專利名稱：一種鋰電管理中的整合控制電路模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋰電管理中的電路整合控制的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
如今人類面對(duì)前所未有的能源危機(jī)，“環(huán)?！薄ⅰ肮?jié)能”的重要性日益凸顯，鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣闊。由于單節(jié)鋰電池電壓較低，對(duì)于要求電壓較高的場(chǎng)合，一般都需要將多節(jié)鋰電池進(jìn)行串聯(lián)成鋰電池組或，其中以3至6串?dāng)?shù)的鋰電池組居多。高性能的鋰電池保護(hù)方案越來(lái)越引起人們重視，為了保證鋰電池的壽命及其使用安全，鋰電池的充放電時(shí)的工作電壓、工作電流及電芯溫度都必須嚴(yán)格控制在準(zhǔn)確的范圍以內(nèi)，通常的做法是利用分立的元件構(gòu)建六大功能電路，即電平平移電路、電芯平衡電路、電流檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、工作模式檢測(cè)電路，但此方法，分立元件數(shù)量多，可靠性難于控制、成本高、生產(chǎn)工序復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種針對(duì)鋰電池組管理進(jìn)行多電路整合后的電路模塊。由此，本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案如下一種鋰電管理中的整合控制電路模塊，所述的整合控制電路模塊包括一個(gè)模擬前端電路和一個(gè)進(jìn)行后端處理及可編程控制的MCU控制器。其中，所述的模擬前端電路整合了一個(gè)可將相對(duì)電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)地絕對(duì)電壓的電平平移電路、一個(gè)可對(duì)指定的電芯進(jìn)行適度放電控制的電芯平衡電路、一個(gè)可檢測(cè)充電模式或放電模式下回路中電流值的電流檢測(cè)電路、一個(gè)利用電場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)充電和放電的驅(qū)動(dòng)電路、一個(gè)可判斷是否外接充電器或是掛接負(fù)載的工作模式檢測(cè)電路。其中，所述的整合控制電路模塊設(shè)有多個(gè)可拓展其他功能的通用輸入輸出接口。本實(shí)用新型具有如下有益效果本實(shí)用新型提供的整合控制電路模塊將一個(gè)微控制器MCU與一個(gè)由多個(gè)用于鋰電管理的功能電路整合而成的前端電路模塊化組合。由于該技術(shù)將多個(gè)分立元件功能電路整合起來(lái)，極大地減少了外圍元件數(shù)量，提高了電路的可靠性。

圖I為本實(shí)用新型的電路模塊組成框圖。
具體實(shí)施方式
為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實(shí)用新型涉及鋰電管理中的一種整合控制技術(shù)，具體如附圖I所示為可用于六節(jié)鋰電池組控制的整合控制電路模塊，包括一個(gè)模擬前端電路I和一個(gè)進(jìn)行后端處理及可編程控制的MCU控制器2。同時(shí)該整合控制電路模塊設(shè)有17個(gè)外接端口，它們的具體功能是GPI01、GPI02、GPI03、GPI04、GPI05、GP106為6個(gè)可應(yīng)用于整體電量指示、熱敏NTC監(jiān)測(cè)等的通用輸入輸出接口，CFET端口用于充電控制，DFET端口用于放電控制，SENES端口用于電流檢測(cè)，MODE端口用于工作模式檢測(cè)，VG端口接地，VCELL1、VCELL2、VCELL3、VCELL4、VCELL5、VCELL6分別對(duì)應(yīng)連接第一節(jié)電芯至第六節(jié)電芯并對(duì)每節(jié)電芯電壓模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)米集。模擬前端電路I整合了一個(gè)可將相對(duì)電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)地絕對(duì)電壓的電平平移電路3、一個(gè)可對(duì)指定的電芯進(jìn)行適度放電控制的電芯平衡電路4、一個(gè)可檢測(cè)充電模式或放電模式下回路中電流值的電流檢測(cè)電路5、一個(gè)利用電場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)充電和放電的驅(qū)動(dòng)電路
6、一個(gè)可判斷是否外接充電器或是掛接負(fù)載的工作模式檢測(cè)電路7。整個(gè)控制電路模塊的工作原理如下·a.模塊初始化由MCU控制器2編程設(shè)置電芯電壓上/下限、充電電流參數(shù)、放電電流參數(shù)、NTC上限/下限、遲滯時(shí)間，同時(shí)完成整個(gè)控制電路模塊的初始化。b.電芯電壓實(shí)時(shí)采集與相應(yīng)控制電平平移電路3可將VCELLl至VCELL6端口采集得到的各節(jié)電芯的實(shí)時(shí)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)地參考電壓后，再送入MCU控制器AD轉(zhuǎn)換后得到各節(jié)電芯電壓值，與編程設(shè)置的電芯電壓上/下限進(jìn)行比較。