移動(dòng)電源及電池組的控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種移動(dòng)電源及電池組的控制電路，該控制電路包括：電流輸入端，與外接電源可插拔連接；電池組，包括多個(gè)串聯(lián)的電池；單片機(jī)，包括多個(gè)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換端，分別連接于電池組的正極、負(fù)極以及每?jī)蓚€(gè)相鄰電池之間；第一PMOS管，其漏極與電流輸入端連接，其柵極與單片機(jī)的第一控制電壓輸出端連接；第二PMOS管，其漏極與電流輸入端連接，其柵極與單片機(jī)的第二控制電壓輸出端連接；第三PMOS管，其漏極與電池組的正極連接，其柵極與單片機(jī)的第三控制電壓輸出端連接，其源極與第二PMOS管的源極連接；限流電阻，設(shè)置在第三PMOS管的源極與第一PMOS管的源極之間。通過以上方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)電源內(nèi)部電池組進(jìn)行過壓保護(hù)。
【專利說明】
移動(dòng)電源及電池組的控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種移動(dòng)電源及電池組的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，手機(jī)、平板電腦等便攜式電子設(shè)備已經(jīng)得到普及。
[0003]但由于電池容量所限，在用戶外出時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，便攜式電子設(shè)備的電量往往不足以支持用戶使用。
[0004]故專門為便攜式電子設(shè)備進(jìn)行充電的移動(dòng)電源應(yīng)運(yùn)而生，而在現(xiàn)有的移動(dòng)電源，必須要預(yù)先對(duì)其進(jìn)行充電，在本身具有充足電量的前提下，方可為便攜式電子設(shè)備充電。
[0005]但由于移動(dòng)電源內(nèi)部的電池容量往往很大，如可在幾千毫安至幾萬毫安之間，現(xiàn)有技術(shù)中缺少對(duì)移動(dòng)電源內(nèi)部電池進(jìn)行保護(hù)的機(jī)制，從而造成電池過壓，因此而產(chǎn)生諸如自燃等安全隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供一種移動(dòng)電源及電池組的控制電路，可對(duì)移動(dòng)電源內(nèi)部電池進(jìn)行過壓保護(hù)，從而解決上述技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明提供一種電池組的控制電路，用于控制電池組，電池組包括多個(gè)串聯(lián)的電池;控制電路包括:電流輸入端，與外接電源可插拔連接;電流輸入端，與外接電源可插拔連接;單片機(jī)，包括多個(gè)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換端，分別連接于電池組的正極、負(fù)極以及每?jī)蓚€(gè)相鄰電池之間；第一 PMOS管，其漏極與電流輸入端連接，其柵極與單片機(jī)的第一控制電壓輸出端連接;第二 PMOS管，其漏極與電流輸入端連接，其柵極與單片機(jī)的第二控制電壓輸出端連接；第三PMOS管，其漏極與電池組的正極連接，其柵極與單片機(jī)的第三控制電壓輸出端連接，其源極與第二PMOS管的源極連接;限流電阻，設(shè)置在第三PMOS管的源極與第一PMOS管的源極之間。
[0008]其中，在電流輸入端與外接電源連接時(shí)，單片機(jī)在第一控制電壓輸出端輸出低電平，在第二控制電壓輸出端和第三控制電壓輸出端輸出高電平。
[0009]其中，單片機(jī)分別從多個(gè)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換端獲取電池組的正極、負(fù)極以及每?jī)蓚€(gè)相鄰電池之間的電壓值，從而得到每一電池的正負(fù)極之間的電壓值，單片機(jī)將每一電壓值與預(yù)設(shè)電壓值范圍進(jìn)行比較，若電壓值超出預(yù)設(shè)電壓值范圍，則在第一控制電壓輸出端和第二控制電壓輸出端輸出低電平，在第三控制電壓輸出端輸出高電平。
[0010]其中，控制電路還包括電流檢測(cè)電阻，電流檢測(cè)電阻的一端分別與單片機(jī)的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換端和電池組的正極連接，電流檢測(cè)電阻的另一端分別與單片機(jī)的第三模數(shù)轉(zhuǎn)換端和接地端連接。
[0011]其中，單片機(jī)分別從第二模數(shù)轉(zhuǎn)換端獲取第一電壓，從第三模式轉(zhuǎn)換端獲取第二電壓，并根據(jù)以下等式獲取電池組的總電流值:1 = (Vl-V2)/R;其中，I為總電流值，Vl為第一電壓，V2為第二電壓，R為電流檢測(cè)電阻的電阻值。
[0012]其中，單片機(jī)將總電流值與預(yù)設(shè)電流值范圍進(jìn)行比較，若總電流值超出預(yù)設(shè)電流值范圍，則在第一控制電壓輸出端和第二控制電壓輸出端輸出低電平，在第三控制電壓輸出端輸出高電平。
