本發(fā)明專利技術(shù)提出一種用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，包括：電池保護(hù)芯片組，分別與電源和負(fù)載的正極相連，在電源不滿足供電要求時(shí)，輸出放電信號(hào)以控制多節(jié)電池為負(fù)載供電，且在任一節(jié)電池到達(dá)過(guò)放電保護(hù)電壓時(shí)停止輸出放電信號(hào)，以及在多節(jié)電池的電量低于閾值時(shí)，輸出充電信號(hào)以通過(guò)電源為多節(jié)電池充電，且在任一節(jié)電池達(dá)到過(guò)充電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出充電信號(hào)；充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，分別用于對(duì)充電信號(hào)和放電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及充放電控制模塊，用于根據(jù)充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反向?qū)ɑ蛘驅(qū)ㄒ允苟喙?jié)電池對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電或使電源對(duì)多節(jié)電池進(jìn)行充電。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電池保護(hù)
，特別涉及一種用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置。
技術(shù)介紹
在信息化時(shí)代，無(wú)論是政府部門或大型企業(yè)使用的計(jì)算機(jī)設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等重要設(shè)備，為了防止動(dòng)力電突然掉電使正在工作的設(shè)備出現(xiàn)重要數(shù)據(jù)丟失的情況發(fā)生，通常都需要配置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間或“長(zhǎng)延時(shí)”的儲(chǔ)備能源來(lái)保證系統(tǒng)的正常使用。后備電池作為一種儲(chǔ)備能源，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛引用應(yīng)運(yùn)而生。用作后備電池的電池類型一般是容量密度高、可反復(fù)充放電的鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池(鐵電池)等二次電池。在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，如果電池不加充電保護(hù)，電池的充電電壓將可能超過(guò)電池的上限值，發(fā)生過(guò)充電情況，導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高，可能發(fā)生電池發(fā)鼓、漏夜等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致電池爆炸或著火，危及安全；同樣地，在電池對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電時(shí)，如果電池不加放電保護(hù)，電池的放電電壓將低于電池的下限值,甚至放電至零伏電壓，發(fā)生過(guò)放電情況，同樣會(huì)使電池內(nèi)壓升高，另外促使電解液分解，令電芯的容量特性劣化，從而導(dǎo)致備電時(shí)間越來(lái)越短，縮短電池使用壽命。電池的保護(hù)電路正是為了避免上述電池的過(guò)充電或過(guò)放電情況的發(fā)生，提高電池的使用壽命和安全可靠性。一般地，單個(gè)電池用單節(jié)保護(hù)IC進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)多個(gè)電池串聯(lián)使用時(shí)，需要同等數(shù)目的保護(hù)IC進(jìn)行保護(hù)，一方面成本過(guò)高，另一方面擴(kuò)展元件過(guò)多，外圍電路連接過(guò)于復(fù)雜，影響系統(tǒng)集成，可拓展性較差。傳統(tǒng)的保護(hù)方案還包括單片機(jī)控制方案，優(yōu)點(diǎn)在于控制靈活，缺點(diǎn)在于設(shè)計(jì)難度大，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提出一種用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，包括:電池保護(hù)芯片組，所述電池保護(hù)芯片組分別與電源和負(fù)載的正極相連，所述電池保護(hù)芯片組在所述電源不滿足供電要求時(shí)，輸出放電信號(hào)以控制多節(jié)電池為所述負(fù)載供電，且在所述多節(jié)電池中的任一節(jié)電池到達(dá)過(guò)放電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出所述放電信號(hào)，以及所述電池保護(hù)芯片組在所述多節(jié)電池的電量低于閾值時(shí)，輸出充電信號(hào)以通過(guò)所述電源為所述多節(jié)電池充電，且在所述多節(jié)電池中的任一節(jié)電池達(dá)到過(guò)充電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出所述充電信號(hào)；充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述電池保護(hù)芯片組相連，所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)所述電池保護(hù)芯片組輸出的充電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述電池保護(hù)芯片組相連，所述放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)所述電池保護(hù)芯片組輸出的放電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及充放電控制模塊，所述充放電控制模塊分別與所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連，且所述充放電控制模塊分別與所述電源和負(fù)載的負(fù)極相連，所述充放電控制模塊根據(jù)所述充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反向?qū)ɑ蛘驅(qū)ㄒ允顾龆喙?jié)電池對(duì)所述負(fù)載進(jìn)行放電或使所述電源對(duì)所述多節(jié)電池進(jìn)行充電。