 管Q32的1腳連接，三極管Q31通過電阻R32與M0S管Q32的4腳連接；三極管Q33通過電 阻R36與M0S管Q32的8腳連接；M0S管Q34通過電阻R35與三極管Q33連接，二極管D02 與M0S管Q32的l腳連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能平衡式鋰電池電源，其特征在于平衡保護(hù)電路包括芯片 U201、U211、U221、U231、U241、U251、U261、U101、U111、U121、U131、U141、U151和U161，三極 管Q201、Q211、Q221、Q231、Q241、Q251、Q261、Q101、Q111、Q121、Q131、Q241、Q151和Q161， 光藕P101、P111、P121、P131、P141、P151和P161 ;芯片U201、U211、U221、U231、U241、U251、 U261的C0腳分別通過相應(yīng)的電阻與三極管Q201 、Q211 、Q221 、Q231 、Q241 、Q251 、Q261連接， 相鄰芯片U201、U211、U221、U231、U241、U251、U261之間分別通過三極管Q201、Q211、Q221、 Q231、Q241、Q251、Q261連接；三極管Q201、 Q211、 Q221、 Q231、 Q241、 Q251、 Q261分別連接有 分流電阻R204和R205、 R214和R215、 R224和R225、 R234和R235、 R244和R245、 R254和 R255、R264和R265 ;相鄰芯片U101、U111、U121、U131、U141、U151和U161的CO腳分別通過 三極管Q101、Q111、Q121、Q131、Q241、Q151和Q161連接，相鄰芯片U101、U111、U121、U131、 U141、U151和U161之間分別連接有光藕P101、P111、P121、P131、P141、P151和P161。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能平衡式鋰電池電源，其特征在于過壓檢測(cè)電路包括三極 管Q42、電阻R49、 R50和電容C46，電阻R49、 R50和電容C46與三極管Q42連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能平衡式鋰電池電源，其特征在于溫度檢測(cè)電路包括熱敏 電阻NTC、電阻R26和電容C23，電阻R26與熱敏電阻NTC連接，電容C23和熱敏電阻NTC并 聯(lián)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能平衡式鋰電池電源，其特征在于控制單元采用ATMEL的 MEGA48單片機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能平衡式鋰電池電源，其特征在于殼體內(nèi)的鋰電池至少二節(jié)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能平衡式鋰電池電源，其特征在于殼體內(nèi)的鋰電池為七節(jié)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能平衡式鋰電池電源，包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的鋰電池和控制電路，控制電路包括控制單元、充放電電路、平衡保護(hù)電路、過壓檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路，充放電電路與控制單元的14腳連接，平衡保護(hù)電路與控制單元的2腳連接，過壓檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路分別與控制單元的1腳和27腳連接。本實(shí)用新型的多節(jié)鋰電池間的充放電能保持平衡。
文檔編號(hào)H01M10/44GK201504110SQ20092019165
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者唐國(guó)海 申請(qǐng)人:嘉興禮海機(jī)械高科技有限公司