電池散熱管理電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電池散熱管理電路，包括風(fēng)扇、散熱開關(guān)、溫度檢測(cè)模塊、散熱供電模塊、控制器、電池。風(fēng)扇經(jīng)過散熱供電模塊與太陽(yáng)能板相連接；散熱開關(guān)接在風(fēng)扇與散熱供電模塊所在的線路上。溫度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電池的溫度?？刂破鞲鶕?jù)溫度檢測(cè)模塊的檢測(cè)數(shù)據(jù)來控制散熱開關(guān)。該電路通過溫度檢測(cè)模塊感應(yīng)電池的溫度，當(dāng)電池的溫度過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)通過散熱開關(guān)啟動(dòng)風(fēng)扇工作，為電池散熱，從而解決高溫度環(huán)境對(duì)電池的影響，提供電池的使用壽命。
【專利說明】
電池散熱管理電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在高溫情況下可為電池散熱的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏照明中，大多數(shù)使用的是功率密度高的電池。電池工作在高溫環(huán)境下，化學(xué)活性強(qiáng)，電解液蒸發(fā)快，極板易損壞，同時(shí)易產(chǎn)生過充電現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了蓄電池的使用壽命?，F(xiàn)有的技術(shù)是將電池裝在燈具內(nèi)部，靠電池自身散熱，在高溫環(huán)境下的很難保證電池工作溫度在允許范圍內(nèi)，難以解決電池的高溫問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出了一種電池散熱管理電路，該電路感應(yīng)電池的溫度，當(dāng)電池的溫度過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇工作為電池散熱，從而解決高溫度環(huán)境對(duì)電池的影響。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:
[0005]—種電池散熱管理電路，包括風(fēng)扇、散熱開關(guān)、溫度檢測(cè)模塊、散熱供電模塊、控制器、電池。風(fēng)扇經(jīng)過散熱供電模塊與太陽(yáng)能板相連接;散熱開關(guān)接在風(fēng)扇與散熱供電模塊所在的線路上。溫度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電池的溫度?？刂破鞲鶕?jù)溫度檢測(cè)模塊的檢測(cè)數(shù)據(jù)來控制散熱開關(guān)。
[0006]進(jìn)一步地，該電池散熱管理電路還包括充電開關(guān)。電池經(jīng)過充電開關(guān)與太陽(yáng)能板相連接;控制器根據(jù)溫度檢測(cè)模塊的檢測(cè)數(shù)據(jù)來控制充電開關(guān)。
[0007]進(jìn)一步地，散熱供電模塊包含溫度保護(hù)開關(guān)、前級(jí)濾波單元、降壓?jiǎn)卧?、后?jí)濾波單元。前級(jí)濾波單元的輸入端連接太陽(yáng)能板的正極;前級(jí)濾波單元的輸出端與降壓?jiǎn)卧牡谝惠斎攵诉B接;降壓?jiǎn)卧妮敵龆溯敵鲲L(fēng)扇工作所需的電壓；后級(jí)濾波單元對(duì)降壓?jiǎn)卧敵龅碾妷哼M(jìn)行濾波。降壓?jiǎn)卧牡诙斎攵私?jīng)過溫度保護(hù)開關(guān)接地;溫度保護(hù)開關(guān)根據(jù)電池溫度來控制降壓?jiǎn)卧墓ぷ鳡顟B(tài)。
[0008]進(jìn)一步地，該電池散熱管理電路還包括TVS管。TVS管與太陽(yáng)能板相并聯(lián)。TVS管用于防止瞬時(shí)尖銳脈沖對(duì)電路的損害。
