一种便携式仪器用本质安全型电池模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式仪器用本质安全型电池模块，包括绝缘外壳，绝缘外壳内设有电池，电池上方设有与其电连接的PCB板，PCB板上布设有对应的电路元件，绝缘外壳内的上部于对应的电路元件的上方为采用绝缘材料浇封的浇封层；PCB板及对应的电路元件构成该电池模块的控制电路，绝缘外壳上设有用于引出对应导线的出线孔。本实用新型专利技术的便携式仪器用本质安全型电池模块采用一体化结构，其控制电路直接与电池正、负极相连，消除了导线、二极管等电阻的影响，保证了精确的充电过程控制。电池模块通过导线与充电电源、仪器主板相连接，适用于本质安全型的便携式仪器、仪表的电池供电。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种便携式仪器用本质安全型电池模块，包括绝缘外壳，绝缘外壳内设有电池，电池上方设有与其电连接的PCB板，PCB板上布设有对应的电路元件，绝缘外壳内的上部于对应的电路元件的上方为采用绝缘材料浇封的浇封层；PCB板及对应的电路元件构成该电池模块的控制电路，绝缘外壳上设有用于引出对应导线的出线孔。本技术的便携式仪器用本质安全型电池模块采用一体化结构，其控制电路直接与电池正、负极相连，消除了导线、二极管等电阻的影响，保证了精确的充电过程控制。电池模块通过导线与充电电源、仪器主板相连接，适用于本质安全型的便携式仪器、仪表的电池供电。【专利说明】
本技术涉及一种便携式仪器用本质安全型电池模块。 一种便携式仪器用本质安全型电池模块
技术介绍
在使用可充电电池供电的本安型便携式仪器领域，公知的结构是便携式仪器和充 电器是两个相对独立的电器，便携式仪器内部安装有可充电电池，电池依靠设置在仪器壳 体上的充电电极与充电器连接，进行充电。在充电电路中，由于便携式仪器充电电极与充电 器电极的接触电阻、导线电阻和阻塞二极管等效电阻的影响，充电器不能准确检测电池充 电状态，容易造成电池欠充或过充。欠充使电池容量达不到标称值，减少使用时间；锂离子 电池长期过充则会严重影响电池性能，甚至发生爆炸。 另外，便携式仪器为本安防爆型，可以在有爆炸危险的场所使用；而充电器为非防 爆电器，只能在安全场所为便携式仪器充电，这就为便携式仪器的充电带来了不便。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种便携式仪器用本质安全型电池模块，以解决现在的 便携式仪器的充电器不能准确检测便携式仪器电池充电状态的问题。 为了实现以上目的，本技术所采用的技术方案是：一种便携式仪器用本质安 全型电池模块，包括绝缘外壳，绝缘外壳内设有电池，所述电池上方设有与其电连接的PCB 板，PCB板上布设有对应的电路元件，绝缘外壳内的上部于对应的电路元件的上方为采用 绝缘材料浇封的浇封层；所述PCB板及对应的电路元件构成该电池模块的控制电路，所述 控制电路包括充电控制器，充电控制器的电池连接端与电池正极连接，其充电输入端用于 与充电电源正极连接；所述绝缘外壳上设有用于引出对应导线的出线孔，所述对应导线至 少包括用于与充电电源正极连接的导线、用于与电池正极连接的导线和用于与电池负极连 接的导线。 所述对应导线与一电路插头连接，所述电路插头上至少设有与电池正极连接的放 电正极端、与电池负极连接的负极端和用于与充电电源正极连接的充电正极端。 所述电池正极连接有一个放电安全电阻。 所述充电控制器的充电输入端用于通过阻塞二极管与充电电源连接。 所述对应导线还包括用于与充电控制器的充电状态指示端连接的导线，所述电路 插头上还设有与该导线对应连接的用于指示充电状态的信号指示端。 所述电池内设有NTC电阻，该NTC电阻的信号输出端与充电控制器的电池温度检 测输入端连接，该充电控制器的电池温度检测输入端连接有一个电阻分压检测电路。 所述充电控制器的充电输入端连接有一个旁路电容C1 ;充电控制器的电池连接 端与地之间连接有一个输出电容C2。 本技术的便携式仪器用本质安全型电池模块将自动充电控制电路设计在一 块PCB印刷电路板上，和可充电电池正确连接后一起安装在一个绝缘材料制成的壳体里， 将充电电源的正、负极、电池正极用导线引出，壳体采用绝缘材料浇封，构成电源模块。该 电池模块采用一体化结构，其控制电路直接与电池正、负极相连，消除了导线、二极管等电 阻的影响，能够按照电池充电特性，自动精确控制充电过程。另一方面，由于电池模块内置 自动充电控制电路，充电时，只需外部提供一个普通的6?7V、5W左右的直流电源即可，不 须专用的充电器。