[0013]其中，控制電路還包括熱敏電阻，熱敏電阻貼置于電池組外表面，且熱敏電阻的一端與恒定電壓源連接，熱敏電阻的另一端與單片機(jī)的第四模數(shù)轉(zhuǎn)換端連接。
[0014]其中，單片機(jī)從第三模式轉(zhuǎn)換端獲取熱敏電阻的電壓值，并根據(jù)熱敏電阻的電壓值獲取電池組的外表面的溫度值，并將溫度值與預(yù)設(shè)溫度值范圍進(jìn)行比較，若溫度值超出預(yù)設(shè)溫度值范圍，則在第一電壓輸出端、第二電壓輸出端以及第三電壓輸出端輸出低電平。
[0015]其中，電池組的數(shù)量為多組，多組電池組以串聯(lián)、并聯(lián)或者以上二者的組合方式進(jìn)行連接。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種移動(dòng)電源，包括上述控制電路。
[0017]通過上述方案，本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的通過在充電路徑設(shè)置第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管，并根據(jù)電池組的電壓對(duì)其打開斷開進(jìn)行控制，可根據(jù)電池組的電壓控制是否對(duì)電池組進(jìn)行充電，因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)電源內(nèi)部電池組進(jìn)行過壓保護(hù)。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。其中:
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電池組的控制電路的電路連接示意圖示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電池組的控制電路的具體的電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性的勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]請(qǐng)參見圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電池組的控制電路的電路連接示意圖示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例的控制電路用于控制電池組，其包括電流輸入端100、第一 PMOS管301、第二 PMOS管302、第三PMOS管303、單片機(jī)10以及限流電阻407。
[0023]具體而言，如圖1所示，電流輸入端100與外接電源可插拔連接，電池組包括多個(gè)串聯(lián)的電池201、202、203，單片機(jī)10包括多個(gè)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換端101、102、103，分別連接于電池組的正極、負(fù)極以及每?jī)蓚€(gè)相鄰電池之間，第一PMOS管301的漏極與電流輸入端100連接，第一 PMOS管301的柵極與單片機(jī)10的第一控制電壓輸出端109連接，第二 PMOS管302的漏極與電流輸入端100連接，第二 PMOS管302的柵極與單片機(jī)10的第二控制電壓輸出端108連接，第三PMOS管303的漏極與電池組的正極連接，第三PMOS管303的柵極與單片機(jī)10的第三控制電壓輸出端107連接，第三PMOS管303的源極與第二 PMOS管302的源極連接，限流電阻407設(shè)置在第三PMOS管303的源極與第一 PMOS管301的源極之間。
[0024]在電流輸入端100與外接電源連接時(shí)，單片機(jī)10在第一控制電壓輸出端109輸出低電平，在第二控制電壓輸出端108和第三控制電壓輸出端107輸出高電平，此時(shí)第一 PMOS管301的源極和漏極斷開連接，第二 PMOS管302的源極和漏極保持連接，第三PMOS管303的源極和漏極保持連接，外接電源可通過第一 PMOS管301和第二 PMOS管302直接對(duì)電池組進(jìn)行大電流充電。
[0025]其中，可設(shè)置檢測(cè)電路以檢測(cè)電流輸入端100是否與外接電源連接，由于檢測(cè)電路并不是本發(fā)明側(cè)重點(diǎn)，故并沒有在圖1示出。
[0026]在充電過程中，單片機(jī)10可分別從多個(gè)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換端101、102、103獲取電池組的正極、負(fù)極以及每?jī)蓚€(gè)相鄰電池之間的電壓值，從而得到每一電池的正負(fù)極之間的電壓值，單片機(jī)10將每一電壓值與預(yù)設(shè)電壓值范圍進(jìn)行比較，若電壓值超出預(yù)設(shè)電壓值范圍，則在第一控制電壓輸出端109和第二控制電壓輸出端108輸出低電平，在第三控制電壓輸出端107輸出高電平，從而控制第一 PMOS管301的源極和漏極斷開連接，控制第二 PMOS管302的源極和漏極斷開連接，控制第三PMOS管303的源極和漏極保持連接。