[0009]進(jìn)一步地，充電開關(guān)包含P溝道MOS管Q3、Q4、NPN型三極管Q17J溝道MOS管Q3的漏極接太陽(yáng)能板的正極，P溝道MOS管Q3的源極接P溝道MOS管Q4的漏極;P溝道MOS管Q4的漏極接電池的正極。PNP型三極管Q17的集電極與P溝道MOS管Q3、Q4的柵極分別連接;PNP型三極管Q17的發(fā)射極接地;PNP型三極管Q17的基極接收控制器的控制信號(hào)。P溝道MOS管Q4用于控制太陽(yáng)能板對(duì)電池充電。P溝道MOS管Q3用于防止電池對(duì)太陽(yáng)能電池板反向放電。
[0010]進(jìn)一步地，充電開關(guān)還包含穩(wěn)壓二極管D15、電阻R62、R59、R54。電阻R62為PNP型三極管Q17的基極偏置電阻;PNP型三極管Q17的集電極經(jīng)過電阻R59與P溝道MOS管Q3、Q4的柵極分別連接。穩(wěn)壓管D15、電阻R54分別并聯(lián)在P溝道MOS管Q3的柵極與源極之間。
[0011]進(jìn)一步地，散熱開關(guān)2包含即~型三極管022、？溝道顯3管021、電阻1?11、1?12。？溝道MOS管Q21的柵極經(jīng)過電阻Rl I接散熱供電模塊4的輸出端，P溝道MOS管Q21的源極接散熱供電模塊4的輸出端，P溝道MOS管Q21的漏極與風(fēng)扇I連接。NPN型三極管Q22的集電極經(jīng)過R12接P溝道MOS管Q21的柵極、發(fā)射極接地、基極接收控制器的控制信號(hào)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:該電路通過溫度檢測(cè)模塊感應(yīng)電池的溫度，當(dāng)電池的溫度過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)通過散熱開關(guān)啟動(dòng)風(fēng)扇工作，為電池散熱，從而解決高溫度環(huán)境對(duì)電池的影響，提供電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0014]圖2為圖1中散熱供電模塊的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型的電路原理不意圖。
[0016]其中，圖1-圖3的附圖標(biāo)記為:風(fēng)扇1、散熱開關(guān)2、溫度檢測(cè)模塊3、散熱供電模塊4、充電開關(guān)5、控制器6、電池7、TVS管8，溫度保護(hù)開關(guān)41、前級(jí)濾波單元42、降壓?jiǎn)卧?3、后級(jí)濾波單元44。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0018]如圖1所示，為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框示意圖。一種具有電池散熱功能的充電電路，包括風(fēng)扇1、散熱開關(guān)2、溫度檢測(cè)模塊3、散熱供電模塊4、充電開關(guān)5、控制器6、電池7、TVS管 8 0
[0019]風(fēng)扇I經(jīng)過散熱供電模塊4與太陽(yáng)能板相連接，散熱開關(guān)2接在風(fēng)扇I與散熱供電模塊4所在的線路上;溫度檢測(cè)模塊3用于檢測(cè)電池7的溫度。電池7經(jīng)過充電開關(guān)5與太陽(yáng)能板相連接?？刂破?根據(jù)溫度檢測(cè)模塊3的檢測(cè)數(shù)據(jù)來控制散熱開關(guān)2、充電開關(guān)33VS管8與太陽(yáng)能板并聯(lián)。溫度檢測(cè)模塊3檢測(cè)電池7的溫度，并將電池7的溫度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送給控制器6。控制器6將電池7的溫度與電池7可充電溫度做對(duì)比分析。風(fēng)扇I安裝在電池7表面。
