一种锂电池管理电路制造技术

本申请公开了一种锂电池管理电路，包括MCU主控电路、ID电阻识别电路、充放电控制电路与检测电路，所述的检测电路包括电池电压检测电路与电池温度检测电路，所述的MCU主控电路包括型号为FT62F286A的主控芯片及其外围电路，所述的主控芯片分别与ID电阻识别电路、充放电控制电路、电池电压检测电路、电池温度检测电路连接。采用单一的MCU主控电路来实现锂电池的充放电控制，省去了模拟前端模块，降低电路成本。电路成本。电路成本。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池管理电路


[0001]本申请涉及一种锂电池管理电路，尤其是涉及一种基于MCU的锂电池管理电路。

技术介绍

[0002]锂电池具有重量轻、能源密度大、体积小，自漏电流小等优点，现已逐渐使用在电动工具中。市面上的低压电动工具，例如电动扳手，电动螺丝刀，吸尘器，电剪刀等等的电池多数是锂电池。常用的锂电池组由多个电池芯或单体电池串联组成。一般用S代表电池组的芯数或单体电池并联个数；比如常见的电动工具为5S1P，就是由5个单体锂电池串联而成。
[0003]为保证电池安全可靠地运行，电池管理系统需要具备电池状态监测和评估，充放电控制、电池均衡等功能：实时监控、采集电池的状态参数(包括但不限于单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统绝缘电阻等)。当检测电池状态(电压和温度)时，我们需要用到BMS AFE(电池管理系统模拟前端芯片)，它是一种多路采样通道的监控芯片，能对串联的电芯进行电芯电压和温度的监测。
[0004]如中国专利申请“一种多节串联锂电池组均衡及保护系统”；申请号为： CN201110242697.X；包括：锂电池充放电组件，用于将外部充电电源接入锂电池组进行充电，并向负载供电；控制模块，与所述锂电池充放电组件进行IIC通讯，以控制所述锂电池充放电组件进行满充电；所述锂电池充放电组件包括：模拟前端电路，用于采集所述锂电池组中每个锂电池的电压数据，并通过IIC总线将所采集的电压数据送入控制模块，以便所述控制模块生成用于每个锂电池均衡充电的多个均衡充电控制信号；均衡驱动电路，用于根据所述多个均衡充电控制信号，生成多个均衡驱动信号；均衡电路，用于根据多个均衡驱动信号，控制每个锂电池进行满充电。
[0005]采用模拟前端模块来进行控制及管理锂电池，其优点是控制电路简单，容易实现。但相应的也存在一些不足：放电电路无法做差异化设计，充电控制回路只能做单回路控制。

