锂电池管理保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种锂电池管理保护装置，其特征在于，包括锂电池充电管理电路及自动升降压电路；所述锂电池充电管理电路用于涓流充电管理、恒流充电管理、恒压充电管理及充电截止管理；所述自动升降压电路用于在使用外部电源通过所述锂电池管理保护装置为便携设备供电时，通过外部电源直接为便携设备供电，并且在锂电池电压小于设定电压时，执行一边对锂电池充电，一边对便携设备供电动作。本实用新型专利技术能够防止重复充放电对电池造成老化，延长电池的寿命。

【技术实现步骤摘要】
锂电池管理保护装置
本技术属于锂电池充电管理
，具体涉及一种锂电池管理保护装置。
技术介绍
近年来，便携式设备的发展与普及大大提高了可充电电池的要求。锂电池凭借其能量密度低，使用寿命长，放电电压高和无记忆效应等独特特点，逐渐成为便携式电子设备供电的首选。锂电池在工作过程中的性能指标对整个电源系统正常运行有很大的影响。电池的重复循环使用以及充电过程等多种因素都会影响电池性能下降，电容量降低等老化问题。具体包括如下技术缺陷：1、充电时靠充电电源上的指示灯变化来确定电池是否充满，只要电压没有达到最高值，这样电池被反复充电，无充电监测，引起电池老化问题。2、常规锂电池的充电过程一般是恒压快速充电，锂电池损耗比较大。充电过程包括快速充电，连续充电和涓流充电。理论上来说，涓流充电是一种效率高致使电池完全充满电，低至可避免过度充电的充电方式。许多电池制造商建议不要长时间使用涓流充电。长时间涓流充电充电速率低，并且有时候断断续续。当电池充电时，最好的智能充电器只能进行临时的充电速率变化，他们并没有连续的低速率充电功能。3、常规的锂电池边充边用电路，当电池没电使用外部电源给系统(便携设备)供电，工作方式是外部电源-锂电池-系统。这样重复对锂电池充放电也会减少电池的寿命。4、无电量显示或者电量显示与电量出入比较大。使用不方便。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种锂电池管理保护装置，以解决上述技术问题。本技术提供了一种锂电池管理保护装置，包括锂电池充电管理电路及自动升降压电路；>所述锂电池充电管理电路用于涓流充电管理、恒流充电管理、恒压充电管理及充电截止管理；所述恒压充电管理包括：将锂电池电压调制在16.8V，精度控制在1％；所述恒流充电管理包括：通过外部电阻设置恒流充电电流；所述涓流充电管理包括：当锂电池电压小于11.2V时，通过所设置的恒流充电电流的15％进行涓流充电；所述恒压充电管理包括：当充电电流降低到外部电阻所设置的电流值时，执行充电截止管理，结束充电过程；所述充电截止管理包括：在充电结束状态，当监测到锂电池电压下降到16V时，自动开始新的充电周期；所述自动升降压电路用于在使用外部电源通过所述锂电池管理保护装置为便携设备供电时，通过外部电源直接为便携设备供电，并且在锂电池电压小于设定电压时，执行一边对锂电池充电，一边对便携设备供电动作。进一步地，所述锂电池充电管理电路包括电量显示及充电显示预留接口，用于连接外部LED进行显示。进一步地，所述锂电池充电管理电路还用于当输入电源掉电或者输入电压低于锂电池电压时，自动进入睡眠模式。与现有技术相比本技术的有益效果是：1)本产品当电池的电压低于设定电压值时，外部电源会对锂电池充电。当电池电压高于设定值时，外部电源不会对锂电池进行充电，防止重复充放电对电池造成老化。2)本产品充电方式为涓流充电(低压预充)，恒流充电，恒压充电以及充电截止四个阶段，这样可以延长电池的寿命。3)本产品采用自动升降压电路，当使用外部电源通过本产品给便携设备(系统)供电时，外部电源直接给系统供电，不会损耗电池的电量，并且在电池电压小于规定的电压时，可以一边对电池充电，一边给系统供电。4)本产品具体电量显示接口，充电过程和充电结束后有指示灯，充电中电量显示接口，可以外接LED显示也可以在本产品中显示。附图说明图1是本技术锂电池管理保护装置的结构框图；图2是本技术锂电池充电管理电路的电路图；图3是本技术自动升降压电路的电路图。