[0020]當(dāng)溫度檢測(cè)模塊3檢測(cè)到電池7的溫度低于電池7允許使用的最高閾值時(shí)，控制器6控制散熱開關(guān)2斷開，風(fēng)扇I不工作。當(dāng)溫度檢測(cè)模塊3檢測(cè)到電池7的溫度高于電池7允許使用的最高閾值時(shí)，散熱供電模塊4輸出風(fēng)扇I所需的工作電壓，控制器6控制散熱開關(guān)2閉合，風(fēng)扇I工作，為電池7散熱。在電池7充電時(shí)，當(dāng)溫度檢測(cè)模塊3檢測(cè)到電池7的溫度高于電池7允許充電的最高閾值時(shí)，控制器6控制充電開關(guān)5斷開，太陽(yáng)能板不為電池7供電；并且控制器6控制散熱開關(guān)2閉合，散熱供電模塊4輸出風(fēng)扇I所需的工作電壓，風(fēng)扇I工作，為電池7散熱。當(dāng)溫度檢測(cè)模塊3檢測(cè)到電池7的溫度低于電池7允許充電的最高閾值時(shí)，控制器6控制充電開關(guān)5閉合，太陽(yáng)能板為電池7供電；并且控制器6控制散熱開關(guān)2斷開，風(fēng)扇I停止為電池7散熱。TVS管8用于消除瞬時(shí)尖銳脈沖對(duì)電路的損害。
[0021]如圖2所示，為散熱供電模塊4的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0022]散熱供電模塊4包含溫度保護(hù)開關(guān)41、前級(jí)濾波單元42、降壓?jiǎn)卧?3、后級(jí)濾波單元44。前級(jí)濾波單元42的輸入端連接太陽(yáng)能板的正極(PV+);前級(jí)濾波單元42的輸出端與降壓?jiǎn)卧?3的第一輸入端連接;降壓?jiǎn)卧?3的輸出端輸出風(fēng)扇I工作所需的電壓;后級(jí)濾波單元44對(duì)降壓?jiǎn)卧?3輸出的電壓進(jìn)行濾波。降壓?jiǎn)卧?3的第二輸入端經(jīng)過溫度保護(hù)開關(guān)41接地;溫度保護(hù)開關(guān)41根據(jù)電池溫度來控制降壓?jiǎn)卧?3的工作狀態(tài)。
[0023]太陽(yáng)能板的電流通過前級(jí)濾波單元42濾波后輸入到降壓?jiǎn)卧?3。當(dāng)溫度高于溫度保護(hù)開關(guān)41的閾值時(shí)，溫度保護(hù)開關(guān)41觸發(fā)降壓?jiǎn)卧?3工作，降壓?jiǎn)卧?3為風(fēng)扇I輸出電壓。當(dāng)溫度低于溫度保護(hù)開關(guān)41的閾值時(shí)，溫度保護(hù)開關(guān)41觸使降壓?jiǎn)卧?3停止工作，降壓?jiǎn)卧?3不為風(fēng)扇I輸出電壓。
[0024]如圖3所示，為本實(shí)用新型的電路原理示意圖。
[0025]風(fēng)扇I包含帶有葉扇的電機(jī)Ml，電機(jī)Ml帶動(dòng)葉扇旋轉(zhuǎn)為電池7散熱。
[0026]散熱開關(guān)2包含NPN型三極管Q22、P溝道MOS管Q21、電阻Rl 1、Rl 2。P溝道MOS管Q21的柵極經(jīng)過電阻Rl I接散熱供電模塊4的輸出端，P溝道MOS管Q21的源極接散熱供電模塊4的輸出端，P溝道MOS管Q21的漏極與風(fēng)扇I連接。NPN型三極管Q22的集電極經(jīng)過R12接P溝道MOS管Q21的柵極、發(fā)射極接地、基極接收控制器6的控制信號(hào)(FAN)。
[0027]充電開關(guān)5包含P溝道MOS管Q3、Q4、NPN型三極管Q17、穩(wěn)壓二極管D15、電阻R62、電阻R59、電阻R54 J溝道MOS管Q3、Q4分別帶有寄生二極管。P溝道MOS管Q3的漏極接太陽(yáng)能板的正極(PV+)，P溝道MOS管Q3的源極接P溝道MOS管Q4的漏極;P溝道MOS管Q4的漏極接電池7的正極(B+);P溝道MOS管Q3、Q4的柵極相互連接，且柵極的節(jié)點(diǎn)經(jīng)過電阻R59接PNP溝道三極管Q7的集電極;PNP溝道三極管Q7的發(fā)射極接地，控制器6經(jīng)過電阻R62為PNP溝道三極管Q7的基極提供控制信號(hào)(ctr_chg)。穩(wěn)壓管D15、電阻R54分別并聯(lián)在P溝道MOS管Q3的柵極與源極之間。
[0028]溫度檢測(cè)模塊3包含電阻R28、熱敏電阻RU。電阻R28—端接5V供電電源(VCC_5V)，另一端經(jīng)熱敏電阻Rtl接地；電阻R28與熱敏電阻Rtl的公共節(jié)點(diǎn)為溫度檢測(cè)模塊3的輸出端(T_protect1n)。
