一种电池保护与充放电管理系统架构技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电池保护与充放电管理系统架构，包括：调压电路，控制电路，待充放电电池；电源供电端与调压电路电连接；调压电路分别与控制电路以及待充放电电池两端电连接；所述控制电路判断所述待充放电电池的充放电状态，并根据充放电状态、所述电源供电端的电压，以及所述待充放电电池的当前电压值调整所述调压电路，进一步的根据所述电池充放电控制系统中设置的正负极保护控制端不同，并对所述调压电路构建对应的电池充放电与保护结构。在本实用新型专利技术中，解决了现有技术中由于在控制电路中使用多个开关管进行电连接，造成功耗过大，以及电路结构复杂的问题。

A battery protection and charge discharge management system architecture

【技术实现步骤摘要】
一种电池保护与充放电管理系统架构
本技术涉及电源供电
，尤其涉及一种电池保护与充放电管理系统架构。
技术介绍
可充放电电池组在对外供电时将所有的可充放电电池一起放电，充电时也是整体进行充电，由于可充放电电池的个体化差异，使得部分可充放电电池被过充电、部分可充放电电池被过放电，如果不能及时发现，将会极大降低可充放电电池的使用寿命，使可充放电电池组提前报废，造成很大浪费。因此，一般的可充放电电池组内都设置有控制电路等，进行保护控制，在现有的在可充放电电池管理电路中，通常需要充电电路，放电电路以及电池保护电路，过去的方案中，这三者是分开的，导致电路结构不优化，成本高，电路损耗大；参考图13所示；目前电池管理传统方式，需要六个开关MOS和两个电感实现给电芯的充电，放电，以及保护功能，结构复杂，成本高。而且一旦设计完成，充电DC/DC与放电DC/DC的升压或者降压工作模式也就固定下来了，不能灵活配置。在整个充电或放电回路中，会看到三个MOS开关和一个电感串联，增加了串联阻抗，也就增加了损耗，效率低，发热量高。基于以上存在的技术问题，本技术提供了解决以上技术问题的技术方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电池保护与充放电管理系统架构，在本技术中只需要通过4个开关管就可以实现现有技术的技术方案，解决了功耗过大的问题，同时解决了由于开关管过多造成的成本过高的问题。本技术提供的技术方案如下：一种电池保护与充放电管理系统架构，包括：调压电路，控制电路；电源供电端与调压电路电连接；所述调压电路分别与所述控制电路以及所述待充放电电池两端电连接；所述控制电路判断所述待充放电电池的充放电状态，并根据充放电状态、所述电源供电端的电压，以及所述待充放电电池的当前电压值调整所述调压电路，进一步的根据所述电池充放电控制系统中设置的正负极保护控制端不同，并对所述调压电路构建对应的电池充放电与保护结构。进一步优选的，包括：所述调压电路由4个开关管第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及1个电感组成；4个所述开关管的对应控制端分别与所述控制电路电连接；第一开关管与第二开关管的公共连接端与电感的一端连接；第三开关管与第四开关管的公共连接端与电感的另一端连接；且通过所述控制电路，控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、以及所述第四开关的工作状态，调整所述电池充放电、以及保护控制结构。在本技术中，解决了现有技术中由于在控制电路中使用多个开关管进行连接，造成功耗过大，以及电路结构复杂的问题；在本技术中只需要通过4个开关管就可以实现现有技术的技术方案，解决了功耗过大的问题，同时解决了由于开关管过多造成的成本过高的问题；使其控制系统的更加稳定可靠，减小了功耗，从另一方面将增加了使用寿命。进一步优选的，包括：所述控制电路包括：信号反馈选择器、误差放大器、PWM调制器、检测信号比较器、模式选择比较器、逻辑控制电路，以及译码器；所述信号反馈选择器与所述误差放大器的输入端电连接；所述误差放大器的输出端与所述PWM调制器的信号输入端电连接；待检测电感电流输出端与PWM调制器的信号输入端电连接；所述PWM调制器的信号调控输出端与所述逻辑控制电路电连接；所述检测信号比较器的输入端接检测信号，所述检测信号比较器的输出端与所述逻辑控制电路信号输入端电连接，且所述逻辑控制电路的输出端与所述调压电路电连接；所述模式选择比较器接入分别与所述电源供电端的检测端以及所述待充放电电池检测端电连接，所述模式选择比较器的输出端与所述译码器的信号输入端电连接；所述译码器的信号输出端与所述逻辑控制电路信号控制端电连接。