一種鋰電型太陽能路燈對鋰電池安全充電保護(hù)電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池太陽能路燈，特別涉及一種鋰電型太陽能路燈對鋰電池安全充電保護(hù)電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能路燈由鉛酸電池儲能型逐步向鋰電儲能型過渡。鋰電池在應(yīng)用過程中必須對電池進(jìn)行管理，特別是太陽能充電的情況下，一般選擇鋰電池充電時的平臺電壓作為充電的參考電壓，這樣以來，實際充電過程中，光伏組件的空載電壓高于鋰電池最大電壓的20%以上，如果保護(hù)失效而不能關(guān)斷對鋰電池的繼續(xù)充電，則鋰電池必然因為過充而起火。市場上的鋰電型太陽能路燈的保護(hù)方法多沿用電動自行車對鋰電池保護(hù)方法，但太陽能路燈與電動自行車對鋰電池保護(hù)的條件不同，電動自行車使用的電源適配器對鋰電池充電，對充電電壓進(jìn)行了限制，其安全性有一定的保障，而太陽能路燈對鋰電池的充電，為了減小損耗通常采用光伏組件電壓直接充電，但在鋰電池充滿時，由于光伏組件的特性，光伏組件會接近于空載，而光伏組件的空載電壓高于鋰電池最大電壓的20%以上，如此高的電壓長期加在鋰電池上會造成鋰電池性能的降低甚至損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電型太陽能路燈對鋰電池安全充電保護(hù)電路及方法，是針對光伏組件的電壓遠(yuǎn)高于鋰電池組的最大電壓的情況和安全性，提出的一種鋰電池的電路及方法，電路使用雙重保護(hù)，外加溫度保險絲的保護(hù)方法。電路在正常充電的情況下不會觸發(fā)保險絲，一旦第一道保護(hù)失效，第二道保護(hù)即觸發(fā)，從而熔斷保險絲，充放電永久終止。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種鋰電型太陽能路燈對鋰電池安全充電保護(hù)電路，包括鋰電池組和光伏電源，光伏電源與鋰電池組之間有一個充電回路，充電回路中設(shè)置有充電保護(hù)電路，其中，所述充電回路在電池組和光伏電源之間串接有第一電子充電開關(guān)和一個溫度熱敏保險絲，圍繞保險絲設(shè)置有一個阻性發(fā)熱元件；所述充電保護(hù)電路中分別設(shè)置有一級保護(hù)電路和二級保護(hù)電路，一級保護(hù)電路用于對鋰電池的充電一級過壓保護(hù)，所述二級保護(hù)電路用于對鋰電池充電的二級過壓保護(hù)，一級保護(hù)電路的輸出連接第一電子充電開關(guān)、控制第一電子充電開關(guān)的開與關(guān)，二級保護(hù)電路的輸出連接一個電流放大電路，電流放大電路的輸出連接所述阻性發(fā)熱元件一端，阻性發(fā)熱元件另一端連接在鋰電池組電極與溫度熱敏保險絲之間。
[0005]一種鋰電型太陽能路燈對鋰電池安全充電保護(hù)電路，包括鋰電池組和光伏電源，光伏電源與鋰電池組之間有一個充電回路，充電回路中設(shè)置有充電保護(hù)電路，其中，所述充電回路在電池組和光伏電源之間串接有第一電子充電開關(guān)、第二電子充電開關(guān)和一個溫度熱敏保險絲，圍繞保險絲設(shè)置有一個阻性發(fā)熱元件；所述充電保護(hù)電路中分別設(shè)置有一級保護(hù)電路和二級保護(hù)電路，一級保護(hù)電路用于對鋰電池的充電一級過壓保護(hù)，所述二級保護(hù)電路用于對鋰電池充電的二級過壓保護(hù)，一級保護(hù)電路的輸出連接第一電子充電開關(guān)、控制第一電子充電開關(guān)的開與關(guān)，二級保護(hù)電路的輸出連接第二電子充電開關(guān)、控制第二電子充電開關(guān)的開與關(guān)，所述第一電子充電開關(guān)和第二電子充電開關(guān)相互串聯(lián)，其中，所述第二電子充電開關(guān)與光伏電源一端電極連接，所述第一電子充電開關(guān)通過充電保護(hù)電路連接鋰電池組一端電極，鋰電池組另一端電極通過所述溫度熱敏保險絲連接光伏電源另一端電極，一個電流放大電路的輸入兩端跨接在所述第二電子充電開關(guān)兩端，電流放大電路的輸出連接所述阻性發(fā)熱元件一端，阻性發(fā)熱元件另一端連接在鋰電池組另一端電極與溫度熱敏保險絲之間。
[0006]方案進(jìn)一步是:所述溫度熱敏保險絲是80°C至250°C溫度熔斷型保險絲，所述熔斷型保險絲被固定在一個電絕緣殼體中，殼體兩端設(shè)置有接線端子，所述阻性發(fā)熱元件是電阻絲，所述電阻絲纏繞在電絕緣殼體的表面，電阻絲的外面有電絕緣保溫材料覆蓋。
