一种锂电池组充放电保护电路制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种锂电池组充放电保护电路，所述锂电池组正负极分别与外接电源或外部设备的正负极相连，所述保护电路包括电池管理模块、控制单元MCU，所述MCU一输出端口与放电控制信号放大器U2的输入端口相连，另一输出端口与充电控制信号放大器U1的输入端口相连，所述放电控制信号放大器U2的输出端口与放电MOSFET的栅极相连，所述充电控制信号放大器U1的输出端口与充电MOSFET的栅极相连，所述放电MOSFET及充电MOSFET的源极都接地。本发明专利技术解决了现有充电保护电路中MOSFET的源极没有接地，需要增加隔离电路对它进行驱动的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及锂电池
，尤其涉及一种锂电池组充放电保护电路。
技术介绍
随着现代社会环保的要求，电池的应用越来越广泛，其中锂电池具有放电电压稳定、自放电率低、寿命长、能量密度大，重量轻，体积小等诸多优点，近年来被广泛利用。例如，在电动车、电动工具、太阳能发电、电源备电的领域有着广泛的应用。目前常用的锂电池充放电回路主要有两种方式:1、充电和放电回路分开，常用领域:手机，PC,电动工具，电动车。2、充电和放电回路共用，常用领域:UPS、太阳能逆变器、电源备电。此种回路方式请参见图1所示。随着锂电池组充放电次数的增加，电池可能会过充、过放或不平衡等一系列故障，因此为了使锂电池组安全可靠的工作，通常会对锂电池组整体设置保护电路。针对上述充电和放电回路共用的回路方式，通常会采用如图2所示的继电器方式的保护电路。其工作原理大致如下:当检测到外部有电压时，闭合继电器，对电池组充电，在充电过程中，当检测到电池组充满后，断开继电器防止过充；当发现外部无电压时，闭合继电器，由电池向外放电，放电过程中，当检测到电池组放空后，断开继电器防止过放。然后，这种继电器方式的保护电路，在电池充满情况下，继电器断开，在检测到外部掉电到继电器闭合有一个时差，会导致电压短时跌落，影响电路的可靠性和稳定性。为解决上述问题，可采用金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor, M0SFET)的保护电路，如图3所示，在输出负极和电池负极串入2个反向放置的N沟道M0SFET，放电M0SFET的源极接电池负极，充电M0SFET的源极接输出负极。其工作原理大致如下:电池组充满后，关断充电M0SFET，由于M0SFET集成的二极管的原因，此时放电回路还是通的，不影响系统对外放电；电池放空后，关断放电M0SFET，此时充电回路是通的，当外部有供电时，不影响系统充电。然而，由于图3中充电M0SFET的源极没有接地，需要增加隔离电路对它进行驱动。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种锂电池组充放电保护电路及方法，简化保护电路中驱动电路以降低系统成本。本专利技术实施例的锂电池组充放电保护电路，所述锂电池组正负极分别与外接电源或外部设备的正负极相连，所述保护电路包括电池管理模块、控制单元MCU，所述MCU —输出端口与放电控制信号放大器U2的输入端口相连，另一输出端口与充电控制信号放大器U1的输入端口相连，所述放电控制信号放大器U2的输出端口与放电M0SFET的栅极相连，所述充电控制信号放大器U1的输出端口充电M0SFET的栅极相连，所述放电M0SFET及充电M0SFET的源极都接地，其中:所述电池管理模块，两端分别连接锂电池组及所述MCU，用于检测锂电池组的当前电压值；所述MCU，用于将检测到的锂电池组的当前电压值与预设安全电压值范围进行比对；所述MCU，还用于当所述当前电压值低于所述预设安全电压值范围时，释放低电平信号给放电控制信号放大器U2，所述低电平信号经放大后输出给放电M0SFET以控制放电M0SFET进入截止状态；及所述MCU，还用于当所述当前电压值高于所述预设安全电压值范围时，释放低电平信号给充电控制信号放大器U1，所述低电平信号经放大后输出给充电M0SFET以控制充电M0SFET进入截止状态。由于本专利技术实施例中提供的充放电保护电路采用的充电M0SFET和放电M0SFET源极都接地，无需额外增加驱动作用的隔离电路。因此，采用本专利技术实施例的锂电池组充放电保护电路可简化保护电路从而降低保护电路的系统成本。【附图说明】图1为现有技术的充电和放电回路共用的电路示意图；图2为现有技术的采用继电器方式的保护电路示意图；图3为现有技术的采用M0SFET的保护电路示意图；图4为本专利技术实施例一提供的锂电池组充放电保护电路示意图；及图5为本专利技术实施例二提供的锂电池组充放电保护电路工作流程示意图。