本實(shí)用新型屬于電路設(shè)計(jì)，尤其涉及一種分流式防止充電電池過充的過充保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會(huì)，可循環(huán)利用的二次電池使用越來越廣泛。特別是能量密度高的鋰電池、磷酸鐵鋰電池等越來越受消費(fèi)者喜愛。這些電池在剛生產(chǎn)出來以后，首先要充電，使電池內(nèi)的活性物質(zhì)激活，這一過程叫做化成。

用于化成的設(shè)備對(duì)剛生產(chǎn)出的電池的充電方式通常有兩種：第一種：多個(gè)單體電池串聯(lián)，共用一個(gè)大功率充電電源一起充電。此方式的優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)；缺點(diǎn)：不能保證每個(gè)電池充滿電，而且容易造成單個(gè)電池過充電。第一種方式一般應(yīng)用于鎳鎘、鎳氫電池的化成。第二種：每個(gè)單體電池單獨(dú)使用一個(gè)小功率充電電源。此方式的優(yōu)點(diǎn)：能保證每個(gè)電池充滿電，而且不會(huì)過充電；缺點(diǎn)，電路復(fù)雜，成本高，大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)耗資大。多在鋰電池的化成過程中使用。

因?yàn)殒囨k、鎳氫電池在生過程中對(duì)環(huán)境有污染，丟棄的鎳鎘、鎳氫電池對(duì)環(huán)境有污染，部分已經(jīng)禁止生產(chǎn)。另一方面，鋰電池，特別是磷酸鐵鋰電池的需求越來越大，一些鎳鎘、鎳氫電池生產(chǎn)廠家逐漸轉(zhuǎn)向生產(chǎn)鋰電池，造成應(yīng)用于鎳鎘、鎳氫電池的化成設(shè)備的大量閑置。

上述第一種充電方式，采用一個(gè)恒流源對(duì)多個(gè)電池串聯(lián)充電，通過設(shè)置總的充電電壓和充電時(shí)間保證電池不會(huì)過充電。但是這樣的充電方式對(duì)需要化成的充電電池具備一致性，才能夠完成化成過程。但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，電池存在較大的差異，上述第一種充電方式進(jìn)行充電時(shí)容易造成部分電池過充電，當(dāng)電池出現(xiàn)過充電時(shí)，將破壞電池內(nèi)部的化學(xué)成分，對(duì)電池造成不可逆的傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種過充保護(hù)電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采用一個(gè)恒流源對(duì)多個(gè)電池串聯(lián)充電容易造成部分電池過充電的問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種過充保護(hù)電路，包括采樣單元、與所述采樣單元相連接的分流單元；

所述采樣單元，用于采集待充電電池兩端的電壓，當(dāng)所述待充電電池兩端的電壓達(dá)到預(yù)置電壓值，發(fā)送分流信號(hào)給所述分流單元；

所述分流單元，用于當(dāng)接收到所述分流信號(hào)后，對(duì)所述充電電流進(jìn)行分流，以停止對(duì)所述待充電電池充電。

進(jìn)一步地，所述采樣單元包括第三電阻、第四電阻、第六電阻和第一開關(guān)；

所述第三電阻的第一端連接所述待充電電池的正極，所述第三電阻的第二端通過所述第六電阻連接至所述充電電池的負(fù)極；所述第四電阻的第一端連接所述第三電阻的第一端，所述第四電阻的第二端連接所述第一開關(guān)的第一端；所述第一開關(guān)的第二端連接所述第三電阻的第二端，所述第一開關(guān)的第三端連接所述待充電電池的負(fù)極。

進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)為三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源；

所述三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陰極連接所述第四電阻的第二端，所述三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陽極連接所述待充電電池的負(fù)極，所述三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的參考端連接所述第三電阻的第二端。

進(jìn)一步地，所述分流單元包括第二電阻、第五電阻、第七電阻、第二開關(guān)和第三開關(guān)；

所述第二開關(guān)的第一端連接所述待充電電池的正極，所述第二開關(guān)的第二端通過所述第五電阻連接至所述第一開關(guān)的第一端，所述第二開關(guān)的第三端通過所述第七電阻連接至所述待充電電池的負(fù)極；所述第三開關(guān)的第一端通過所述第二電阻連接至所述待充電電池的正極，所述第三開關(guān)的第二端連接所述第二開關(guān)的第三端，所述第三開關(guān)的第三端連接所述待充電電池的負(fù)極。

進(jìn)一步地，所述第二開關(guān)為PNP型三極管；

所述PNP型三極管的發(fā)射極連接所述待充電電池的正極，所述PNP型三極管的基極通過所述第五電阻連接至所述第一開關(guān)的第一端，所述PNP型三極管的集電極通過所述第七電阻連接至所述待充電電池的負(fù)極。

