一种多节串联锂电池的充放电保护电路，包括有至少两节依次相互串联的锂电池、外接负载以及充电电源；其特征在于每一节所述锂电池的两端均对应地连接有一个取样电路和一个信号转换电路，还包括有一个公共执行电路。本发明专利技术充分应用单节锂电池保护芯片，将每个锂电池配合一个单节电池保护芯片，并配合场效应管而形成一个单元回路；每个单元回路包括一个取样电路和一个信号转换电路，用来监测每一节锂电池的电压并输出控制信号；再通过由场效应管为核心的执行电路来总体控制每一个锂电池的充放电电压和电流，只要当其中的一节锂电池工作电压过高或过低，或者锂电池的工作电流过高时，电路的充电或放电开关就会关闭，以达到保护锂电池的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂电池的充放电保护电路，尤其是涉及一种由两节或者两节以上 的多节锂电池串联的充放电保护电路。
技术介绍
锂电池因为比常规的镍镉电池、镍氢电池具有电源容量较高和电源质量更轻的特 点，被广泛地作为手机、电动工具等各类手提式或移动产品的充电电池。充电电池在 使用过程中，过充电、过放电和过电流都会影响电池使用寿命和性能，为安全设计， 电池的电芯，尤其是锂离子电芯必须加装保护板，以防止过充、过放和短路造成的燃 烧、爆炸等危险。目前，世界上各大IC设计公司RICOH、 MTTSUMI、 NS、 TI、 Maxim等都在生产或 者研发适合锂电池保护的集成芯片，对于单节锂离子电池的保护芯片技术方案已经比 较成熟，但是，对于像电动工具等这类产品，往往需要两节以上锂电池串联提供工作 电压，随着电池数量的增加，现在市场上也有两节、三节、四节锂电池的专用保护芯 片，不过这样的专用保护芯片的设计难度和制造成本都要比单节锂电池保护芯片要高 很多，对于五节、六节或者更多节串联起来的锂电池，因为电路的复杂度增加，集成 电路工艺受到一定的限制，还没有专门的芯片可供使用， 一般都采用保护芯片搭接外 围转换电路的方法来实现多节串联锂电池的充放电保护。如有申请号为03146990.6(公开号为CN1529396A)的中国专利技术专利《一种锂电池充 电保护电路》通过依次连接的以主控IC芯片及其周边电路为核心的单元回路，采用低 导通阻值的MOS管作为控制开关，降低了串联保护线路板的内阻，可以符合多个单节 锂电池的充电保护电路的串联工作。但是，该专利的每一节锂电池都要配备有两个大 功率的充放电控制管，电路功耗大、成本高。另有申请号为200410015330.4(公开号为 CN1655416A)的中国专利技术专利《多节锂电池串联电池组保护方法及其电路》，其方法 为每一节单体电池配接一个电压监测模块，电压监测模块对相应单体电池的正负极 电位采样、比较，由转换电路将检测到的信号转换为以电池组的电极电位为参照电位 的信号；电流监测模块采样电池组回路电流，获得以电池组的电极电位为参照电位的 充电、放电电流检测信号，单片机接收上述信号并控制充电控制开关或放电控制开关 的通断。上述专利克服了传统和现有的集成保护芯片无法控制多节锂电池串联的充放 电保护的问题，但是电路中用到的电流检测模块为独立的电路，还需要用到单片机来控制放电和充电开关，电路涉及元器件多，成本高，连接较为复杂，而且单片机本身 要消耗一定功率，导致锂电池在放置较长时间后失去容量而报废。目前，己被广泛使 用的单节锂电池保护芯片为独立封装的IC集成芯片，具有能同时检测充放电电流和电压的功能，因此，如果希望能够在电路中采用这种单节锂电池保护芯片来实现多节锂 电池的充放电保护，还需要对现有的电路作出进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种成本和功耗都较 低的、由多个单节锂电池保护芯片组合的多节串联锂电池的充放电保护电路。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该多节串联锂电池的充放电保护 电路，包括有至少两节依次相互串联的锂电池(BT1、 BT2…BTn);外接负载(RL);以及充电电源；其特征在于每一节所述锂电池(BT1、 BT2…BTn)的两端均对应地连接有一个取 样电路和一个信号转换电路，其中，所述的取样电路，包括有第一电阻(Rla、 R2a… Rna)、第二电阻(Rlb、 R2b…Rnb)、第一电容(C1、 C2…Cn)、第一二极管(Dla、 D2a… Dna)和控制单节锂电池的保护芯片(ICl、 IC2…ICn)，所述第一电阻(Rla、 R2a…Rna) 的一端和对应的本节锂电池的正极相连，另一端经所述第一电容(C1、 C2…Cn)接对应 的本节锂电池的负极，所述保护芯片(IC1、 IC2…ICn)的两个电压输入端(5、 6)分别并 联在所述第一电容(C1、 C2…Cn)两端，所述第一二极管(Dla、 D2a…Dna)的阴极经所 述第二电阻(Rlb、 R2b…Rnb)连接对应的本节锂电池的负极；所述的信号转换电路，包括有第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)、第二场效应管 (Qlb、 