根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，采用電池保護(hù)芯片的級(jí)聯(lián)方式，在直流電源對(duì)多節(jié)電池充電時(shí)，當(dāng)其中任何一節(jié)電池到達(dá)充電保護(hù)設(shè)定值，都會(huì)切斷充電回路，防止電池過(guò)充；在電池對(duì)負(fù)載放電過(guò)程中，任何一節(jié)電池電壓下降到放電保護(hù)設(shè)定值，都會(huì)切斷放電回路，防止電池過(guò)放，實(shí)現(xiàn)多節(jié)電池的保護(hù)，降低了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，提高了電池使用的安全性和使用壽命，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)模塊級(jí)聯(lián)，提高拓展性。本專利技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本專利技術(shù)的實(shí)踐了解到。附圖說(shuō)明本專利技術(shù)上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于4N節(jié)電池的保護(hù)裝置的電路示意圖；圖3為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于3N節(jié)電池的保護(hù)裝置的電路示意圖；圖4為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置的充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的電路不意圖；以及圖5為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置的放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的電路不意圖。具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本專利技術(shù)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術(shù)，而不能解釋為對(duì)本專利技術(shù)的限制。在本專利技術(shù)的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本專利技術(shù)的限制。在本專利技術(shù)的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。圖1為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于4N節(jié)電池的保護(hù)裝置的電路示意圖。圖3為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的用于3N節(jié)電池的保護(hù)裝置的電路示意圖。如圖1、圖2和圖3所示，該用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置2包括:電池保護(hù)芯片組21、充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊22、放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23和充放電控制模塊24。電池保護(hù)芯片組21分別與電源I和負(fù)載3的正極相連，電池保護(hù)芯片組21在電源I不滿足供電要求時(shí)，輸出放電信號(hào)以控制多節(jié)電池為負(fù)載3供電，且在多節(jié)電池中的任一節(jié)電池到達(dá)過(guò)放電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出放電信號(hào)，以及電池保護(hù)芯片組21在多節(jié)電池的電量低于閾值時(shí)，輸出充電信號(hào)以通過(guò)電源I為多節(jié)電池充電，且在多節(jié)電池中的任一節(jié)電池達(dá)到過(guò)充電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出所充電信號(hào)。充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊22與電池保護(hù)芯片組21相連，對(duì)電池保護(hù)芯片組21輸出的充電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)。放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23與電池保護(hù)芯片組21相連，對(duì)電池保護(hù)芯片組21輸出的放電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)。充放電控制模塊24分別與充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊22和放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23相連，且分別與電源I和負(fù)載3的負(fù)極相連，根據(jù)充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反向?qū)ɑ蛘驅(qū)ㄒ允苟喙?jié)電池對(duì)負(fù)載3進(jìn)行放電或使電源I對(duì)多節(jié)電池進(jìn)行充電。具體地，如圖2和圖3所示，充放電控制模塊24包括充電子模塊241和放電子模塊242。充電子模塊包括多個(gè)相互并聯(lián)的充電開(kāi)關(guān)管Q5 Q8及與每個(gè)充電開(kāi)關(guān)管Q5 Q8反向并聯(lián)的二極管，多個(gè)充電開(kāi)關(guān)管Q5 Q8在充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下導(dǎo)通。放電子模塊242與充電子模塊241相互串聯(lián),且放電子模塊242包括多個(gè)相互并聯(lián)的放電開(kāi)關(guān)管Ql Q4及與每個(gè)放電開(kāi)關(guān)管Ql Q4反向并聯(lián)的二極管，多個(gè)放電開(kāi)關(guān)管Ql Q4在放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下導(dǎo)通。充電開(kāi)關(guān)管Q5 Q8和放電開(kāi)關(guān)管Ql Q4均為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，放電開(kāi)關(guān)管Ql Q4分別與充電開(kāi)關(guān)管Q5 Q8對(duì)頂。