進(jìn)一步地，所述第三開關(guān)為N溝道MOS管；

所述N溝道MOS管的柵極連接所述PNP型三極管的集電極，所述N溝道MOS管的源極連接所述待充電電池的負(fù)極，所述N溝道MOS管漏極通過所述第二電阻連接至所述待充電電池的正極。

進(jìn)一步地，所述過充保護(hù)電路還包括與所述分流單元相連接的所述指示單元；

所述指示單元，用于在檢測(cè)到所述分流單元在執(zhí)行分流操作時(shí)指示所述待充電電池已完成充電。

進(jìn)一步地，所述指示單元包括第一電阻和發(fā)光二極管；

所述第一電阻的第一端連接所述待充電電池的正極，所述第一電阻的第二端通過所述發(fā)光二極管的正極；所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接所述N溝道MOS管的漏極。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實(shí)用新型實(shí)施例通過采集充電電池兩端的電壓，當(dāng)檢測(cè)到充電電池兩端的電壓達(dá)到預(yù)置電壓值后，對(duì)充電電流進(jìn)行分流，使充電電流無法對(duì)充電電池進(jìn)行充電，達(dá)到保護(hù)充電電池的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用一個(gè)恒流源對(duì)多個(gè)電池串聯(lián)充電容易造成部分電池過充電的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種過充保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種過充保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種過充保護(hù)電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種過充保護(hù)電路的使用效果圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

發(fā)明人在實(shí)施本實(shí)用新型的過程中，在保證成本增加不多的情況下，為了解決第一種充電方式存在的問題，使應(yīng)用于鎳鎘、鎳氫電池的化成的充電設(shè)備也可以應(yīng)用于鋰電池的化成，提供了如圖1所示的一種過充保護(hù)電路，包括采樣單元101、與采樣單元101相連接的分流單元102；

采樣單元101，用于采集待充電電池兩端的電壓，當(dāng)所述待充電電池兩端的電壓低于預(yù)置電壓值時(shí)，發(fā)送打開信號(hào)給分流單元102，當(dāng)所述待充電電池兩端的電壓達(dá)到預(yù)置電壓值，發(fā)送分流信號(hào)給分流單元102；

分流單元102，若干開關(guān)，用于當(dāng)接收到所述打開信號(hào)時(shí)，打開若干所述開關(guān)，以使充電電流對(duì)所述待充電電池進(jìn)行充電，還用于當(dāng)接收到所述分流信號(hào)后，閉合若干所述開關(guān)，以對(duì)所述充電電流進(jìn)行分流，停止對(duì)所述待充電電池充電。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，多個(gè)待充電電池串聯(lián)，共用一個(gè)大功率充電電源一起對(duì)待充電電池進(jìn)行充電，每一待充電電池配備一個(gè)過充保護(hù)電路，該過充保護(hù)電路在待充電電池進(jìn)行充電過程中采集對(duì)應(yīng)的待充電電池兩端的電壓，根據(jù)采樣情況確定采取相應(yīng)的措施。

進(jìn)一步地，為了在對(duì)待充電電池進(jìn)行充電過程中，使監(jiān)控人員清楚了解每一待充電電池的充電情況，本實(shí)用新型還提供了如圖2所示的第二實(shí)施例，一種過充保護(hù)電路包括：采樣單元201、分流單元202和指示單元203；

采樣單元201，用于采集待充電電池兩端的電壓，當(dāng)所述待充電電池兩端的電壓低于預(yù)置電壓值時(shí)，發(fā)送打開信號(hào)給分流單元202，當(dāng)所述待充電電池兩端的電壓達(dá)到預(yù)置電壓值，發(fā)送分流信號(hào)給分流單元202；

分流單元202，與采樣單元201相連接，包括若干開關(guān)，用于當(dāng)接收到所述打開信號(hào)時(shí)，打開若干所述開關(guān)，以使充電電流對(duì)所述待充電電池進(jìn)行充電，還用于當(dāng)接收到所述分流信號(hào)后，閉合若干所述開關(guān)，以對(duì)所述充電電流進(jìn)行分流，停止對(duì)所述待充電電池充電。

指示單元203，與分流單元203相連接，用于在檢測(cè)到所述開關(guān)的工作情況，根據(jù)所述開關(guān)的工作情況發(fā)出指示信號(hào)，所述指示信號(hào)用于指示所述待充電電池是否完成充電。

在具體應(yīng)用過程中，指示單元203根據(jù)待充電電池的充電情況，使用不同的指示方式，如在待充電電池未完成充電時(shí)，通過發(fā)出紅色閃爍光指示該待充電電池未完成充電，若待充電電池完成充電，則顯示綠色光。