技术实现思路

[0006]本申请所要解决的技术问题是提供一种锂电池管理电路，采用单一的MCU来实现锂电池的充放电控制，省去了模拟前端模块，降低电路成本。
[0007]本申请采用的技术方案为：一种锂电池管理电路，包括MCU主控电路、ID电阻识别电路、充放电控制电路与检测电路，所述的检测电路包括电池电压检测电路与电池温度检测电路，所述的MCU主控电路包括型号为FT62F286A的主控芯片及其外围电路，所述的主控芯片分别与ID电阻识别电路、充放电控制电路、电池电压检测电路、电池温度检测电路连接。
[0008]与现有技术相比，本申请的优点在于：在本申请的技术方案中，省去了模拟前端模块，仅在MCU主控电路内设置了单一的芯片即主控芯片，来实现锂电池的充放电控制，大幅降低了锂电池控制在电路上的成本。此外，本申请设置电池电压检测电路、电池温度检测电路，实时监控、采集电池的状态参数。增设ID电阻识别电路，ID电阻是用来适配不同的用电
设备的输出能力。本申请的ID电阻识别电路，能够检测到ID电阻的阻值，能够适应不同的用电设备，实现差异化保护。
[0009]需要说明的是，在本申请中，主要以各部分电路实现的功能进行区分各部分的电路组成，但在实际的电路中，电路与电路之间会糅合在一起，并无法完全区分开来。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述的主控芯片采用型号为FT62F286A的芯片。主控芯片具体的管脚说明，在说明书附图中已经给出，在此不做赘述。
[0011]在本申请的一些实施例中，充放电控制电路包括充电控制电路与放电控制电路。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述的ID电阻识别电路包括充电输入正极端、放电输出负极端、第五二极管与第七二极管，所述的第五二极管的正极端通过第十六电阻与主控芯片连接，所述的第七二极管的正极端与第五二极管的负极端连接，第七二极管的负极端与充电输入负极端之间连接匹配电阻。
[0013]具体的，所述的匹配电阻可以为空、或者10kΩ的电阻、或者15kΩ的电阻、或者22k Ω的电阻、或者33kΩ的电阻。匹配电阻为空即此处不安装电阻，做留空处理。
[0014]具体的，所述的第七二极管的负极端通过第八电容、第二十二电阻、第二十七电阻后接地
[0015]具体的，所述的ID电阻识别电路与主控芯片的P_ID管脚连接。也就是说，第十六电阻与主控芯片的P_ID管脚连接。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述的充电电压电测电路包括第十电容与第二十五电阻；所述的第十电容与第二十五电阻并联，第二十五电阻的一端与主控芯片连接，第二十五电阻的另一端接地。
[0017]所述的第二十五电阻的一端通过第十九电阻与第五二极管的负极连接。
[0018]具体的，所述的充电电压电测电路与主控芯片的CHS_IDV管脚连接。即第二十五电阻的一端与主控芯片的CHS_IDV管脚连接。
[0019]在本申请中，将ID电阻识别电路与充电电压检测电路结合起来，达到了简化电路、简化外围电路布线的目的。而将上述两个电路结合的原理是：ID电阻只在锂电池放电时才需要用到，而充电输入正极端只在充电时才会用到，两者相互结合，并不影响功能的实际应用。
[0020]具体电路表现为：当主控芯片的P_ID管脚输出为高电平时，且无充电器插入，此时 ID电阻识别电路中的充电输入正极端的电压直接受到主控芯片的控制。
[0021]当有ID电阻在充电输入正极端与放电输出负极端接入时，主控芯片的CHS_IDV管脚就能够检测到ID电阻的阻值，从而实现本申请中对ID电阻的检测功能。
[0022]当主控芯片的P_ID管脚输出为低电平时，主控芯片的CHS_IDV管脚直接反映DC充电器的输入电压，从而实现对充电电压的检测功能，且不管是否有ID电阻接入都不会影响对充电电压的正确采集。
[0023]在本申请中，ID电阻是集成在电动工具的端子上的，通过不同的ID电阻来区分不同的电动工具，用以实现不同的保护电流。这样通过不同的ID识别电阻就可以解决电池组的匹配问题。
[0024]在本申请的一些实施例中，放电控制电路包括第十一三级管、第十二三极管与场效应管组，所述的第十二三极管的集电极与可控电源连接，第十二三极管的基极通过第二
十四电阻与主控芯片连接。
[0025]所述的第十一三极管的基极与第十二三极管的集电极连接，第十一三极管的发射极与第十二三极管的发射极连接，第十一三极管的集电极与可控电源连接。
[0026]第十一三极管的集电极与场效应管组的栅极连接，第十一三极管的发射极与场效应管组的源极连接，场效应管组的栅极与放电输出负极端连接，所述的场效应管组的栅极通过快恢复二极管的正极与电池正极端连接。
[0027]具体的，所述的放电控制电路与主控芯片的DSG管脚连接。即第二十四电阻与主控芯片的DSG管脚连接。
[0028]在本申请的一些实施例中，放电电流检测电路包括第二十三电阻、第二十八电阻与第九电容，所述的第九电容一端接地，第九电容的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池管理电路，包括MCU主控电路、ID电阻识别电路、充放电控制电路与检测电路，其特征在于：所述的检测电路包括电池电压检测电路与电池温度检测电路，所述的MCU主控电路包括型号为FT62F286A的主控芯片及其外围电路，所述的主控芯片分别与ID电阻识别电路、充放电控制电路、电池电压检测电路、电池温度检测电路连接。2.根据权利要求1所述的一种锂电池管理电路，其特征在于还包括与主控芯片连接的可控电源控制电路，可控电源控制电路连接电池正极端，可控电源控制电路输出可控电源。3.根据权利要求2所述的一种锂电池管理电路，其特征在于所述的主控芯片工作控制可控电源控制电路输出可控电源为15V或0V。4.根据权利要求1所述的一种锂电池管理电路，其特征在于所述的电池电压检测电路连接可控电源，可控电源为电池电压检测电路供电；所述的电池电压检测电路包括采样电阻，采样电阻与锂电池连接。5.根据权利要求1所述的一种锂电池管理电路，其特征在于所述的电池温度检测电路包括热敏电阻，热敏电阻通过导热硅胶与锂电池粘合在一起。6.根据权利要求1所述的一种锂电池管理电路，其特征在于所述的充放电控制电路包括充电控制电路与放电控制电路。7.根据权利要求6所述的一种锂电池管理电路，其特征在于所述的充电控制电路包括第六场效应管与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明军，郭海清，蒋常杰，李淘泳，黄安石，朱济东，梁军，
申请(专利权)人：宁波荃意电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：