由此，充電時(shí)，充放電控制模塊24正向?qū)ǎ辉试S由下至上的箭頭的電流通過(guò)，放電時(shí)，充放電控制模塊本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，其特征在于，包括：電池保護(hù)芯片組，所述電池保護(hù)芯片組分別與電源和負(fù)載的正極相連，所述電池保護(hù)芯片組在所述電源不滿足供電要求時(shí)，輸出放電信號(hào)以控制多節(jié)電池為所述負(fù)載供電，且在所述多節(jié)電池中的任一節(jié)電池到達(dá)過(guò)放電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出所述放電信號(hào)，以及所述電池保護(hù)芯片組在所述多節(jié)電池的電量低于閾值時(shí)，輸出充電信號(hào)以通過(guò)所述電源為所述多節(jié)電池充電，且在所述多節(jié)電池中的任一節(jié)電池達(dá)到過(guò)充電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出所述充電信號(hào)；充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述電池保護(hù)芯片組相連，所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)所述電池保護(hù)芯片組輸出的充電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述電池保護(hù)芯片組相連，所述放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)所述電池保護(hù)芯片組輸出的放電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及充放電控制模塊，所述充放電控制模塊分別與所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連，且所述充放電控制模塊分別與所述電源和負(fù)載的負(fù)極相連，所述充放電控制模塊根據(jù)所述充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反向?qū)ɑ蛘驅(qū)ㄒ允顾龆喙?jié)電池對(duì)所述負(fù)載進(jìn)行放電或使所述電源對(duì)所述多節(jié)電池進(jìn)行充電。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，其特征在于，包括: 電池保護(hù)芯片組，所述電池保護(hù)芯片組分別與電源和負(fù)載的正極相連，所述電池保護(hù)芯片組在所述電源不滿足供電要求時(shí)，輸出放電信號(hào)以控制多節(jié)電池為所述負(fù)載供電，且在所述多節(jié)電池中的任一節(jié)電池到達(dá)過(guò)放電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出所述放電信號(hào)，以及所述電池保護(hù)芯片組在所述多節(jié)電池的電量低于閾值時(shí)，輸出充電信號(hào)以通過(guò)所述電源為所述多節(jié)電池充電，且在所述多節(jié)電池中的任一節(jié)電池達(dá)到過(guò)充電保護(hù)電壓時(shí)，停止輸出所述充電信號(hào)； 充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述電池保護(hù)芯片組相連，所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)所述電池保護(hù)芯片組輸出的充電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)信號(hào); 放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述電池保護(hù)芯片組相連，所述放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)所述電池保護(hù)芯片組輸出的放電信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及 充放電控制模塊，所述充放電控制模塊分別與所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連，且所述充放電控制模塊分別與所述電源和負(fù)載的負(fù)極相連，所述充放電控制模塊根據(jù)所述充電驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反向?qū)ɑ蛘驅(qū)ㄒ允顾龆喙?jié)電池對(duì)所述負(fù)載進(jìn)行放電或使所述電源對(duì)所述多節(jié)電池進(jìn)行充電。2.如權(quán)利要求1所述的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，其特征在于，還包括: 保險(xiǎn)絲，所述電池保護(hù)芯片組通過(guò)所述保險(xiǎn)絲與所述電源和負(fù)載的正極相連。3.如權(quán)利要求1所述的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，其特征在于，所述電池保護(hù)芯片組包括: 第一至第N個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片，所述第一至第N個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片相互串聯(lián)，其中，每個(gè)所述多節(jié)電池保護(hù)芯片對(duì)一個(gè)電池組進(jìn)行保護(hù)，所述第一個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片的充電信號(hào)輸入端子和放電信號(hào)輸入端子與所述電源和負(fù)載的正極相連，所述第N個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片的充電信號(hào)輸出端子和放電信號(hào)輸出端子分別與所述充電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和所述放電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連，其中，N為整數(shù)。4.如權(quán)利要求3所述的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，其特征在于，所述N等于2，且所述第一個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片的充電信號(hào)輸出端子和放電信號(hào)輸出端子分別與所述第N個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片的充電信號(hào)輸入端子和放電信號(hào)輸入端子相連。5.如權(quán)利要求3所述的用于多節(jié)電池的保護(hù)裝置，其特征在于，所述N大于2，且所述第一個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片的充電信號(hào)輸出端子和放電信號(hào)輸出端子分別與所述第M個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片的充電信號(hào)輸入端子和放電信號(hào)輸入端子相連，所述第M個(gè)多節(jié)電池保護(hù)芯片的充電信號(hào)輸出端子和放電信號(hào)輸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：譚旭，吳睿龍，代祥軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：比亞迪股份有限公司，
類型：發(fā)明
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