Q2b…Qnb)、第三电阻(Rlc、 R2c…Rnc)、第四电阻(Rld、 R2d…Rnd)和第二二 极管(Dlb、 D2b…Dnb)，所述第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)的栅极和所述的保护芯片 (IC1、 IC2…ICn)的过充触发端(3)相连，第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)的源极和对应 的本节锂电池的正极相连，第一场效应管(Qla、 Q2a…Qna)的漏极和所述第三电阻( Rlc、 R2c…Rnc)的第一端相连，所述第二场效应管(Qlb、 Q2b…Qnb)的栅极和所述保 护芯片(IC1、 IC2…ICn)的过放触发端(l)相连，第二场效应管(Qlb、 Q2b…Qnb)的源极 和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管(Qlb、 Q2b…Qnb)的漏极经所述第四 电阻(Rld、 R2d…Rnd)与所述第二二极管(Dlb、 D2b…Dnb)的阳极相连；每一节所述锂电池(BT1、 BT2…BTn)所对应的第三电阻(Rlc、 R2c…Rnc)的第二端 为共点连接，作为第一公共输出端(A)，每一节锂电池所对应的第二二极管(Dlb、 D2b …Dnb)的阴极共点连接，作为第二公共输出端(B)，所述第一、第二公共输出端(A、 B)连接一个总的公共执行电路；所述的公共执行电路包括有第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五电阻( R5)、第六电阻(R6)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)和自锁电阻(RX)，所述第 三场效应管(Q3)的栅极与所述第一公共输出端(A)相连，第三场效应管(Q3)源极与所述 充电电源的负极(p-)相接，第三场效应管(Q3)漏极一路连接所述第五电阻(R5)的一端， 另一路接所述第六场效应管(Q6)的栅极，所述第四场效应管(Q4)的栅极与所述第二公 共输出端(B)相连，第四场效应管(Q4)源极接第一节锂电池(BT1)的负极，第四场效应管 (Q4)漏极一路连接所述第六电阻(R6)的一端，另一路接所述第五场效应管(Q5)的栅极， 并且，所述第五电阻(R5)的另一端和第六电阻(R6)的另一端相连为一节点(C)，并由所 述节点(C)接到任意一节所述锂电池(BT1、 BT2…BTn)的正极，所述第六场效应管(Q6) 的源极接所述充电电源的负极(P-)，第六场效应管(Q6)的漏极一路和所述第五场效应管 (Q5)的漏极相连，另一路和所述自锁电阻(RX)—端相连，自锁电阻(RX)的另一端连接 第一个保护芯片(IC1)的电流控制输入端(2)，其余保护芯片(IC2、 IC3…ICn)的电流控制 输入端(2)接本节锂电池(BT1 、 BT2…BTn)的负极。考虑到电路在工作过程中电流值的波动性，为了避免信号干扰，保证保护芯片的 电流检测端不发生误触发，所述的公共执行电路还包括有限流电阻(RY)和取样电阻( RZ)，所述限流电阻(RY)的一端与所述的第五场效应管(Q5)的源极相连，另一端与第一 个保护芯片(IC1)的电流控制输入端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多节串联锂电池的充放电保护电路，包括有至少两节依次相互串联的锂电池（ＢＴ１、ＢＴ２…ＢＴｎ）；外接负载（ＲＬ）；以及充电电源；其特征在于：每一节所述锂电池（ＢＴ１、ＢＴ２…ＢＴｎ）的两端均对应地连接有一个 取样电路和一个信号转换电路，其中，所述的取样电路，包括有第一电阻（Ｒ１ａ、Ｒ２ａ…Ｒｎａ）、第二电阻（Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂ…Ｒｎｂ）、第一电容（Ｃ１、Ｃ２…Ｃｎ）、第一二极管（Ｄ１ａ、Ｄ２ａ…Ｄｎａ）和控制单节锂电池的保护芯片（ＩＣ１、ＩＣ２…ＩＣｎ），所述第一电阻（Ｒ１ａ、Ｒ２ａ…Ｒｎａ）的一端和对应的本节锂电池的正极相连，另一端经所述第一电容（Ｃ１、Ｃ２…Ｃｎ）接对应的本节锂电池的负极，所述保护芯片（ＩＣ１、ＩＣ２…ＩＣｎ）的两个电压输入端（５、６）分别并联在所述第一电容（Ｃ１、Ｃ２…Ｃｎ）两端，所述第一二极管（Ｄ１ａ、Ｄ２ａ…Ｄｎａ）的阴极经所述第二电阻（Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂ…Ｒｎｂ）连接对应的本节锂电池的负极；所述的信号转换电路，包括有第一场效应管（Ｑ１ａ、Ｑ２ａ…Ｑｎａ）、第二场效应管（Ｑ１ｂ、Ｑ２ｂ…Ｑ ｎｂ）、第三电阻（Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ…Ｒｎｃ）、第四电阻（Ｒ１ｄ、Ｒ２ｄ…Ｒｎｄ）和第二二极管（Ｄ１ｂ、Ｄ２ｂ…Ｄｎｂ），所述第一场效应管（Ｑ１ａ、Ｑ２ａ…Ｑｎａ）的栅极和所述的保护芯片（ＩＣ１、ＩＣ２…ＩＣｎ）的过充触发端（３）相连，第一场效应管（Ｑ１ａ、Ｑ２ａ…Ｑｎａ）的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第一场效应管（Ｑ１ａ、Ｑ２ａ…Ｑｎａ）的漏极和所述第三电阻（Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ…Ｒｎｃ）的第一端相连，所述第二场效应管（Ｑ１ｂ、Ｑ２ｂ…Ｑｎｂ）的栅极和所述保护芯片（ＩＣ１、ＩＣ２…ＩＣｎ）的过放触发端（１）相连，第二场效应管（Ｑ１ｂ、Ｑ２ｂ…Ｑｎｂ）的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管（Ｑ１ｂ、Ｑ２ｂ…Ｑｎｂ）的漏极经所述第四电阻（Ｒ１ｄ、Ｒ２ｄ…Ｒｎｄ）与所述第二二极管（Ｄ１ｂ、Ｄ２ｂ…Ｄｎｂ）的阳极相连；每一节所述锂电池（ＢＴ１、ＢＴ２…ＢＴｎ）所对应的第三电阻（Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ…Ｒｎｃ）第二端为共点连接，作为第一公共输出端（Ａ），每一节锂电池所对应的第二二极管（Ｄ１ｂ、Ｄ２ｂ…Ｄｎｂ）的阴极共点连接，作为第二公共输出端（Ｂ） ，所述第一、第二公共输出端（Ａ、Ｂ）连接一个总的公共执行电路；所述的公共执行电路包括有第三场效应管（Ｑ３）、第四场效应管（Ｑ４...
【技术特征摘要】
1、一种多节串联锂电池的充放电保护电路，包括有至少两节依次相互串联的锂电池(BT1、BT2…BTn)；外接负载(RL)；以及充电电源；其特征在于每一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)的两端均对应地连接有一个取样电路和一个信号转换电路，其中，所述的取样电路，包括有第一电阻(R1a、R2a…Rna)、第二电阻(R1b、R2b…Rnb)、第一电容(C1、C2…Cn)、第一二极管(D1a、D2a…Dna)和控制单节锂电池的保护芯片(IC1、IC2…ICn)，所述第一电阻(R1a、R2a…Rna)的一端和对应的本节锂电池的正极相连，另一端经所述第一电容(C1、C2…Cn)接对应的本节锂电池的负极，所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的两个电压输入端(5、6)分别并联在所述第一电容(C1、C2…Cn)两端，所述第一二极管(D1a、D2a…Dna)的阴极经所述第二电阻(R1b、R2b…Rnb)连接对应的本节锂电池的负极；所述的信号转换电路，包括有第一场效应管(Q1a、Q2a…Qna)、第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)、第三电阻(R1c、R2c…Rnc)、第四电阻(R1d、R2d…Rnd)和第二二极管(D1b、D2b…Dnb)，所述第一场效应管(Q1a、Q2a…Qna)的栅极和所述的保护芯片(IC1、IC2…ICn)的过充触发端(3)相连，第一场效应管(Q1 a、Q2a…Qna)的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第一场效应管(Q1a、Q2a…Qna)的漏极和所述第三电阻(R1c、R2c…Rnc)的第一端相连，所述第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)的栅极和所述保护芯片(IC1、IC2…ICn)的过放触发端(1)相连，第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)的源极和对应的本节锂电池的正极相连，第二场效应管(Q1b、Q2b…Qnb)的漏极经所述第四电阻(R1d、R2d…Rnd)与所述第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阳极相连；每一节所述锂电池(BT1、BT2…BTn)所对应的第三电阻(R1c、R2c…Rnc)第二端为共点连接，作为第一公共输出端(A)，每一节锂电池所对应的第二二极管(D1b、D2b…Dnb)的阴极共点连接，作为第二公共输出端(B)，所述第一、第二公共输出端(A、B)连接一个总的公共执行电路；所述的公共执行电路包括有第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)和自锁电阻(RX)，所述第三场效应管(Q3)的栅极与所述第一公共输出端(A)相连，第三场效应管(Q3)源极与所述充电电源的负极(p-)相接，第三场效应管(Q3)漏极一路连接所述第五电阻(R5)的一端，另一路接所述第六场效应管(Q6)的栅极，所述第四场效应管(Q4)的栅极与所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：何岳明，
申请(专利权)人：何岳明，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]
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