电池模块通过导线与充电电源、仪器主板相连接，适用于本质安全型的便 携式仪器、仪表的电池供电。 在电池模块的控制电路上连接放电安全电阻和阻塞二极管，合理选择安全电阻的 阻值和功率，即可限制电池放电电流，使输出能量在规定的实验条件下产生的电火花或热 效应均不得点燃规定的爆炸性气体混合物，实现电池模块的本质安全型防爆性能。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术电池模块的结构原理图； 图2是本技术电池模块的电气原理图； 图3是本技术电池模块的充电过程示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图及具体的实施例对本技术进行进一步介绍。 如图1所示为本技术便携式仪器用本质安全型电池模块的结构原理图，由图 可知，该电池模块包括绝缘外壳1，绝缘外壳1内设有电池2,电池上方设有与其电连接的 PCB板3, PCB板上布设有对应的电路元件5,绝缘外壳1内的上部于对应的电路元件的上方 为采用绝缘材料浇封的浇封层6 ;PCB板3及对应的电路元件4构成该电池模块的控制电 路；绝缘外壳上设有用于引出对应导线3的出线孔（图中未示出），对应导线至少包括用于 与充电电源正极连接的导线、用于与电池正极连接的导线和用于与电池负极连接的导线。 如图2所示，该控制电路包括充电控制器U1，充电控制器的电池连接端BAT与电 池 E正极连接，其充电输入端Vin用于与充电电源正极连接。对应导线与一电路插头J1连 接，电路插头上至少设有与电池正极连接的放电正极端（管脚3)、与电池负极连接的负极 端（管脚2)和用于与充电电源正极连接的充电正极端（管脚1)。 绝缘外壳采用抗静电绝缘材料制成，PCB板和电池正确连接、调试好后一起装入外 壳中，引出导线从出线孔引出。PCB电路板与电池的连线要尽可能短，减小导线等效电阻。 安装完成后，用环氧树脂或其他绝缘材料进行浇封，自由面浇封厚度大于1毫米。 为了保证电池模块的本质安全性能，如图2所示，在电池 E的正极连接有一个放电 安全电阻R6 ;充电控制器的充电输入端Vin用于通过阻塞二极管D1和D2与充电电源的正 极连接。 另外，本技术的对应导线还包括用于与充电控制器的充电状态指示端连接的 导线，电路插头J1上还设有与该导线对应连接的用于指示充电状态的信号指示端（管脚 4)。 充电控制器U1是适用一节锂离子或锂聚合物电池的线性充电控制器，内置的功 率晶体管对电池进行恒流和恒压充电。充电电流用外部电阻R2编程设定，最大持续充电电 流可达500mA。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过115 °C时自动降低充电电流，具 有过热保护功能。 为了防止温度过高或者过低对电池造成的损害，该充电控制器内部集成有电池温 度监测电路。电池内设有NTC电阻R5,该NTC电阻的信号输出端与充电控制器的电池温度 检测输入端连接，该充电控制器的电池温度检测输入端TEMP连接有一个由电阻R1和R2构 成的电阻分压检测电路，R1和R2的值要根据电池的温度监测范围和热敏电阻的电阻值来 确定。电池组温度信号通过R5和R3、R4的电阻检测网络接入U1的1脚TEMP，电池温度监 测是通过测量TEMP管脚的电压实现的，TEMP管脚的电压是由电池内的NTC热敏电阻和电 阻分压网络实现的，当充电过程中温度过高或过低时，暂停充电，保护电池，温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式仪器用本质安全型电池模块，其特征在于：包括绝缘外壳，绝缘外壳内设有电池，所述电池上方设有与其电连接的PCB板，PCB板上布设有对应的电路元件，绝缘外壳内的上部于对应的电路元件的上方为采用绝缘材料浇封的浇封层；所述PCB板及对应的电路元件构成该电池模块的控制电路，所述控制电路包括充电控制器，充电控制器的电池连接端与电池正极连接，其充电输入端用于与充电电源正极连接；所述绝缘外壳上设有用于引出对应导线的出线孔，所述对应导线至少包括用于与充电电源正极连接的导线、用于与电池正极连接的导线和用于与电池负极连接的导线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周瑛，袁本银，张红军，李宝红，聂海全，关晓，路亚娟，袁瑞，雪金海，王永，王婷，张明明，
申请(专利权)人：国家电网公司，河南平高电气股份有限公司，平高集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11