下面結(jié)合圖3來對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步地闡述：

采樣單元201包括第三電阻R3、第四電阻R4、第六電阻R6和第一開關(guān)U1；第三電阻若的第一端連接所述待充電電池的正極，第三電阻若的第二端通過第六電阻R6連接至所述充電電池的負(fù)極；第四電阻R4的第一端連接第三電阻R3的第一端，第四電阻R4的第二端連接第一開關(guān)U1的第一端；第一開關(guān)U1的第二端連接第三電阻R3的第二端，第一開關(guān)U1的第三端連接所述待充電電池的負(fù)極。在具體使用中，第三電阻和第六電阻串聯(lián)，為第一開關(guān)U1的參考端提供偏置電壓，第四電阻R4為第一開關(guān)U1的限流電阻。

具體地，第一開關(guān)U1采用型號(hào)為AZ431AN的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源，該三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陰極連接第四電阻R4的第二端，該三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陽極連接所述待充電電池的負(fù)極，該三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的參考端連接第三電阻R3的第二端。

分流單元202包括第二電阻R2、第五電阻R5、第七電阻R7、第二開關(guān)Q1和第三開關(guān)Q2；第二開關(guān)Q1的第一端連接所述待充電電池的正極，第二開關(guān)Q1的第二端通過第五電阻R5連接至第一開關(guān)U1的陰極，第二開關(guān)Q1的第三端通過第七電阻R7連接至所述待充電電池的負(fù)極；第三開關(guān)Q2的第一端通過第二電阻R2連接至所述待充電電池的正極，第三開關(guān)Q2的第二端連接第二開關(guān)Q1的第三端，第三開關(guān)Q2的第三端連接所述待充電電池的負(fù)極。

具體地，第二開關(guān)Q1為PNP型三極管，所述PNP型三極管的發(fā)射極連接所述待充電電池的正極，所述PNP型三極管的基極通過第五電阻R5連接至第一開關(guān)U1的陰極，所述PNP型三極管的集電極通過第七電阻R7連接至所述待充電電池的負(fù)極。第五電阻R5為第二開關(guān)Q1的基極的限流電阻。

第三開關(guān)Q2為N溝道MOS管,所述N溝道MOS管的柵極連接所述PNP型三極管的集電極，所述N溝道MOS管的源極連接所述待充電電池的負(fù)極，所述N溝道MOS管漏極通過第二電阻R2連接至所述待充電電池的正極。第七電阻R7為第三開關(guān)Q2的柵極的下拉電阻，第二電阻R2為第三開關(guān)Q2的負(fù)載電阻。

指示單元203包括第一電阻R1和發(fā)光二極管D1；第一電阻R1的第一端連接所述待充電電池的正極，第一電阻R1的第二端通過發(fā)光二極管D1的正極,發(fā)光二極管D1的負(fù)極連接所述N溝道MOS管的漏極。在本實(shí)施例中，發(fā)光二極管D1只有在分流單元202的開關(guān)均閉合的情況下才會(huì)發(fā)出指示燈關(guān)進(jìn)行充電完成指示。但是在其他應(yīng)用中，可以進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，此處不做具體限制。

具體地，在本實(shí)施例中，第一電阻R1的阻值為470Ω，第二電阻R2的阻值為2Ω，第三電阻R3的阻值為18KΩ，第四電阻R4的阻值為1KΩ，第五電阻R5的阻值為200Ω，第六電阻R6的阻值為39KΩ，第七電阻R7的阻值為10KΩ，第二開關(guān)Q1采用型號(hào)為S9012的PNP型三極管。

下面通過圖4的具體使用例來對(duì)本是實(shí)力進(jìn)行進(jìn)一步地闡述：

在本使用例中，多個(gè)待充電電池串聯(lián)在一起，使用同一充電電流進(jìn)行充電，每一待充電電池并聯(lián)一個(gè)本實(shí)施例提供的過充保護(hù)電路，具體地并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖4所示，同時(shí)將每一待充電電池的預(yù)置電壓值設(shè)置為3.65V；

當(dāng)待充電電池BAT1兩端的電壓低于3.65V時(shí)，并聯(lián)在待充電電池BAT1中的過充保護(hù)電路的第一開關(guān)U1的參考端電壓低于2.5V，第一開關(guān)U1的陰極為高阻狀態(tài)，第二開關(guān)Q1和第三開關(guān)Q2均不導(dǎo)通，充電電流完全經(jīng)過待充電電池BAT1，為待充電電池BAT1充電；

當(dāng)待充電電池BAT2充滿電后，兩端電壓大于3.65V，并聯(lián)在待充電電池BAT2中的過充保護(hù)電路的第一開關(guān)U1的參考端電壓大于2.5V，第一開關(guān)U1陰極為低阻狀態(tài)，此時(shí)第二開關(guān)Q1和第三開關(guān)Q2均導(dǎo)通，充電電流通過第二電阻R2和第三開關(guān)Q2，分流單元202起到分流的目的，保證了待充電電池BAT2的電池電壓不會(huì)繼續(xù)上升，此時(shí)發(fā)光二極管D1指示燈亮起指示當(dāng)前待充電電池BAT2已完成充電。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。