一种电池多阶充电电路和电池多阶充电设备制造技术

本发明专利技术公开了一种电池多阶充电电路和电池多阶充电设备，在该电路中，恒压电源调节模块根据电压反馈模块输出的反馈电压信号，对输入的直流电压进行调节输出第一中间电压；阶梯电流调节模块在电流控制模块输出的控制信号的控制下，基于第一中间电压向蓄电池组提供充电电流；状态检测模块对获取到的蓄电池组的端电压进行放大处理，输出第二中间电压；电流控制模块根据第二中间电压输出控制信号；电压反馈模块根据第二中间电压输出反馈电压信号。通过用于表征蓄电池组的端电压的第二中间电压生成的反馈电压信号和控制信号对蓄电池组的充电电流进行调节，减小了蓄电池组的充电电流过大的可能性，达到保护蓄电池组的目的，延长蓄电池组的使用寿命。蓄电池组的使用寿命。蓄电池组的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种电池多阶充电电路和电池多阶充电设备


[0001]本专利技术涉及电子电路
，特别涉及一种电池多阶充电电路和电池多阶充电设备。

技术介绍

[0002]在人们的日常生活中，经常需要为各类电池进行充电，比如，电动汽车的蓄电池、储能机柜的蓄电池、移动电源和充电机等。
[0003]现有技术中，通常采用恒压充电的方法，即采用恒定的电压对电池进行充电，在充电的过程中，其充电电流逐渐减小至零，完成充电。然而，上述方法，由于环境温度和电池自身的化学特性的影响，在实际充电过程中，容易出现充电电流过大的情况，使得电池持续处于过流充电状态，会对电池造成极大的损伤，大大降低其使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种电池多阶充电电路和电池多阶充电设备，用以解决现有技术中的电池充电方法会存在充电电流过大的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种电池多阶充电电路，包括恒压电源调节模块、阶梯电流调节模块、状态检测模块、电流控制模块和电压反馈模块，其中：
[0006]所述恒压电源调节模块，用于根据所述电压反馈模块输出的反馈电压信号，对输入的直流电压进行调节，输出第一中间电压；
[0007]所述阶梯电流调节模块，用于在所述电流控制模块输出的控制信号的控制下，基于所述第一中间电压，向蓄电池组提供充电电流；
[0008]所述状态检测模块，用于对获取到的所述蓄电池组的端电压进行放大处理，输出第二中间电压；
[0009]所述电流控制模块，用于根据所述第二中间电压，输出所述控制信号；
[0010]所述电压反馈模块，用于根据所述第二中间电压，输出所述反馈电压信号。
[0011]本专利技术实施例提供的电池多阶充电电路，包括恒压电源调节模块、阶梯电流调节模块、状态检测模块、电流控制模块和电压反馈模块，恒压电源调节模块根据电压反馈模块输出的反馈电压信号，对输入的直流电压进行调节，输出第一中间电压；阶梯电流调节模块在电流控制模块输出的控制信号的控制下，基于第一中间电压，向蓄电池组提供充电电流；状态检测模块对获取到的蓄电池组的端电压进行放大处理，输出第二中间电压；电流控制模块根据第二中间电压，输出控制信号；电压反馈模块根据第二中间电压，输出反馈电压信号。通过状态检测模块生成用于表征蓄电池组的实时端电压的第二中间电压，并根据第二中间电压生成的反馈电压信号和控制信号对输入到蓄电池组的充电电流进行调节，减小了在对蓄电池组充电的过程中，充电电流过大的可能性，使得蓄电池组可以持续处于正常充电状态，以达到保护蓄电池组的目的，延长蓄电池组的使用寿命。
[0012]在一种可选的实施方式中，所述阶梯电流调节模块包括恒流反馈单元和多阶梯取
样开关单元，所述多阶梯取样开关单元包括恒压控制支路和多个恒流控制支路，其中：
[0013]所述阶梯电流调节模块的第一端与所述蓄电池组的正极电连接，用于输入所述第一中间电压，所述恒流反馈单元的输入端作为所述阶梯电流调节模块的第二端，与所述蓄电池组的负极电连接，所述恒流反馈单元的输出端与所述多阶梯取样开关单元的输入端电连接；
[0014]每个恒流控制支路的输入端和所述恒压控制支路的输入端作为所述多阶梯取样开关单元的输入端，每个所述恒流控制支路的控制端作为所述阶梯电流调节模块的第三端，所述恒压控制支路的控制端作为所述阶梯电流调节模块的第四端，其中，所述阶梯电流调节模块的第三端和所述阶梯电流调节模块的第四端，用于输入所述控制信号；
[0015]所述多阶梯取样开关单元，用于在所述控制信号的控制下，导通所述恒压控制支路，或导通所述多个恒流控制支路中的至少一个，以生成所述充电电流；其中，所述控制信号包括使能信号、恒压控制信号和与每个恒流控制支路对应的恒流控制信号；
[0016]所述恒流反馈单元，用于控制所述充电电流处于稳定状态。