在充電模式下，如果各節(jié)電芯電壓低于編程設(shè)置上限，那么CFET端口輸出I，驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)外部充電電路正常充電；如果各節(jié)電芯電壓高于編程設(shè)置上限并達(dá)到遲滯時(shí)間，那么CFET端口輸出0，關(guān)閉充電回路；如果某一節(jié)電芯電壓高于最低節(jié)電芯電壓幅度達(dá)到30mV以上，電芯平衡電路4啟動(dòng)，對(duì)電壓最高節(jié)電芯進(jìn)行適度放電，以取得各節(jié)電芯的電壓平衡。而在放電模式下，如果各節(jié)電芯電壓高于編程設(shè)置電壓下限，那么DFET端口輸出1，驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)外部放電回路正常放電；如果檢測(cè)到各節(jié)電芯電壓低于編程設(shè)置下限，那么DFET端口輸出0，關(guān)閉放電回路。c.回路電流實(shí)時(shí)采集與相應(yīng)控制電流檢測(cè)電路5通過(guò)SENES端口檢測(cè)得到回路電流，將其與編程設(shè)置值比較。在充電模式下，如果充電電流低于編程設(shè)置上限，那么CFET端口輸出1，驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)外部充電回路正常充電；如果充電電流高于編程設(shè)置上限并達(dá)到遲滯時(shí)間，那么CFET端口輸出0，關(guān)閉充電回路。而在放電模式下，如果放電電流低于編程設(shè)置上限，那么DFET端口輸出1，驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)外部放電回路正常放電；如果放電電流超出各段放電電流設(shè)置上限并達(dá)到遲滯時(shí)間，那么DFET端口輸出0，關(guān)閉放電回路。d.工作模式檢測(cè)工作模式檢測(cè)電路7能夠明確判斷是否外接充電器或是掛接負(fù)載。如果檢測(cè)到外接充電器，則啟動(dòng)充電工作模式；如果檢測(cè)到外掛負(fù)載，則啟動(dòng)放電工作模式。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種將電平平移電路、電芯平衡電路、電流檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、工作模式檢測(cè)電路整合為一個(gè)前端電路后，再與MCU控制器整合的控制電路模塊，極大地減少了外圍分立元件數(shù)量，節(jié)約采購(gòu)人力和管理成本，提高了整體電路的可靠性，減少了加工測(cè)試工序，在大批量產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用中有較好的實(shí)用性。以上為本實(shí)用新型的某些具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，這些顯而易見(jiàn)的替換形式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鋰電管理中的整合控制電路模塊，其特征在于，所述的整合控制電路模塊包括一個(gè)模擬前端電路(I)和一個(gè)進(jìn)行后端處理及可編程控制的MCU控制器(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電管理中的整合控制電路模塊，其特征在于，所述的模擬前端電路整合了一個(gè)可將相對(duì)電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)地絕對(duì)電壓的電平平移電路(3 )、一個(gè)可對(duì)指定的電芯進(jìn)行適度放電控制的電芯平衡電路(4 )、一個(gè)可檢測(cè)充電模式或放電模式下回路中電流值的電流檢測(cè)電路(5)、一個(gè)利用電場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)充電和放電的驅(qū)動(dòng)電路(6)、一個(gè)可判斷是否外接充電器或是掛接負(fù)載的工作模式檢測(cè)電路(7 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電管理中的整合控制電路模塊，其特征在于，所述的整合控制電路模塊設(shè)有多個(gè)可拓展其他功能的通用輸入輸出接口。
專利摘要一種鋰電管理中的整合控制電路模塊，所述的整合控制電路模塊包括一個(gè)模擬前端電路和一個(gè)進(jìn)行后端處理及可編程控制的MCU控制器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種將電平平移電路、電芯平衡電路、電流檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、工作模式檢測(cè)電路整合為一個(gè)前端電路后，再與MCU控制器整合的控制電路模塊，極大地減少了外圍分立元件數(shù)量，節(jié)約采購(gòu)人力和管理成本，提高了整體電路的可靠性，減少了加工測(cè)試工序，在大批量產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用中有較好的實(shí)用性。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202712935SQ20122042122
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者肖陽(yáng)作 申請(qǐng)人:惠州市藍(lán)微電子有限公司