[0007]方案進(jìn)一步是:所述一級保護(hù)電路包括一個微處理控制器、充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路，所述充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路串聯(lián)在充電回路中，充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路的輸出信號分別連接至微處理控制器的信號采樣輸入電路端，所述微處理控制器設(shè)有兩個輸出控制端，一個控制端作為一級保護(hù)電路的輸出連接第一電子充電開關(guān)控制端，另一個控制端作為電流放大電路的控制端連接電流放大電路。
[0008]方案進(jìn)一步是:所述一級保護(hù)電路和二級保護(hù)電路包括一個微處理控制器、充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路，所述充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路串聯(lián)在充電回路中，充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路的輸出信號分別連接至微處理控制器的信號采樣輸入電路端，所述微處理控制器設(shè)有兩個輸出控制端，一個控制端作為一級保護(hù)電路的輸出連接第一電子充電開關(guān)控制端，另一個控制端作為二級保護(hù)電路的輸出連接第二電子充電開關(guān)控制端。
[0009]方案進(jìn)一步是:所述二級過壓的過壓值大于一級過壓的過壓值。
[0010]一種基于所述鋰電池充電安全保護(hù)電路的安全充電保護(hù)方法，所述鋰電池安全充電保護(hù)電路包括鋰電池組和光伏電源，光伏電源與鋰電池組之間有一個充電回路，充電回路中設(shè)置有充電保護(hù)電路，所述充電回路在電池組和光伏電源之間串接有第一電子充電開關(guān)、第二電子充電開關(guān)和一個溫度熱敏保險絲，圍繞或緊貼保險絲設(shè)置有一個阻性發(fā)熱元件；充電保護(hù)電路還包括一個微處理控制器和充電電壓取樣電路，充電電壓取樣電路的輸出信號連接至微處理控制器的信號采樣輸入電路端，所述微處理控制器設(shè)有兩個輸出控制端，一個控制端作為一級保護(hù)電路的輸出連接第一電子充電開關(guān)控制端，另一個控制端作為二級保護(hù)電路的輸出連接第二電子充電開關(guān)控制端，所述第一電子充電開關(guān)和第二電子充電開關(guān)相互串聯(lián)，其中，所述第二電子充電開關(guān)與光伏電源一端電極連接，所述第一電子充電開關(guān)通過充電保護(hù)電路連接鋰電池組一端電極，鋰電池組另一端電極通過所述溫度熱敏保險絲連接光伏電源另一端電極，一個電流放大電路的輸入兩端跨接在所述第二電子充電開關(guān)兩端，電流放大器的輸出連接所述阻性發(fā)熱元件一端，阻性發(fā)熱元件另一端連接在鋰電池組另一端電極與溫度熱敏保險絲之間；在微處理控制器中保存有充電電壓閾值和保護(hù)充電電壓閾值，所述安全充電保護(hù)方法包括正常充電步驟和保護(hù)鋰電池充電的步驟；
所述正常充電步驟是:對鋰電池充電過程始終圍繞所述第一電子充電開關(guān)的通斷實現(xiàn)，具體過程是:判斷鋰電池兩端的電壓是否高出充電電壓閾值，如果高于充電電壓閾值則斷開所述第一電子充電開關(guān)，當(dāng)鋰電池兩端的電壓低于充電電壓閾值，接通所述第一電子充電開關(guān)；
所述保護(hù)鋰電池充電的步驟:當(dāng)鋰電池兩端的電壓高出充電電壓閾值、且斷開所述第一電子充電開關(guān)的命令未能使第一電子充電開關(guān)斷開時，判斷鋰電池兩端的電壓是否高出保護(hù)充電電壓閾值，如果高于則斷開所述第二電子充電開關(guān)，此時電流放大電路輸出一個大電流至阻性發(fā)熱元件將所述溫度熱敏保險絲熔斷，切斷充電回路。
[0011]方案進(jìn)一步是:所述保護(hù)充電電壓閾值高出充電電壓閾值10%至20%。
[0012]方案進(jìn)一步是:所述溫度熱敏保險絲是80°C至250°C溫度熔斷型保險絲，所述熔斷型保險絲被固定在一個電絕緣殼體中，殼體兩端設(shè)置有接線端子，所述阻性發(fā)熱元件是電阻絲，所述電阻絲纏繞在電絕緣殼體的表面，電阻絲的外面有電絕緣保溫材料覆蓋。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡單，本發(fā)明的連接與保護(hù)方式，可以實現(xiàn)鋰電池安全充電，防止因過充電而導(dǎo)致鋰電池起火。此電路的優(yōu)點還在于，正常情況下，不會出現(xiàn)溫度保險絲的誤動作；只有在第一電子充電開關(guān)失效并且為短路失效后，同時在光伏充電的情況下才可能觸發(fā)溫度保險絲。也就是兩個條件同時具備時，保險絲才能動作，這大大減小由于保險絲的誤動作所產(chǎn)生的維護(hù)成本。
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細(xì)描述。
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