[0017]上述电路，阶梯电流调节模块包括恒流反馈单元和多阶梯取样开关单元，多阶梯取样开关单元包括恒压控制支路和多个恒流控制支路，多阶梯取样开关单元在控制信号的控制下，导通恒压控制支路，或导通多个恒流控制支路中的至少一个，以生成充电电流；其中，控制信号包括使能信号、恒压控制信号和与每个恒流控制支路对应的恒流控制信号；恒流反馈单元控制充电电流处于稳定状态。在控制信号的控制下，通过导通多阶梯取样开关单元中的不同控制支路，从而对蓄电池组的充电电流进行调节，并通过恒流反馈单元使得调节后的充电电流处于稳定状态，进而实现对蓄电池组的分阶充电，以达到保护蓄电池组的目的。
[0018]在一种可选的实施方式中，所述恒流反馈单元包括第一运算放大器、功率管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容，其中：
[0019]所述第一运算放大器的正向输入端分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端电连接，所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述第一电容的一端和所述第四电阻的一端电连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第一电容的另一端和所述第三电阻的一端电连接，所述第一运算放大器的正电源端用于输入第二电压，所述第一运算放大器的负电源端接地；
[0020]所述功率管的控制端与所述第三电阻的另一端电连接，所述功率管的第一端作为所述恒流反馈单元的输入端，所述功率管的第二端与所述第四电阻的另一端电连接，作为所述恒流反馈单元的输出端；
[0021]所述第一电阻的另一端用于输入第一电压；
[0022]所述第二电阻的另一端接地。
[0023]上述电路，第一电阻和第二电阻组成分压电路，对第一电压进行分压处理，并将分压后的电压输入至第一运算放大器的正向输入端；第一运算放大器在多阶梯取样开关单元的控制下，调节其输出的大小，进而调节功率管的导通的深度，以维持流经功率管的电流的稳定。
[0024]在一种可选的实施方式中，针对每个恒流控制支路，所述恒流控制支路包括第一开关芯片、第一开关管、第五电阻和第六电阻，其中：
[0025]所述第一开关芯片的使能端和所述第一开关芯片的输入端作为所述阶梯电流调节模块的第三端，所述第一开关芯片的第一供电端用于输入第二电压，所述第一开关芯片的输出端分别与所述第一开关管的控制端和所述第六电阻的一端电连接；
[0026]所述第一开关管的第一端与所述第五电阻的一端电连接；
[0027]所述第五电阻的另一端作为所述恒流控制支路的输入端；
[0028]所述第一开关芯片的第二供电端、所述第一开关芯片的接地端、所述第一开关管的第二端和所述第六电阻的另一端均接地。
[0029]上述电路，第一开关芯片在使能信号的控制下，导通或断开其输入端和输出端之间的通路；并且在第一开关芯片导通其输入端和输出端之间的通路的情况下，在对应的恒流控制信号的控制下，导通或断开第一开关管的第一端和第二端之间的通路，从而实现对该恒流控制支路的控制，以调节用于为蓄电池组充电的充电电流为稳定的电流。
[0030]在一种可选的实施方式中，所述恒压控制支路包括第二开关芯片、第二开关管、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池多阶充电电路，其特征在于，包括恒压电源调节模块、阶梯电流调节模块、状态检测模块、电流控制模块和电压反馈模块，其中：所述恒压电源调节模块，用于根据所述电压反馈模块输出的反馈电压信号，对输入的直流电压进行调节，输出第一中间电压；所述阶梯电流调节模块，用于在所述电流控制模块输出的控制信号的控制下，基于所述第一中间电压，向蓄电池组提供充电电流；所述状态检测模块，用于对获取到的所述蓄电池组的端电压进行放大处理，输出第二中间电压；所述电流控制模块，用于根据所述第二中间电压，输出所述控制信号；所述电压反馈模块，用于根据所述第二中间电压，输出所述反馈电压信号。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述阶梯电流调节模块包括恒流反馈单元和多阶梯取样开关单元，所述多阶梯取样开关单元包括恒压控制支路和多个恒流控制支路，其中：所述阶梯电流调节模块的第一端与所述蓄电池组的正极电连接，用于输入所述第一中间电压，所述恒流反馈单元的输入端作为所述阶梯电流调节模块的第二端，与所述蓄电池组的负极电连接，所述恒流反馈单元的输出端与所述多阶梯取样开关单元的输入端电连接；每个恒流控制支路的输入端和所述恒压控制支路的输入端作为所述多阶梯取样开关单元的输入端，每个所述恒流控制支路的控制端作为所述阶梯电流调节模块的第三端，所述恒压控制支路的控制端作为所述阶梯电流调节模块的第四端，其中，所述阶梯电流调节模块的第三端和所述阶梯电流调节模块的第四端，用于输入所述控制信号；所述多阶梯取样开关单元，用于在所述控制信号的控制下，导通所述恒压控制支路，或导通所述多个恒流控制支路中的至少一个，以生成所述充电电流；其中，所述控制信号包括使能信号、恒压控制信号和与每个恒流控制支路对应的恒流控制信号；所述恒流反馈单元，用于控制所述充电电流处于稳定状态。