一種鋰電池充電管理線路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種鋰電池充電管理線路，充電管理線路包括具有ＰＷＭ功能的微處理控制芯片ＭＣＵ，微處理芯片ＭＣＵ分別與恒流恒壓控制電路、電源異常保護電路相聯接，充電管理線路還包括有充電電池反接、反充保護以及充電電池異常保護電路。本實用新型專利技術通過ＭＣＵ程序的控制完成了ＣＣ／ＣＶ充電、輸入電源電壓異常保護、電池異常保護，電池反接、電池反充保護、電流采樣電阻短路保護、預充電、階梯電流充電等功能。該充電管理電路的成本低而且安全性高，參數的改動可以通過改動軟件實現而不需要改變周邊的硬件電路，方便靈活。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及鋰電池的充電保護電路。
技術介紹
鋰電池作為一種高效能源載體被廣泛應用于通訊、電子行業，特別是手機、PDA等個人通訊工具上。鋰電池可充電并重復使用，其充電保護電路一直是電池行業的不斷革新的方向之一。現有的充電電路存在以下問題1、電池在完全放空的情況下，當電池電壓過低，同時因充電電壓和阻流電阻固定，會導致起始充電電流過大，會減短電池壽命；2、當電池發生異常時無保護措施，例如內部有二節短路會導致充電電流嚴重加大，最終會使電池過度發熱而損壞電池，嚴重時會使電池爆炸或引起火災；3、當電池節數過多，因充滿和放空時電池電壓壓差變大，要想使充滿時電流小于一定值，則起始充電電流會過大，同樣會使電池壽命縮短；4、電池充滿后再長期浮充會消耗內部電解液，使電池容量減小，嚴重影響電池使用壽命。在上述的情況下，如無完善的充電電路和充電保護裝置，電池容易產生爆炸損壞設備，更有可能引起火災，同時過充過放現象會使電池壽命嚴重縮短。目前的鋰電池充電管理方案有三種第一種是使用降壓型PWM轉換器，配合運算放大器實現CC/CV充電，如日本精工的8521系列、理光的R1224系列；第二種是半導體廠商推出的專用充電管理芯片，如TI的bq系列；第三種為使用MCU做充電管理的控制器，單片機不斷地掃描周邊的硬件電路，經過判斷后進入相應的充電模式直到完成充電。在目前這三種方案中，第三種方案是最靈活的，本技術是對該方案的一種改進。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種成本低、使用安全、可靠的充電管理電路。本技術是通過以下技術方案實現的 設計一種鋰電池充電管理線路，充電管理線路包括有微處理控制芯片MCU，微處理控制芯片MCU具有PWM功能。MCU的引腳與恒流恒壓控制電路聯接；MCU的引腳通過電源監測與異常保護電路與充電電源聯接；MCU引腳也與充電電池正端聯接，充電電池的正端與地之間也設置有電池電壓檢測電路；所述充電管理線路還包括有充電電池反接、反充保護以及充電電池異常保護電路。MCU的13PIN的PWM信號端聯接的恒流恒壓控制電路包括MOSFET管U1A和電阻R11、R15、電容C6、C7組成的分壓電路以及三極管Q2、Q3、Q6組成的全波推動電路，PWM信號端通過電阻R34與三極管Q6的基極聯接，三極管的集電極通過電阻R17與三極管Q2、Q3的基極聯接，三極管Q2的發射極與MOSFET管UIA的漏極聯接，三極管Q3的集電極聯接分壓電路。微處理控制芯片MCU的電流反饋輸入的16PIN、18PIN分別與電流采樣放大電路、采樣電阻短路保護電路聯接，設置在充電回路上的電流檢測電阻R28、R10的兩端與差動放大器U2A、U2B的正負輸入端聯接，差動放大器U2A、U2B的輸出經電阻電容濾波后接至MCU的18PIN、16PIN。微處理控制芯片MCU的反饋輸入的16PIN、18PIN分別通過穩壓二極管D5、D6接地。MCU的19PIN與電阻R43、R44的分壓支路聯接，其中分壓之路上還并聯有和濾波電容C12和穩壓二極管D7。充電電池的正端與地之間設置的電池電壓檢測電路包括有分壓電阻R3與R27，其分壓支路上聯接有MOSFET管Q1，MOSFET管Q1的漏極通過電阻與充電電源聯接，分壓電阻R27與濾波電容C5以及穩壓二極管D4并聯，其分壓輸出端VBAT接至MCU的17PIN。在充電管理線路的輸出端口設置一個防止電池反接的二極管D2，充電電池包B+/B-端也設有一個防止電池包反充的二極管D1；微處理控制芯片MCU還與溫度檢測電路聯接，MCU的14PIN通過R39、NTC電阻R20及濾波電容C9組成一個溫度檢測電路，熱敏電阻R20及濾波電容C9位于電池包內；在MCU的10PIN通過電阻R14、R19、R18、R13以及三極管Q4、MOSFET U1B組成一個防止反向的電路。MCU的7PIN通過三極管Q5、Q7組成的電路與電池正負端B+、B-間的保護模塊聯接組成充電激活電路。本技術與現有技術相比具有以下顯著優點 本技術提供的充電管理線路的微處理芯片MCU本身帶有A/D轉換及PWM功能，通過A/D端口不斷地掃描外圍硬件電路，獲取數據后進行判定，從而控制程序的以完成相應的CC/CV充電、輸入電源電壓異常保護、電池異常保護，電池反接、電池反充保護、電流采樣電阻短路保護、預充電、階梯電流充電等功能。