[0027]上述的預(yù)設(shè)電壓值范圍可以是每一電池在電量充滿時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電壓值，在本實(shí)施例中，在電池的電壓值超出標(biāo)準(zhǔn)電壓值時(shí)，由于PMOS管自身特性，其可在源極和漏極斷開連接之后，還可以允許小電流自源極向漏極流動(dòng)，故可利用第一 PMOS管301和第二 PMOS管302對(duì)電池組進(jìn)行小電流放電，從而保證電池不會(huì)處于過壓狀態(tài)。
[0028]請(qǐng)繼續(xù)參見圖1，控制電路還包括電流檢測(cè)電阻406，電流檢測(cè)電阻406的一端分別與單片機(jī)10的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換端104和電池組的正極連接，電流檢測(cè)電阻406的另一端分別與單片機(jī)1的第三模數(shù)轉(zhuǎn)換端105和接地端連接。
[0029]其中，單片機(jī)10分別從第二模數(shù)轉(zhuǎn)換端104獲取第一電壓，從第三模數(shù)轉(zhuǎn)換端105獲取第二電壓，并根據(jù)以下等式獲取電池組的總電流值:1 = (Vl-V2)/R;其中，I為總電流值，Vl為第一電壓，V2為第二電壓，R為電流檢測(cè)電阻406的電阻值。
[0030]其中，單片機(jī)10將總電流值與預(yù)設(shè)第一電流值范圍進(jìn)行比較，若總電流值超出預(yù)設(shè)第一電流值范圍，則在第一控制電壓輸出端109和第二控制電壓輸出端108輸出低電平，在第三控制電壓輸出端107輸出高電平。
[0031]上述的第一預(yù)設(shè)電流值范圍可以是電池在電量充滿時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電流值，在本實(shí)施例中，在電池的電壓值超出標(biāo)準(zhǔn)電流值時(shí)，由于PMOS管自身特性，其可在源極和漏極斷開連接之后，還可以允許小電流自源極向漏極流動(dòng)，故可利用第一 PMOS管301和第二 PMOS管302對(duì)電池組進(jìn)行小電流放電，從而保證電池不會(huì)處于過流狀態(tài)。
[0032]進(jìn)一步地，單片機(jī)10可將總電流值與預(yù)設(shè)第二電流值范圍進(jìn)行比較，若總電流值超出預(yù)設(shè)第二電流值范圍，則在第一控制電壓輸出端109和第三控制電壓輸出端107輸出高電平，在第二控制電壓輸出端108輸出低電平。
[0033]此時(shí)第一 PMOS管301和第三PMOS管303的源極和漏極保持連接，第二 PMOS管302的源極和漏極斷開連接，外接電源輸入的電流會(huì)通過第一 PMOS管301和第三PMOS管303對(duì)電池組進(jìn)行充電，在本實(shí)施例中，限流電阻407的電阻值設(shè)置為足夠大，以使得外接電源輸入的電流經(jīng)由限流電阻407之后變小形成涓流，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組進(jìn)行涓流充電。
[0034]值得注意的是，由于電池在充電過程中，由于自身特性其充電電流會(huì)變小，上述的預(yù)設(shè)第二電流值范圍由電池充電電流特性曲線所決定，具體可在特性曲線中選取一具體電流值以作為從大電流充電轉(zhuǎn)換至涓流充電之閾值。
[0035]并請(qǐng)繼續(xù)參見圖1，控制電路還包括熱敏電阻501，熱敏電阻501貼置于電池組外表面，且熱敏電阻501的一端與恒定電壓源連接，熱敏電阻501的另一端與單片機(jī)10的第四模數(shù)轉(zhuǎn)換端106連接。
[0036]單片機(jī)10從第四模式轉(zhuǎn)換端106獲取熱敏電阻501的電壓值，并根據(jù)熱敏電阻501的電壓值獲取電池組的外表面的溫度值，并將溫度值與預(yù)設(shè)溫度值范圍進(jìn)行比較，若溫度值超出預(yù)設(shè)溫度值范圍，則表面電池組溫度過高，此時(shí)可在第一控制電壓輸出端107、第二控制電壓輸出端108以及第三控制電壓輸出端109輸出低電平，使得第一PMOS管301、第二PMOS管302、第三PMOS管303的源極和漏極均斷開，從而停止對(duì)電池組進(jìn)行充放電。
[0037]在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，電池組的數(shù)量為多組，多組電池組以串聯(lián)、并聯(lián)或者以上二者的組合方式進(jìn)行連接。
[0038]請(qǐng)進(jìn)一步參見圖2，圖2示出電池組的控制電路的具體的電路連接關(guān)系。
[0039]如圖2所示，單片機(jī)90分別通過電流檢測(cè)電路902、電壓檢測(cè)電流901與電池組連接，在本實(shí)施例中，電池組設(shè)置有4個(gè)電池，分別設(shè)置在?+2、？+1、3?-、？-1_-、？-1中相鄰二者之間。
[0040]電路903為時(shí)鐘電路，用于為單片機(jī)90提供時(shí)間參考。
[0041 ]電路904為通信電路，單片機(jī)90通過電路904與外接設(shè)備進(jìn)行通信。
[0042]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種移動(dòng)電源，包括上述控制電路。
