專(zhuān)利名稱(chēng)：多串鋰電池組低功耗保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰電池組保護(hù)電路，尤其是涉及通過(guò)恒流源實(shí)現(xiàn)不同 控制信號(hào)的級(jí)聯(lián)，以替代光電耦合方式，實(shí)現(xiàn)電路的低功耗。
技術(shù)背景多串鋰電池組進(jìn)行充電或放電，需要提供一種保護(hù)板，用以控制外接電路以防止該充電電池過(guò)充或過(guò)放。該鋰電池組保護(hù)板一般包括: 異常檢測(cè)電路、光偶合電路、平衡電路及識(shí)別電路。所述異常檢測(cè)電 路對(duì)充電電池的電壓進(jìn)行檢查，并輸出檢測(cè)信號(hào)。平衡電路根據(jù)檢測(cè) 信號(hào)判別是否為過(guò)充信號(hào)，若為過(guò)充信號(hào)則對(duì)充電電池放電。同時(shí)， 光偶合電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)調(diào)整光偶合電路的阻抗，用以斷開(kāi)充電電池 與外接電路的連接,識(shí)別電路提供發(fā)出信號(hào)的電池的位置。其中，光偶合電路一般包括發(fā)光二極管和晶體管，發(fā)光二極管電 耦接至異常檢測(cè)電路，用以根據(jù)充電電池的電壓決定是否發(fā)光。而晶 體管電連接至外接電路，并根據(jù)發(fā)光二極管的發(fā)光與否決定晶體管的 阻抗，以連接或斷幵外接電路。當(dāng)電池正常時(shí)，異常檢測(cè)電路將充電電池的電壓檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至 光偶合電路的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管在接到檢測(cè)信號(hào)后開(kāi)始發(fā)光， 照射另 一側(cè)的晶體管，而使得晶體管的兩端阻抗降低。當(dāng)電池異常時(shí)，異常檢測(cè)電路會(huì)停止向發(fā)光二極管發(fā)送信號(hào)，使 得發(fā)光二極管停止發(fā)光，從而使得另一側(cè)的晶體管沒(méi)有光的照射，由 此晶體管的兩端阻抗變得很高，幾乎為斷路的狀態(tài)。因?yàn)楣馀己想娐?的兩側(cè)使用光的照射來(lái)連接，不需要有任何電接觸，因此兩側(cè)之間具 有很高的絕緣性，利用這個(gè)特性，可以將整串晶體管的兩端與整串鋰電池之間完全電隔離。
在保護(hù)板的光偶合電路上電連接識(shí)別電路，識(shí)別電路包括電阻。 當(dāng)光偶合電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)調(diào)整光偶合電路的阻抗、以斷開(kāi)充電電池 與外接電路的連接時(shí)，識(shí)別電路將輸出信號(hào)告知外接電路，使外接電 路得知那一電池有異常現(xiàn)象。
在上述光偶合電路中，由于光偶工作電流為毫安級(jí)別，所以功耗比 較高，造成整個(gè)保護(hù)板的功耗也比較高，而功耗很大程度上決定了電池的
存放時(shí)間，保護(hù)板功耗的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)小于lmA,。
同時(shí)，鋰電池自放電率為每月2% 5%，對(duì)目前常用的10AH電 池來(lái)說(shuō)，保護(hù)板功耗lmA時(shí)的存儲(chǔ)曲線見(jiàn)圖1，存儲(chǔ)時(shí)間為小于IO 個(gè)月。使用的保護(hù)板的功耗為0.5mA左右時(shí)，存儲(chǔ)時(shí)間為16個(gè)月左 右，存儲(chǔ)曲線見(jiàn)圖2。由此可見(jiàn)，保護(hù)板的功耗很大程度上決定了電 池的存放時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種多串鋰電池組低功耗保護(hù)電路，該電 路的功耗大大降低，使電池組的存儲(chǔ)時(shí)間大大延長(zhǎng)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出 一種多串鋰電池組低功耗保護(hù)電路， 該保護(hù)電路為每個(gè)單電池設(shè)置保護(hù)模塊，用于檢測(cè)電池電壓并控制整 個(gè)電池組的充放電，該保護(hù)模塊設(shè)置恒流部分，所述恒流源為下拉恒 流源；不同模塊之間設(shè)置電阻，此處的電阻為普通碳膜電阻，對(duì)精度 也沒(méi)有特殊要求，5%即可。所述電阻在保護(hù)模塊間轉(zhuǎn)移工作電平， 改變電壓傳遞為電流傳遞。
