一种锂电池预充电电路制造技术

本发明专利技术提供一种锂电池预充电电路，为了解决锂电池预充电电路的输出精度问题，提高锂电池使用寿命和预充电后的一致性。包括主控MCU、DA芯片、分流器、集成运放N2A、N2B、N3C、N1A、N1D、三极管Q2、可变增益放大器N4、充电MOS管Q1和6.5V直流电源；当电流反馈信号V4等于电流设定信号V3时，恒流环开始起作用，保证电池充电电流不超过设定值。当电池电压信号V2等于电压设定信号V1时，恒压环开始起作用，保证电池充电电压不超过设定值。由主控MCU调整Vref1和Vref3来修正运放电路及DA芯片的分辨率误差造成的电压设定值参数不准，从而高精度控制电池充电电压和电池充电电流。

A Precharging Circuit for Lithium Batteries

The invention provides a lithium battery pre-charging circuit, in order to solve the output accuracy problem of the lithium battery pre-charging circuit, improve the service life of the lithium battery and the consistency after pre-charging. Including MCU, DA chip, shunt, integrated operational amplifier N2A, N2B, N3C, N1A, N1D, transistor Q2, variable gain amplifier N4, charging MOS Q1 and 6.5V DC power supply; when current feedback signal V4 equals current setting signal V3, constant current loop starts to work to ensure that the battery charging current does not exceed the set value. When the battery voltage signal V2 equals the voltage setting signal V1, the constant voltage ring starts to work to ensure that the battery charging voltage does not exceed the set value. Vref1 and Vref3 are adjusted by MCU to correct the inaccuracy of voltage setting parameters caused by resolution errors of op-amp circuit and DA chip, so as to control battery charging voltage and current accurately.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池预充电电路
本专利技术涉及锂电池充放电设备
，特别涉及一种锂电池预充电电路。
技术介绍
锂电池因具有高能量密度、循环寿命高、无记忆效应、无污染等优点得到了广泛的应用。由于锂电池电学特性的原因，锂电池需要预充电，预充电电路的精度、限流性能、可靠性影响着锂电池的寿命。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所述问题，本专利技术提供一种锂电池预充电电路，为了解决锂电池预充电电路的输出精度问题，提高锂电池使用寿命和预充电后的一致性，预充电电路电压、电流基准信号V1，V3分别由2路基准信号做减法得到。相比传统电路单路基准信号控制大大提高了控制精度，进而保证了电池充电后一致性更高，提高了电池后期成组的使用寿命。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种锂电池预充电电路，包括主控MCU、DA芯片、分流器、集成运放N2A、N2B、N3C、N1A、N1D、可变增益放大器N4、三极管Q2、充电MOS管Q1和6.5V直流电源；所述的锂电池预充电电路的预充电过程如下：(1)所述的主控MCU通过数据引脚连接DA芯片，根据充电电池的预充电电压设定值通过DA芯片输出Vref1、Vref2基准电压值，Vref1、Vref2经过由集成运放N3C及电阻R11、R15组成的运放减法器计算得出充电电池的预充电电压设定信号V1；(2)所述的主控MCU还根据充电电池的预充电电流设定值通过DA芯片输出Vref3、Vref4参数值，Vref