該管理電路的某些參數的改動可以通過改動軟件實現而不需要改變周邊的硬件電路，方便靈活，成本低而且安全性高。附圖說明圖1是本技術電路原理示意圖；圖2是本技術的充電控制程序圖。具體實施方式以下結合附圖通過實施例對本技術作進一步詳述。參見圖1，一種鋰電池充電管理線路，包括充電電源和充電電池，在充電電源與充電電池之間聯接有充電管理線路，充電管理線路包括微處理控制芯片MCU，MCU具有PWM功能，微處理芯片MCU分別與恒流恒壓控制電路、電源異常保護電路、以及充電電池反接、反充保護以及充電電池異常保護電路聯接微處理芯片MCU的19PIN的電壓供給設置有保護。19PIN的電壓是由充電電源經電阻R43、R44的分壓所提供，其中分壓電阻R43及R44分壓支路上還并聯有和濾波電容C12和穩壓二極管D7。在充電電源正端和地之間接入分壓電阻R43及R44的分壓比選擇為3∶1，精度為1％，且兩電阻阻值不要超過100K，否則無法為A/D提供足夠大的電流，造成A/D不準，同時也不能大小，太小則會造成該支路消耗電流太大。最好選擇幾十K的電阻。根據分壓關系MCU的19PIN所得的電壓即為實際輸入電壓的1/4，根據實際情況及誤差在軟件中確定輸入電壓的最小值及最大值，超出界限即馬上停止充電并報警；若C12短路，則power端A/D值為0，亦停止充電并報警。D7是為了防止電壓超過5V損壞MCU而設。MCU的13PIN與恒流恒壓控制電路聯接，恒流恒壓控制電路包括MOSFET管UIA和電阻R11、R15、電容C6、C7組成的分壓電路以及三極管Q2、Q3、Q6組成的全波推動電路，PWM信號端通過電阻R34與三極管Q6的基極聯接，三極管的集電極通過電阻R17與三極管Q2、Q3的基極聯接，三極管Q2的發射極與MOSFET管U1A的漏極聯接，三極管Q3的集電極聯接分壓電路。分壓電路的作用在于保護MOSFET U1A Vgs電壓不超過最大值而造成損壞。因為選擇的MCU具有PWM功能，可發出約150KHz頻率的PWM方波，因此在對外圍的硬件端口掃描后，如一切正常，由MCU的13PIN發出PWM信號，通過三極管驅動作為開關的MOSFET管UIA，在電池電壓為達到恒壓點以前，采用恒流方式充電，達到后即采用恒壓方式充電。微處理控制芯片MCU的電流反饋輸入的16PIN、18PIN分別與電流采樣放大電路以及電阻短路保護電路聯接，設置在充電回路上的電流檢測電阻R28、R10的兩端與差動放大器U2A、U2B的正負輸入端聯接，差動放大器U2A、U2B的輸出經電阻電容濾波后接至MCU的18PIN、16PIN。MCU的反饋輸入的16PIN、18PIN分別通過二極管D5、D6接地。在通常狀態下，由運放把R28兩端的電壓差進行放大然后反饋給MCU，MCU根據反饋值調整PWM正脈寬的占空比從而實現恒本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰電池充電管理線路，包括充電電源和充電電池，在充電電源與充電電池之間聯接有充電管理線路，其特征在于：充電管理線路包括有微處理控制芯片ＭＣＵ，ＭＣＵ的引腳與恒流恒壓控制電路聯接；ＭＣＵ的引腳通過電源監測與異常保護電路和充電電源聯接；ＭＣＵ引腳也與充電電池正端聯接，充電電池的正端與地之間也設置有電池電壓檢測電路；所述充電管理線路還包括有充電電池反接、反充保護以及充電電池異常保護電路。

【技術特征摘要】
1.一種鋰電池充電管理線路，包括充電電源和充電電池，在充電電源與充電電池之間聯接有充電管理線路，其特征在于充電管理線路包括有微處理控制芯片MCU，MCU的引腳與恒流恒壓控制電路聯接；MCU的引腳通過電源監測與異常保護電路和充電電源聯接；MCU引腳也與充電電池正端聯接，充電電池的正端與地之間也設置有電池電壓檢測電路；所述充電管理線路還包括有充電電池反接、反充保護以及充電電池異常保護電路。2.根據權利要求1所述的鋰電池充電管理線路，其特征在于所述的微處理控制芯片MCU具有PWM功能，MCU的13PIN的PWM信號端聯接的恒流恒壓控制電路包括MOSFET管U1A和電阻R11、R15、電容C6、C7組成的分壓電路以及三極管Q2、Q3、Q6組成的全波推動電路，PWM信號端通過電阻R34與三極管Q6的基極聯接，三極管的集電極通過電阻R17與三極管Q2、Q3的基極聯接，三極管Q2的發射極與MOSFET管UIA的漏極聯接，三極管Q3的集電極聯接分壓電路。3.根據權利要求2所述的鋰電池充電管理線路，其特征在于所述的微處理控制芯片MCU的電流反饋輸入的16PIN、18PIN分別與電流采樣放大電路、采樣電阻短路保護電路聯接，設置在充電回路上的電流檢測電阻R28、R10的兩端與差動放大器U2A、U2B的正負輸入端聯接，差動放大器U2A、U2B的輸出經電阻電容濾波后接至MCU的18PIN、16PIN。4.根據權利要求3所述的鋰電池充電管理線路，其特征在于所述的微處理控制芯片MCU的反饋輸入的16PIN、18PIN分別通過穩壓二極管D5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴清明，
申請(專利權)人：惠州市藍微電子有限公司，
類型：實用新型
國別省市：44[中國|廣東]