當(dāng)保護(hù)模塊檢測(cè)到過(guò)壓后在輸出端輸出對(duì)地24V的電壓，在所述 不同模塊之間的電阻上產(chǎn)生12V電壓，使其中一個(gè)保護(hù)模塊的高電平 就轉(zhuǎn)移到另一個(gè)保護(hù)模塊的高電平上。
將所述恒流源的工作電流設(shè)計(jì)為luA左右，能量損失每月0.7%，為電池自放電率的1/3，對(duì)電池組的影響比較小，使整個(gè)電池組存儲(chǔ)
時(shí)間為2年以上。


圖1保護(hù)板功耗1mA的存儲(chǔ)曲線； 圖2保護(hù)板功耗0.5mA的存儲(chǔ)曲線； 圖3保護(hù)板功耗lOOuA的存儲(chǔ)曲線； 圖4本發(fā)明的保護(hù)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)有方案多采用如背景技術(shù)所述的光電耦合方式實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的 技術(shù)方案是通過(guò)恒流源實(shí)現(xiàn)不同控制信號(hào)的級(jí)聯(lián)。
圖4本發(fā)明的保護(hù)電路原理圖。如圖所示，該保護(hù)電路為每個(gè)單 電池設(shè)置保護(hù)模塊，用于檢測(cè)電池電壓并控制整個(gè)電池組的充放電。 該保護(hù)模塊的恒流部分均為下拉恒流源，不同模塊之間的電阻負(fù)責(zé)轉(zhuǎn) 移工作電平。例如，當(dāng)?shù)诙€(gè)保護(hù)模塊檢測(cè)到過(guò)壓，會(huì)在co2輸出對(duì) 地24V的電壓，(相對(duì)本模塊12V)。通過(guò)恒流源的下拉，在R2上產(chǎn) 生12V電壓，這時(shí)第一個(gè)保護(hù)模塊檢測(cè)到12V電壓，這樣第二個(gè)保 護(hù)模塊的高電平就轉(zhuǎn)移到第一個(gè)保護(hù)模塊的高電平上。其他信號(hào)的工 作原理相同。由于恒流源的工作電流設(shè)計(jì)的只有l(wèi)uA，比光偶級(jí)聯(lián)的 功耗小1000倍。
本發(fā)明的保護(hù)電路功耗0.1mA左右，能量損失僅為每月0.7%， 為鋰電池自放電率的1/3，對(duì)電池組的影響比較小。圖3為保護(hù)板功 耗100uA的存儲(chǔ)曲線。由該存儲(chǔ)曲線可知，電池存儲(chǔ)時(shí)間為2年以上。
權(quán)利要求
1.一種多串鋰電池組低功耗保護(hù)電路，該保護(hù)電路為每個(gè)單電池設(shè)置保護(hù)模塊，用于檢測(cè)電池電壓并控制整個(gè)電池組的充放電，其特征在于，所述保護(hù)模塊設(shè)置恒流部分，所述恒流源為下拉恒流源；不同模塊之間設(shè)置電阻，所述電阻在保護(hù)模塊間轉(zhuǎn)移工作電平，改變電壓傳遞為電流傳遞。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述的電阻為 精度5%的普通碳膜電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述保護(hù)模塊 檢測(cè)到過(guò)壓后在輸出端輸出對(duì)地24V的電壓，在所述不同模塊之間的 電阻上產(chǎn)生12V電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述恒流源的 工作電流設(shè)計(jì)為luA。
全文摘要
本發(fā)明是一種多串鋰電池組低功耗保護(hù)電路，該保護(hù)電路為每個(gè)單電池設(shè)置保護(hù)模塊，用于檢測(cè)電池電壓并控制整個(gè)電池組的充放電，所述保護(hù)模塊設(shè)置恒流部分，所述恒流源為下拉恒流源；不同模塊之間設(shè)置電阻，所述電阻在保護(hù)模塊間轉(zhuǎn)移工作電平，改變電壓傳遞為電流傳遞。本發(fā)明的保護(hù)電路功耗0.1mA左右，能量損失僅為每月0.7％，為鋰電池自放電率的1/3，對(duì)電池組的影響比較小。由該存儲(chǔ)曲線可知，電池存儲(chǔ)時(shí)間為2年以上。
文檔編號(hào)H02H7/18GK101593967SQ20091008280
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者符力建, 鄧曉祺, 陳斌斌 申請(qǐng)人:北京華大智寶電子系統(tǒng)有限公司