3、Vref4经过由集成运放N2B及电阻R17、R16组成的运放减法器将Vref3、Vref4转换成电流设定信号V3；(3)集成运放N2A及电阻R4、R6、R1、R7组成的运放减法器的输入端连接锂电池的电压两端：V+、V-，将锂电池的两端电压检测值转换成电压反馈信号V2；(4)锂电池充电回路的电流依次经过分流器及可变增益放大器N4，将电流信号转换成电流反馈信号V4；(5)主控MCU的充电使能信号通过电阻R8、三极管Q2、二极管D1控制锂电池的充电开关：充电MOS管Q1，当充电使能信号有效时，三极管Q2导通，从而使充电MOS管Q1导通，6.5V电源经过MOS管给锂电池充电；(6)电流设定信号V3及电流反馈信号V4分别输入集成运放N1D的两个输入端，由集成运放N1D及二极管D3、电容C6组成电流环起到恒流作用，当电流反馈信号V4等于电流设定信号V3时，恒流环开始起作用通过控制MOS管Q1的GS电压来实现电流恒定，保证电池充电电流不超过设定值；(7)电压设定信号V1及电压反馈信号V2分别输入集成运放N1A的两个输入端，由集成运放N1A及二极管D4、电容C1组成电压环起到限压得作用，当电池电压信号V2等于电压设定信号V1时，N1A运放、二极管D4组成的恒压环开始起作用通过控制MOS管Q1的GS电压来实现电压恒定，保证电池充电电压不超过设定值。所述的预充电电压设定信号V1由集成运放N3C及电阻R11、R15组成的运放减法器计算得出，V1＝K2*(Vref2/K1-Vref1/K1)；为了修正运放电路及DA芯片的分辨率误差造成的电压设定值参数不准，由主控MCU调整Vref1的参数值来修正和校准电压设定值信号V1，从而高精度控制电池充电电压。所述的预充电电流设定信号V3由集成运放N2B及电阻R16、R17组成的运放减法器计算得出，V3＝K4*(Vref4/K3-Vref3/K3)；为了修正运放电路及DA芯片的分辨率误差造成的电流设定值参数不准，由主控MCU调整Vref3的参数值来修正和校准电流设定值信号V3，从而高精度控制电池充电电流。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、预充电电路电压、电流基准信号V1，V3分别由2路基准信号做减法得到。相比传统电路单路基准信号控制大大提高了控制精度，进而保证了电池充电后一致性更高，提高了电池后期成组的使用寿命。2、本专利技术由集成运放N1D及二极管D3、电容C6组成电流环起到恒流作用，当电流反馈信号V4等于电流设定信号V3时，恒流环开始起作用通过控制MOS管Q1的GS电压来实现电流恒定，保证电池充电电流不超过设定值。3、本专利技术由集成运放N1A及二极管D4、电容C1组成电压环起到限压得作用，当电池电压信号V2等于电压设定信号V1时，N1A运放、二极管D4组成的恒压环开始起作用通过控制MOS管Q1的GS电压来实现电压恒定，保证电池充电电压不超过设定值。4、本专利技术的预充电电压设定信号V1由集成运放N3C及电阻R11、R15组成的运放减法器计算得出；通过调整减法器的电路参数值修正V1的计算结果；5、进一步地，为了修正运放电路及DA芯片的分辨率误差造成的电压设定值参数不准，由主控MCU调整Vref1的参数值来修正和校准电压设定值信号V1，从而高精度控制电池充电电压。6、本专利技术的预充电电流设定信号V3由集成运放N2B及电阻R16、R17组成的运放减法器计算得出；通过调整减法器的电路参数值修正V3的计算结果；7、进一步地，为了修正运放电路及DA芯片的分辨率误差造成的电流设定值参数不准，由主控MCU调整Vref3的参数值来修正和校准电流设定值信号V3，从而高精度控制电池充电电流。附图说明图1是本专利技术的主控MCU及DA芯片电路图；图2是本专利技术的锂电池预充电电路图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术提供的具体实施方式进行详细说明。如图1-2所示，一种锂电池预充电电路，包括主控MCU、DA芯片、分流器、集成运放N2A、N2B、N3C、N1A、N1D、可变增益放大器N4、三极管Q2、充电MOS管Q1和6.5V直流电源；图1-2的实施例中，主控MCU采用STM32F103R8、DA芯片采用12位DA芯片TLC5618、集成运放采用LM324、AD8221为可变增益放大器。