进一步优选的，包括：检测信号经由所述检测信号比较器后将输出比较结果输入至所述逻辑控制电路；且通过所述译码器选择所述待充放电电池的充放电状态与升降压模式，并将所述待充放电电池为充放电状态与升降压模式发送至所述逻辑控制电路；所述逻辑控制电路控制所述调压电路中的开关管的工作状态，所述PWM调制器通过误差放大器反馈的所述检测信息以及所述电感电流检测信息，并调控输出的PWM波的占空比，进而控制所述待充放电电池两端电压与充电电流，以及所述电源供电两端的电压与供电电流。进一步优选的，包括：当待充放电电池为充电状态时；判断电源供电端两端的电源电压是否大于待充放电电池两端的额定电压；当大于时，调整所述调压电路为降压充电模式；具体的包括：所述第一开关管、所述第二开关管以及所述电感构成降压结构，通过所述控制电路发送的控制信息控制所述降压结构，对所述电源供电端两端的电源电压进行降压处理，并将所述电源电压降压后对所述待充放电电池进行充电；当采用所述电池充放电控制系统的正极端保护结构时，所述第三开关管充电时处于常导通状态，所述第四开关设置为常断开状态；所述第一开关和所述第三开关同时关断形成所述待充放电电池与所述电源供电端的双向阻断结构；当采用所述电池充放电控制系统的负极端保护结构时，所述第三开关管处于常断开状态，所述第四开关充电时设置为常导通状态；所述第二开关和所述第四开关同时关断形成所述待充放电电池与所述电源供电端的双向阻断结构。进一步优选的，包括：当待充放电电池为充电状态时；判断电源供电端两端的电源电压是否大于待充放电电池两端的额定电压；当不大于时，调整所述调压电路为升压充电模式；具体的包括：所述电感、所述第三开关管以及所述第四开关管构成升压结构，通过所述控制电路发送的控制信息控制所述升压结构，对所述电源供电端两端的电源电压进行升压处理，并将所述电源电压升压后对所述待充放电电池进行充电；当采用所述电池充放电控制系统的正极端保护结构时，所述第一开关管充电时处于常导通状态，且所述第二开关设置为常断开状态；所述第一开关和所述第三开关同时关断形成所述待充放电电池与所述电源供电端的双向阻断结构；当采用所述电池充放电控制系统的负极端保护结构时，所述第一开关管处于常断开状态，且所述第二开关充电时设置为常导通状态；所述第二开关和所述第四开关同时关断形成所述待充放电电池与所述电源供电端的双向阻断结构。进一步优选的，包括：当待充放电电池为放电状态时；判断所述待充放电电池两端的电压是否大于所述电源供电端两端的电压；当大于时，调整所述调压电路为降压放电模式；具体的包括：所述电感、所述第三开关管以及所述第四开关管构成降压放电结构，通过所述控制电路发送的控制信息控制所述降压放电结构，对所述待充放电电池两端的电压进行降压处理，并加载在所述电源供电端；当采用所述电池充放电控制系统的正极端保护结构时，所述第一开关管放电时处于常导通状态，所述第二开关设置为常断开状态；且所述第一开关和所述第三开关同时关断形成所述待充放电电池与所述电源供电端的双向阻断结构；当采用所述电池充放电控制系统的负极端保护结构时，所述第一开关管处于常断开状态，且所述第二开关放电时设置为常导通状态；所述第二开关和所述第四开关同时关断形成所述待充放电电池与所述电源供电端的双向阻断结构。进一步优选的，包括：当待充放电电池为放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池保护与充放电管理系统架构，其特征在于，包括：调压电路，控制电路，待充放电电池；/n电源供电端与调压电路电连接；/n所述调压电路分别与所述控制电路以及所述待充放电电池两端电连接；/n所述控制电路判断所述待充放电电池的充放电状态，并根据充放电状态、所述电源供电端的电压，以及所述待充放电电池的当前电压值调整所述调压电路，进一步的根据电池充放电控制系统中设置的正负极保护控制端不同，并对所述调压电路构建对应的电池充放电与保护结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池保护与充放电管理系统架构，其特征在于，包括：调压电路，控制电路，待充放电电池；
电源供电端与调压电路电连接；
所述调压电路分别与所述控制电路以及所述待充放电电池两端电连接；
所述控制电路判断所述待充放电电池的充放电状态，并根据充放电状态、所述电源供电端的电压，以及所述待充放电电池的当前电压值调整所述调压电路，进一步的根据电池充放电控制系统中设置的正负极保护控制端不同，并对所述调压电路构建对应的电池充放电与保护结构。