[0029]前級(jí)濾波單元42包含濾波電容C9;降壓?jiǎn)卧?3包含芯片U1、電阻R19、R13、R14、二極管Dl、D2、電容C10;后級(jí)濾波單元44包含電感L2、電容Cl I。芯片Ul優(yōu)先選用的型號(hào)為MCP16301H，MCP16301H芯片為一款常用的的降壓直流-直流轉(zhuǎn)換芯片。太陽(yáng)能板的正極(PV+ )輸出的電壓經(jīng)過電容C9濾波后為芯片Ul的第五引腳(VIN)供電，并且進(jìn)過電阻R19分壓后為芯片Ul的第四引腳(EN)供電；芯片Ul將太陽(yáng)能板的電壓降到12V后經(jīng)過第六引腳(SW)輸出，然后依次經(jīng)過電感L2、C11濾波后為風(fēng)扇I提供12V電壓。電感L2的輸出端經(jīng)二極管Dl接芯片Ul的第一引腳(BOOST);電容ClO接在芯片Ul的第一引腳(BOOST)與第六引腳(SW)之間。芯片Ul的第六引腳(SW)經(jīng)二極管D2接地、第三引腳(FB)經(jīng)電阻R14接地、第二引腳(GND)直接接地。
[0030]該電路的工作原理為:
[0031]當(dāng)溫度高于溫度保護(hù)開關(guān)41的閾值時(shí)，溫度保護(hù)開關(guān)41斷開，芯片Ul的使能端第四引腳(EN)為高電平，此時(shí)芯片Ul的輸出端第四引腳(EN)輸出12V電壓到直流風(fēng)扇I。當(dāng)溫度低于溫度保護(hù)開關(guān)41的閾值時(shí)，溫度保護(hù)開關(guān)41導(dǎo)通，芯片Ul的使能端第四腳(EN)為低電平，芯片Ul無(wú)電壓輸出。
[0032]溫度檢測(cè)模塊3中的熱敏電阻Rtl的阻值受電池7的溫度的變化而變化，控制器6通過溫度檢測(cè)模塊3檢測(cè)電池7的溫度，當(dāng)電池7的溫度接近最高允許使用溫度時(shí)，控制器6控制散熱開關(guān)2的1 口將輸出高電平到NPN型三極管Q22的基極，NPN型三極管Q22導(dǎo)通，P溝道MOS管Q21柵極為低電平，P溝道MOS管Q21導(dǎo)通，散熱供電模塊4輸出12V電壓給直流風(fēng)扇I，風(fēng)扇I開始工作，為電池散熱。
[0033]在電池7處于充電的狀態(tài)下，當(dāng)溫度檢測(cè)模塊3檢測(cè)到電池7的溫度接近最高允許使用溫度時(shí)，控制器6控制充電開關(guān)5的1 口輸出低電平到PNP溝道三極管Q17的基極，此時(shí)，P溝道MOS管Q3，Q4截止，太陽(yáng)能板不為電池7充電。同時(shí)，控制器6控制散熱開關(guān)2，開啟風(fēng)扇I開始工作，為電池散熱。當(dāng)電池7的溫度低于最高允許使用溫度后，控制器6控制風(fēng)扇I關(guān)閉，并控制充電開關(guān)5的1 口輸出高電平到PNP溝道三極管Q17的基極，此時(shí)，P溝道MOS管Q3，Q4導(dǎo)通，太陽(yáng)能板為電池7充電。
[0034]可以想到的是，在電池7處于放電的狀態(tài)下，當(dāng)電池7的溫度接近最高允許使用溫度時(shí)，控制器6控制亦可控制電池7放電的開關(guān)閉合，電池7不為負(fù)載放電；同時(shí)，控制器6控制風(fēng)扇I開啟，為電池散熱。當(dāng)電池7的溫度低于最高允許使用溫度后，控制器6控制風(fēng)扇I關(guān)閉，并控制電池7為負(fù)載供電。
[0035]當(dāng)由于太陽(yáng)能板環(huán)境的變化而導(dǎo)致一些瞬時(shí)脈沖出現(xiàn)時(shí)，TVS管8將瞬時(shí)脈沖接引到地。當(dāng)瞬時(shí)電壓超過電路正常的工作電壓后，TVS管8將發(fā)生雪崩擊穿，從而提供給瞬時(shí)電流一個(gè)超低阻抗的通路，其結(jié)果是瞬時(shí)電流通過TVS管8被短路到地，從而避開電路中被保護(hù)器件，并且在電壓回復(fù)到正常值之前使得被保護(hù)回路一直保持截止?fàn)顟B(tài)。而當(dāng)瞬時(shí)脈沖結(jié)束以后，TVS管8再自動(dòng)回復(fù)至高阻狀態(tài)，整個(gè)回路又回到正常電壓狀態(tài)。