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本技术的保护范围之内。如图1所示，本实施例提供了一种锂电池管理保护装置100，包括锂电池充电管理电路10及自动升降压电路20；锂电池充电管理电路10用于涓流充电管理、恒流充电管理、恒压充电管理及充电截止管理；恒压充电管理包括：将锂电池电压调制在16.8V，精度控制在1％；恒流充电管理包括：通过外部电阻设置恒流充电电流；涓流充电管理包括：当锂电池电压小于11.2V时，通过所设置的恒流充电电流的15％进行涓流充电；恒压充电管理包括：当充电电流降低到外部电阻所设置的电流值时，执行充电截止管理，结束充电过程；充电截止管理包括：在充电结束状态，当监测到锂电池电压下降到16V时，自动开始新的充电周期。自动升降压电路用于在使用外部电源通过所述锂电池管理保护装置为便携设备供电时，通过外部电源直接为便携设备供电，并且在锂电池电压小于设定电压时，执行一边对锂电池充电，一边对便携设备供电动作。当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，该芯片自动进入睡眠模式。在本实施例中，锂电池充电管理电路10包括电量显示及充电显示预留接口，用于连接外部LED进行显示。在本实施例中，锂电池充电管理电路10还用于当输入电源掉电或者输入电压低于锂电池电压时，自动进入睡眠模式。下面对本技术作进一步详细说明。该锂电池充电管理电路是PWM降压模式四节锂电池充电管理集成电路，独立对四节锂电池充电进行自动管理。具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。对于深度放电的锂电池，当电池电压小于11.2V时，该锂电池充电管理电路用所设置的恒流充电电流的15％进行涓流充电，在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到外部电阻所设置的电流值时，充电结束。充电过程中，充电指示灯亮起，充电结束后，充电结束指示灯亮起。在充电结束状态，如果电池电压下降到16V时，自动开始新的充电周期。参图2所示，锂电池充电管理电路中元器件如下：1、U13，充电管理芯片，主要控制锂电池的充电方式。2、J1，电量显示及充电显示预留接口，可接外部LED显示。电量显示可根据用户需求进行调整。3、U5,8脚场效应管。用于控制充电打开和停止。由充电管理芯片的16脚控制通断。此场效应管要求转换效率高。使用地开启电压的场效应管。4、R39，充电电流设定电阻，充电电流＝200MA/R39阻值。同时也为充电检测电阻。5、R35,R36为充电状态显示灯限流电阻。6、C27,C28,C29,R27为回路的补偿元件，为了保证电压调制回路和电流调制回路的稳定性。7、NC20为电感元件。在正常工作时，N20的电流是会根据需要变化的。8、DA1,DA2,D3,D4为肖特基二极管，这几个二极管的用过电流要比充电电流大，耐压要大于最大输入电压。9、VCC1为外部电源适配器，VCC2为电池。充电管理芯片U13的引脚1与电容C31引脚1连接，电容C31引脚2与外部电源适配器VCC1连接；充电管理芯片U13的引脚4与电量显示及充电显示预留接口J1的引脚1连接；充电显示预留接口J1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池管理保护装置，其特征在于，包括锂电池充电管理电路及自动升降压电路；/n所述锂电池充电管理电路包括充电管理芯片U13、电量显示及充电显示预留接口J1、场效应管U5、充电电流设定电阻R39、充电状态显示灯限流电阻R35、充电状态显示灯限流电阻R36、补偿元件C27、补偿元件C28、补偿元件C29、补偿元件R27、电感元件NC20、肖特基二极管DA1、肖特基二极管DA2、肖特基二极管DA3、肖特基二极管DA4、外部电源适配器VCC1、电池VCC2、电容C31、电阻R34、电阻R37、电阻R2、电阻R1；/n所述充电管理芯片U13的引脚1与电容C31引脚1连接，所述电容C31引脚2与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚4与所述电量显示及充电显示预留接口J1的引脚1连接；所述充电显示预留接口J1的引脚2与充电状态显示灯限流电阻R35引脚1连接，所述充电状态显示灯限流电阻R35引脚2与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚5与充电显示预留接口J1的引脚3连接；所述充电显示预留接口J1的引脚4与充电状态显示灯限流电阻R36引脚1连接，所述充电状态显示灯限流电阻R36引脚2与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚6与电阻R34引脚1连接，所述充电管理芯片U13的引脚7与电阻R37引脚1连接，所述充电管理芯片U13的引脚8与补偿元件C29引脚1连接，所述充电管理芯片U13的引脚9与电阻R2引脚1连接，电阻R2引脚2与补偿元件C28引脚1连接；补偿元件C28引脚2、补偿元件C29引脚2、电阻R37引脚2、电阻R34引脚2相连接；所述充电管理芯片U13的引脚10与电阻R1引脚2连接；所述充电管理芯片U13的引脚11与补偿元件C27引脚2连接，所述补偿元件C27引脚1与电阻R1连接；所述充电管理芯片U13的引脚13与充电电流设定电阻R39引脚2及电感元件NC20引脚2连接，所述充电电流设定电阻R39引脚1与电池VCC2连接，所述电感元件NC20引脚1与肖特基二极管DA1、肖特基二极管DA2、肖特基二极管DA3及肖特基二极管DA4的负极连接，所述肖特基二极管DA1正极与肖特基二极管DA2正极连接，所述场效应管U5引脚2与肖特基二极管DA3及肖特基二极管DA4的正极连接；所述场效应管U5引脚3与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚16与场效应管U5引脚1连接；所述充电管理芯片U13的引脚14与电池VCC2连接；所述充电管理芯片U13的引脚15与电池VCC1连接；/n所述自动升降压电路包括升压-降压稳压器U11、场效应管U1、场效应管U2、场效应管U3、场效应管U4、电感L1、滑动变阻器NC25、电压转换芯片U20、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4、输出电压VCC3、输出电压VDD、电阻R9、电阻R10、电容C7、电阻R6、电容C3、电容C2、电阻R5、电容C1、电阻R4、电容C8、电容C5、电容C10、电容C34、电容C9、肖特基二极管D19、电阻R8、电阻R41、电阻R7、电容C4；/n所述升压-降压稳压器U11的引脚6与电阻R10引脚1连接，电阻R10引脚2与滑动变阻器NC25引脚2连接；电阻R9与电阻R10引脚1及升压-降压稳压器U11的引脚6连接；滑动变阻器NC25引脚1与输出电压VCC3连接；升压-降压稳压器U11的引脚8与电压转换芯片U20引脚1连接；电容C7一端与电压转换芯片U20引脚1及升压-降压稳压器U11的引脚8连接，另一端与电压转换芯片U20引脚2连接；电压转换芯片U20引脚3与输出电压VDD连接；升压-降压稳压器U11的引脚5与电阻R6引脚1连接，电阻R6引脚2与电容C3一端连接，电容C2一端与电阻R6引脚1及升压-降压稳压器U11的引脚5连接，电容C2另一端与电容C3另一端连接；升压-降压稳压器U11的引脚10与电阻R5引脚2连接，电阻R5引脚1与电容C2另一端及电容C3另一端连接；升压-降压稳压器U11的引脚12与电容C1引脚2连接，电容C1引脚1与电阻R5引脚1、电容C2另一端及电容C3另一端连接；升压-降压稳压器U11的引脚21与电阻R4引脚2连接，电阻R4引脚1与输出电压VDD连接；电容C8一端与电阻R4引脚2及升压- 降压稳压器U11的引脚21连接；升压-降压稳压器U11的引脚2与电容C5引脚2连接，电容C5引脚1与电容C8另一端连接；升压-降压稳压器U11的引脚23与场效应管U3引脚1连接；升压-降压稳压器U11的引脚18与场效应管U4引脚1连接；升压-降压稳压器U11的引脚22与场效应管U4引脚2连接；升压-降压稳压器U11的引脚24与电容C10引脚2连接，电容C10引脚1与升压-降压稳压...