【具体实施方式】下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图4为本专利技术实施例一提供的一种锂电池组充放电保护电路，所述锂电池组充放电保护电路应用于充电领域以对锂电池组充电过程及放电过程提供电路保护以防止过充及过放，从而提高锂电池组的使用寿命。由于本实施例中的充放电保护电路中采用了 M0SFET来进行充放电过程的保护，因此现将充电过程中对电路保护的M0SFET称为充电M0SFET，将放电过程中对电路保护的M0SFET称为放电M0SFET。所述充电M0SFET及放电M0SFET可以是N沟道M0SFET。如图所示，所述锂电池组充放电保护电路包括电池管理模块、控制单元MCU，所述MCU 一输出端口与放电控制信号放大器U2的输入端口相连，所述放电控制信号放大器U2的输出端口与放电M0SFET的栅极G相连；另一输出端口与充电控制信号放大器U1的输入端口相连，所述充电控制信号放大器U1的输出端口与充电M0SFET的栅极G相连，所述放电M0SFET及充电M0SFET的源极S都接地。由于放电M0SFET及充电M0SFET的源极S都接地，因此无需额外去增加驱动作用的隔离电路，从而简化保护电路以降低系统成本。其中，放电M0SFET的漏极D与外接电源负极V-相连，充电M0SFET的漏极D与锂电池组负极相连。所述锂电池的正负极可以分别与外部电源或外部设备的正负极(v+，v-)分别连接以提供对锂电池进行充放电。所述锂电池组至少包括串联连接的两组锂电池，以对外部设备提供足够电压。其中所述电池管理模块，两端分别连接锂电池组及所述MCU，检测锂电池组的当前电压值，并将所述检测到的锂电池组的当前电压值传送到所述MCU。所述MCU将检测到的锂电池组的当前电压值与预设安全电压值范围进行比对。所述预设安全电压值范围可以根据实际需求进行调整。在所述预设安全电压值范围内，所述锂电池组处于正常工作状态。具体的，所述MCU将锂电池组当前电压值与预设安全电压值范围进行比对过程具体包括:判断锂电池组的当前电压值是否超过预设安全电压值范围；及当锂电池组的当前电压值超过预设安全电压值范围时，判断所述当前电压值是低于还是高于所述预设安全电压值范围。示例性的，可以将预设安全电压值范围设为VI?V2(V1〈V2)，锂电池组的当前电压值为V。若V1〈V〈V2时，则表明锂电池组当前电压值V处于预设安全电压值范围，锂电池组处于正常工作状态，所述MCU释放高电平信号给充电控制信号放大器U1及放电控制信号放大器U2，所述高电平信号经放大后输出给充电M0SFET及放电M0SFET以控制充电M0SFET及放电M0SFET进入导通状态。相反地，若V>V2或V〈V1，则表明锂电池组当前电压值V超过预设安全电压值范围，锂电池组处于异常状态，所述MCU针对上述不同情况分别释放低电平信号以控制充电M0SFET或放电M0SFET进入截止状态以防止过充或过放。所述控制过程具体如下:所述MCU在当所述当前电压值低于所述预设安全电压值范围时，即V〈V1，释放低电平信号给放电控制信号放大器U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池组充放电保护电路，所述锂电池组正负极分别与外接电源或外部设备的正负极相连，所述保护电路包括电池管理模块、控制单元MCU，所述MCU一输出端口与放电控制信号放大器U2的输入端口相连，另一输出端口与充电控制信号放大器U1的输入端口相连，其特征在于，所述放电控制信号放大器U2的输出端口与放电MOSFET的栅极相连，所述充电控制信号放大器U1的输出端口充电MOSFET的栅极相连，所述放电MOSFET及充电MOSFET的源极都接地，其中：所述电池管理模块，两端分别连接锂电池组及所述MCU，用于检测锂电池组的当前电压值；所述MCU，用于将检测到的锂电池组的当前电压值与预设安全电压值范围进行比对；所述MCU，还用于当所述当前电压值低于所述预设安全电压值范围时，释放低电平信号给放电控制信号放大器U2，所述低电平信号经放大后输出给放电MOSFET以控制放电MOSFET进入截止状态；及所述MCU，还用于当所述当前电压值高于所述预设安全电压值范围时，释放低电平信号给充电控制信号放大器U1，所述低电平信号经放大后输出给充电MOSFET以控制充电MOSFET进入截止状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈文斌，李番军，施璐，高光辉，
申请(专利权)人：上海中兴派能能源科技有限公司，上海中兴新先进材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31