[0036]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其它改進(jìn)和變化均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池散熱管理電路，包括控制器(6)、電池(7)，其特征在于: 還包括風(fēng)扇(I)、散熱開關(guān)(2)、溫度檢測(cè)模塊(3)、散熱供電模塊(4); 所述風(fēng)扇(I)經(jīng)過散熱供電模塊(4)與太陽(yáng)能板相連接;所述散熱開關(guān)(2)接在風(fēng)扇(I)與散熱供電模塊(4)所在的線路上； 所述溫度檢測(cè)模塊(3)用于檢測(cè)電池(7)的溫度； 所述控制器(6)根據(jù)溫度檢測(cè)模塊(3)的檢測(cè)數(shù)據(jù)來控制散熱開關(guān)(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池散熱管理電路，其特征在于: 還包括充電開關(guān)(5); 所述電池(7)經(jīng)過充電開關(guān)(5)與太陽(yáng)能板相連接； 所述控制器(6)根據(jù)溫度檢測(cè)模塊(3)的檢測(cè)數(shù)據(jù)來控制充電開關(guān)(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池散熱管理電路，其特征在于: 所述散熱供電模塊(4)包含溫度保護(hù)開關(guān)(41)、前級(jí)濾波單元(42)、降壓?jiǎn)卧?43)、后級(jí)濾波單元(44)； 所述前級(jí)濾波單元(42)的輸入端連接太陽(yáng)能板的正極(PV+);所述前級(jí)濾波單元(42)的輸出端與降壓?jiǎn)卧?43)的第一輸入端連接;降壓?jiǎn)卧?43)的輸出端輸出風(fēng)扇(I)工作所需的電壓;后級(jí)濾波單元(44)對(duì)降壓?jiǎn)卧?43)輸出的電壓進(jìn)行濾波； 降壓?jiǎn)卧?43)的第二輸入端經(jīng)過溫度保護(hù)開關(guān)(41)接地;溫度保護(hù)開關(guān)(41)根據(jù)電池溫度來控制降壓?jiǎn)卧?43)的工作狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池散熱管理電路，其特征在于: 還包括TVS管(8); 所述TVS管(8)與太陽(yáng)能板相并聯(lián)； 所述TVS管(8)用于防止瞬時(shí)尖銳脈沖對(duì)電路的損害。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池散熱管理電路，其特征在于: 所述充電開關(guān)(5)包含P溝道MOS管Q3、Q4、NPN型三極管Q17 ； P溝道MOS管Q3的漏極接太陽(yáng)能板的正極(PV+)，P溝道MOS管Q3的源極接P溝道MOS管Q4的漏極;P溝道MOS管Q4的漏極接電池(7)的正極(B+); PNP型三極管Q17的集電極分別與P溝道MOS管Q3、Q4的柵極連接;PNP型三極管Q17的發(fā)射極接地;PNP型三極管Q17的基極接收控制器(6)的控制信號(hào)； P溝道MOS管Q4用于控制太陽(yáng)能板對(duì)電池(7)充電； P溝道MOS管Q3用于防止電池(7)對(duì)太陽(yáng)能電池板反向放電。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池散熱管理電路，其特征在于: 所述充電開關(guān)(5)還包含穩(wěn)壓二極管D15、電阻R62、R59、R54; 電阻R62為PNP型三極管Q17的基極偏置電阻；PNP型三極管Q17的集電極經(jīng)過電阻R59與P溝道MOS管Q3、Q4的柵極分別連接； 穩(wěn)壓管D15、電阻R54分別并聯(lián)在P溝道MOS管Q3的柵極與源極之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池散熱管理電路，其特征在于: 散熱開關(guān)(2)包含NPN型三極管Q22、P溝道MOS管Q21、電阻Rl 1、Rl 2; P溝道MOS管Q21的柵極經(jīng)過電阻Rl I接散熱供電模塊4的輸出端，P溝道MOS管Q21的源極接散熱供電模塊(4)的輸出端，P溝道MOS管Q21的漏極與風(fēng)扇(I)連接； NPN型三極管Q22的集電極經(jīng)過R12接P溝道MOS管Q21的柵極、發(fā)射極接地、基極接收控制器(6)的控制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H01M10/635GK205609701SQ201620368872
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】項(xiàng)佰川, 王興慶, 尹振坤, 胡元科
【申請(qǐng)人】深圳源創(chuàng)智能照明有限公司