【技术特征摘要】
1.一种锂电池管理保护装置，其特征在于，包括锂电池充电管理电路及自动升降压电路；
所述锂电池充电管理电路包括充电管理芯片U13、电量显示及充电显示预留接口J1、场效应管U5、充电电流设定电阻R39、充电状态显示灯限流电阻R35、充电状态显示灯限流电阻R36、补偿元件C27、补偿元件C28、补偿元件C29、补偿元件R27、电感元件NC20、肖特基二极管DA1、肖特基二极管DA2、肖特基二极管DA3、肖特基二极管DA4、外部电源适配器VCC1、电池VCC2、电容C31、电阻R34、电阻R37、电阻R2、电阻R1；
所述充电管理芯片U13的引脚1与电容C31引脚1连接，所述电容C31引脚2与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚4与所述电量显示及充电显示预留接口J1的引脚1连接；所述充电显示预留接口J1的引脚2与充电状态显示灯限流电阻R35引脚1连接，所述充电状态显示灯限流电阻R35引脚2与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚5与充电显示预留接口J1的引脚3连接；所述充电显示预留接口J1的引脚4与充电状态显示灯限流电阻R36引脚1连接，所述充电状态显示灯限流电阻R36引脚2与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚6与电阻R34引脚1连接，所述充电管理芯片U13的引脚7与电阻R37引脚1连接，所述充电管理芯片U13的引脚8与补偿元件C29引脚1连接，所述充电管理芯片U13的引脚9与电阻R2引脚1连接，电阻R2引脚2与补偿元件C28引脚1连接；补偿元件C28引脚2、补偿元件C29引脚2、电阻R37引脚2、电阻R34引脚2相连接；所述充电管理芯片U13的引脚10与电阻R1引脚2连接；所述充电管理芯片U13的引脚11与补偿元件C27引脚2连接，所述补偿元件C27引脚1与电阻R1连接；所述充电管理芯片U13的引脚13与充电电流设定电阻R39引脚2及电感元件NC20引脚2连接，所述充电电流设定电阻R39引脚1与电池VCC2连接，所述电感元件NC20引脚1与肖特基二极管DA1、肖特基二极管DA2、肖特基二极管DA3及肖特基二极管DA4的负极连接，所述肖特基二极管DA1正极与肖特基二极管DA2正极连接，所述场效应管U5引脚2与肖特基二极管DA3及肖特基二极管DA4的正极连接；所述场效应管U5引脚3与外部电源适配器VCC1连接；所述充电管理芯片U13的引脚16与场效应管U5引脚1连接；所述充电管理芯片U13的引脚14与电池VCC2连接；所述充电管理芯片U13的引脚15与电池VCC1连接；
所述自动升降压电路包括升压-降压稳压器U11、场效应管U1、场效应管U2、场效应管U3、场效应管U4、电感L1、滑动变阻器NC25、电压转换芯片U20、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4、输出电压VCC3、输出电压VDD、电阻R9、电阻R10、电容C7、电阻R6、电容C3、电容C2、电阻R5、电容C1、电阻R4、电容C8、电容C5、电容C1...

【专利技术属性】
技术研发人员：石巧平，曲延，蔡小伟，
申请(专利权)人：北京和众视野科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11