[0043]綜上，本發(fā)明的通過在充電路徑合理設(shè)置第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管，并根據(jù)電池組的電壓、電流、溫度狀態(tài)控制各PMOS管，可根據(jù)電池組的電壓、電流、溫度控制是否對(duì)電池組進(jìn)行充電，因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)電源內(nèi)部電池組進(jìn)行保護(hù)，使其處于最優(yōu)充電狀態(tài)。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池組的控制電路，其特征在于，用于控制電池組，所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)的電池;所述控制電路包括: 電流輸入端，與外接電源可插拔連接； 單片機(jī)，包括多個(gè)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換端，分別連接于所述電池組的正極、負(fù)極以及每?jī)蓚€(gè)相鄰電池之間； 第一 PMOS管，其漏極與所述電流輸入端連接，其柵極與所述單片機(jī)的第一控制電壓輸出端連接； 第二 PMOS管，其漏極與所述電流輸入端連接，其柵極與所述單片機(jī)的第二控制電壓輸出端連接； 第三PMOS管，其漏極與所述電池組的正極連接，其柵極與所述單片機(jī)的第三控制電壓輸出端連接，其源極與所述第二 PMOS管的源極連接； 限流電阻，設(shè)置在所述第三PMOS管的源極與所述第一 PMOS管的源極之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，在所述電流輸入端與所述外接電源連接時(shí)，所述單片機(jī)在所述第一控制電壓輸出端輸出低電平，在所述第二控制電壓輸出端和所述第三控制電壓輸出端輸出高電平。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述單片機(jī)分別從多個(gè)所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換端獲取所述電池組的正極、負(fù)極以及每?jī)蓚€(gè)相鄰電池之間的電壓值，從而得到每一所述電池的正負(fù)極之間的電壓值，所述單片機(jī)將每一所述電壓值與預(yù)設(shè)電壓值范圍進(jìn)行比較，若所述電壓值超出所述預(yù)設(shè)電壓值范圍，則在所述第一控制電壓輸出端和所述第二控制電壓輸出端輸出低電平，在所述第三控制電壓輸出端輸出高電平。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，還包括電流檢測(cè)電阻，所述電流檢測(cè)電阻的一端分別與所述單片機(jī)的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換端和所述電池組的正極連接，所述電流檢測(cè)電阻的另一端分別與所述單片機(jī)的第三模數(shù)轉(zhuǎn)換端和接地端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于，所述單片機(jī)分別從所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換端獲取第一電壓，從所述第三模式轉(zhuǎn)換端獲取第二電壓，并根據(jù)以下等式獲取所述電池組的總電流值:I = (V1-V2)/R； 其中，I為所述總電流值，Vl為所述第一電壓，V2為所述第二電壓，R為所述電流檢測(cè)電阻的電阻值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制電路，其特征在于，所述單片機(jī)將所述總電流值與預(yù)設(shè)電流值范圍進(jìn)行比較，若所述總電流值超出所述預(yù)設(shè)電流值范圍，則在所述第一控制電壓輸出端和所述第二控制電壓輸出端輸出低電平，在所述第三控制電壓輸出端輸出高電平。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，還包括熱敏電阻，所述熱敏電阻貼置于所述電池組外表面，且所述熱敏電阻的一端與恒定電壓源連接，所述熱敏電阻的另一端與所述單片機(jī)的第四模數(shù)轉(zhuǎn)換端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其特征在于，所述單片機(jī)從所述第三模式轉(zhuǎn)換端獲取所述熱敏電阻的電壓值，并根據(jù)所述熱敏電阻的電壓值獲取所述電池組的外表面的溫度值，并將所述溫度值與預(yù)設(shè)溫度值范圍進(jìn)行比較，若所述溫度值超出所述預(yù)設(shè)溫度值范圍，則在所述第一電壓輸出端、所述第二電壓輸出端以及所述第三電壓輸出端輸出低電平。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述電池組的數(shù)量為多組，多組所述電池組以串聯(lián)、并聯(lián)或者以上二者的組合方式進(jìn)行連接。10.—種移動(dòng)電源，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的控制電路。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK105914821SQ201610303462
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】托馬斯·達(dá)密茲
【申請(qǐng)人】香港D&I企業(yè)有限公司