所述的锂电池预充电电路的预充电过程如下：(1)所述的主控MCU通过数据引脚连接DA芯片，根据充电电池的预充电电压设定值通过DA芯片输出Vref1、Vref2基准电压值，Vref1、Vref2经过由集成运放N3C及电阻R11、R15组成的运放减法器计算得出充电电池的预充电电压设定信号V1；(2)所述的主控MCU还根据充电电池的预充电电流设定值通过DA芯片输出Vref3、Vref4参数值，Vref3、Vref4经过由集成运放N2B及电阻R17、R16组成的运放减法器将Vref3、Vref4转换成电流设定信号V3；(3)集成运放N2A及电阻R4、R6、R1、R7组成的运放减法器的输入端连接锂电池的电压两端：V+、V-，将锂电池的两端电压检测值转换成电压反馈信号V2；(4)锂电池充电回路的电流依次经过分流器及可变增益放大器N4，将电流信号转换成电流反馈信号V4；(5)主控MCU的充电使能信号通过电阻R8、三极管Q2、二极管D1控制锂电池的充电开关：充电MOS管Q1，当充电使能信号有效时，三极管Q2导通，从而使充电MOS管Q1导通，6.5V电源经过MOS管给锂电池充电；(6)电流设定信号V3及电流反馈信号V4分别输入集成运放N1D的两个输入端，由集成运放N1D及二极管D3、电容C6组成电流环起到恒流作用，当电流反馈信号V4等于电流设定信号V3时，恒流环开始起作用通过控制MOS管Q1的GS电压来实现电流恒定，保证电池充电电流不超过设定值；(7)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池预充电电路，其特征在于，包括主控MCU、DA芯片、分流器、集成运放N2A、N2B、N3C、N1A、N1D、可变增益放大器N4、三极管Q2、充电MOS管Q1和6.5V直流电源；所述的锂电池预充电电路具体为：(1)所述的主控MCU通过数据引脚连接DA芯片，根据充电电池的预充电电压设定值通过DA芯片输出Vref1、Vref2基准电压值，Vref1、Vref2经过由集成运放N3C及电阻R11、R15组成的运放减法器计算得出充电电池的预充电电压设定信号V1；(2)所述的主控MCU还根据充电电池的预充电电流设定值通过DA芯片输出Vref3、Vref4参数值，Vref3、Vref4经过由集成运放N2B及电阻R17、R16组成的运放减法器将Vref3、Vref4转换成电流设定信号V3；(3)集成运放N2A及电阻R4、R6、R1、R7组成的运放减法器的输入端连接锂电池的电压两端：V+、V‑，将锂电池的两端电压检测值转换成电压反馈信号V2；(4)锂电池充电回路的电流依次经过分流器及可变增益放大器N4，将电流信号转换成电流反馈信号V4；(5)主控MCU的充电使能信号通过电阻R8、三极管Q2、二极管D1控制锂电池的充电开关：充电MOS管Q1，当充电使能信号有效时，三极管Q2导通，从而使充电MOS管Q1导通，6.5V电源经过MOS管给锂电池充电；(6)电流设定信号V3及电流反馈信号V4分别输入集成运放N1D的两个输入端，由集成运放N1D及二极管D3、电容C6组成电流环起到恒流作用，当电流反馈信号V4等于电流设定信号V3时，恒流环开始起作用通过控制MOS管Q1的GS电压来实现电流恒定，保证电池充电电流不超过设定值；(7)电压设定信号V1及电压反馈信号V2分别输入集成运放N1A的两个输入端，由集成运放N1A及二极管D4、电容C1组成电压环起到限压得作用，当电池电压信号V2等于电压设定信号V1时，N1A运放、二极管D4组成的恒压环开始起作用通过控制MOS管Q1的GS电压来实现电压恒定，保证电池充电电压不超过设定值。...

【技术特征摘要】
1.一种锂电池预充电电路，其特征在于，包括主控MCU、DA芯片、分流器、集成运放N2A、N2B、N3C、N1A、N1D、可变增益放大器N4、三极管Q2、充电MOS管Q1和6.5V直流电源；所述的锂电池预充电电路具体为：(1)所述的主控MCU通过数据引脚连接DA芯片，根据充电电池的预充电电压设定值通过DA芯片输出Vref1、Vref2基准电压值，Vref1、Vref2经过由集成运放N3C及电阻R11、R15组成的运放减法器计算得出充电电池的预充电电压设定信号V1；(2)所述的主控MCU还根据充电电池的预充电电流设定值通过DA芯片输出Vref3、Vref4参数值，Vref3、Vref4经过由集成运放N2B及电阻R17、R16组成的运放减法器将Vref3、Vref4转换成电流设定信号V3；(3)集成运放N2A及电阻R4、R6、R1、R7组成的运放减法器的输入端连接锂电池的电压两端：V+、V-，将锂电池的两端电压检测值转换成电压反馈信号V2；(4)锂电池充电回路的电流依次经过分流器及可变增益放大器N4，将电流信号转换成电流反馈信号V4；(5)主控MCU的充电使能信号通过电阻R8、三极管Q2、二极管D1控制锂电池的充电开关：充电MOS管Q1，当充电使能信号有效时，三极管Q2导通，从而使充电MOS管Q1导通，6.5V电源经过MOS管给锂电池充电；(6)电流设定信号V3及电流反馈信号V4分别输入集成运放N1D的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洋，赵建东，刘俊玲，崔博，王寅虎，季维鸿，任波，魏秋瑾，郑伟，
申请(专利权)人：鞍钢集团工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21