2.根据权利要求1所述的电池保护与充放电管理系统架构，其特征在于，包括：
所述调压电路由4个开关管第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及1个电感组成；
4个所述开关管的对应控制端分别与所述控制电路电连接；
第一开关管与第二开关管的公共连接端与电感的一端连接；
第三开关管与第四开关管的公共连接端与电感的另一端连接；
且通过所述控制电路，控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、以及所述第四开关的工作状态，调整所述电池充放电、以及保护控制结构。


3.根据权利要求2所述的电池保护与充放电管理系统架构，其特征在于，所述控制电路包括：信号反馈选择器、误差放大器、PWM调制器、检测信号比较器、模式选择比较器、逻辑控制电路，以及译码器；
所述信号反馈选择器与所述误差放大器的输入端电连接；所述误差放大器的输出端与所述PWM调制器的信号输入端电连接；待检测电感电流输出端与PWM调制器的信号输入端电连接；所述PWM调制器的信号调控输出端与所述逻辑控制电路电连接；
所述检测信号比较器的输入端接检测信号，所述检测信号比较器的输出端与所述逻辑控制电路信号输入端电连接，且所述逻辑控制电路的输出端与所述调压电路电连接；
所述模式选择比较器接入分别与所述电源供电端的检测端以及所述待充放电电池检测端电连接，所述模式选择比较器的输出端与所述译码器的信号输入端电连接；
所述译码器的信号输出端与所述逻辑控制电路信号控制端电连接。


4.根据权利要求3所述的电池保护与充放电管理系统架构，其特征在于，包括：
检测信号经由所述检测信号比较器后将输出比较结果输入至所述逻辑控制电路；且通过所述译码器选择所述待充放电电池的充放电状态与升降压模式，并将所述待充放电电池为充放电状态与升降压模式发送至所述逻辑控制电路；所述逻辑控制电路控制所述调压电路中的开关管的工作状态，所述PWM调制器通过误差放大器反馈的检测信息以及电感电流检测信息，并调控输出的PWM波的占空比，进而控制所述待充放电电池两端电压与充电电流，以及所述电源供电两端的电压与供电电流。


5.根据权利要求2所述的电池保护与充放电管理系统架构，其特征在于，包括：
当待充放电电池为充电状态时；判断电源供电端两端的电源电压是否大于待充放电电池两端的额定电压；
当大于时，调整所述调压电路为降压充电模式；
具体的包括：所述第一开关管、所述第二开关管以及所述电感构成降压结构，通过所述控制电路发送的控制信息控制所述降压结构，对所述电源供电端两端的电源电压进行降压处理，并将电源电压降压后对所述待充放电电池进行充电；
当采用所述电池充放电控制系统的正极端保护结构时，所述第三开关管充电时处于常导通状态，所述第四开关设置为常断开状态；所述第一开...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宪伟，
申请(专利权)人：曾宪伟，
类型：新型
国别省市：上海;31