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述恒流反馈单元包括第一运算放大器、功率管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容，其中：所述第一运算放大器的正向输入端分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端电连接，所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述第一电容的一端和所述第四电阻的一端电连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第一电容的另一端和所述第三电阻的一端电连接，所述第一运算放大器的正电源端用于输入第二电压，所述第一运算放大器的负电源端接地；所述功率管的控制端与所述第三电阻的另一端电连接，所述功率管的第一端作为所述恒流反馈单元的输入端，所述功率管的第二端与所述第四电阻的另一端电连接，作为所述恒流反馈单元的输出端；所述第一电阻的另一端用于输入第一电压；所述第二电阻的另一端接地。4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，针对每个恒流控制支路，所述恒流控制支路包括第一开关芯片、第一开关管、第五电阻和第六电阻，其中：
所述第一开关芯片的使能端和所述第一开关芯片的输入端作为所述阶梯电流调节模块的第三端，所述第一开关芯片的第一供电端用于输入第二电压，所述第一开关芯片的输出端分别与所述第一开关管的控制端和所述第六电阻的一端电连接；所述第一开关管的第一端与所述第五电阻的一端电连接；所述第五电阻的另一端作为所述恒流控制支路的输入端；所述第一开关芯片的第二供电端、所述第一开关芯片的接地端、所述第一开关管的第二端和所述第六电阻的另一端均接地。5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述恒压控制支路包括第二开关芯片、第二开关管、第七电阻和第八电阻，其中：所述第二开关芯片的使能端和所述第二开关芯片的输入端作为所述阶梯电流调节模块的第四端，所述第二开关芯片的第一供电端用于输入第二电压，所述第二开关芯片的输出端分别与所述第二开关管的控制端和所述第八电阻的一端电连接；所述第二开关管的第一端与所述第七电阻的一端电连接；所述第七电阻的另一端作为所述恒压控制支路的输入端；所述第二开关芯片的第二供电端、所述第二开关芯片的接地端、所述第二开关管的第二端和所述第八电阻的另一端均接地。6.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述阶梯电流调节模块还包括电池保护单元，其中；所述电池保护单元的第一端作为所述阶梯电流调节模块的第一端，所述电池保护单元的第二端与所述蓄电池组的正极电连接，所述电池保护单元的第三端与所述蓄电池组的负极电连接；所述电池保护单元，用于在所述蓄电池组接反的情况下，截止电流由所述蓄电池组的正极流向所述阶梯电流调节模块。7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电池保护单元包括第一二极管、第二二极管、第九电阻、第十电阻、第二电容和第三电容，其中：所述第一二极管的正极作为所述电池保护单元的第一端，所述第一二极管的负极分别与所述第二电容的一端、所述第九电阻的一端、所述第十电阻的一端电连接，作为所述电池保护单元的第二端；所述第九电阻的另一端与所述第二二极管的负极电连接，所述第十电阻的另一端与所述第三电容的一端电连接，所述第三电容的另一端与所述第二二极管的正极电连接，作为所述电池保护单元的第三端；所述第二电容的另一端接地。8.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述状态检测模块包括第一分压单元、电压跟随单元和比例放大单元，其中：所述第一分压单元，用于对所述端电压进行分压处理，得到分压后的端电压；所述电压跟随单元，用于对所述分压后的端电压做隔离运放处理，得到运放后的端电压；所述比例放大单元，用于对所述运放后的端电压进行比例放大处理，输出所述第二中间电压。
9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第一分压单元包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻，其中：所述第十一电阻的一端用于输入所述蓄电池组的正极电压，所述第十一电阻的一端与所述第十二电阻的一端电连接，用于输出分压后的正极电压；所述第十三电阻的一端用于输入所述蓄电池组的负极电压，所述第十三电阻的另一端与所述第十四电阻的一端电连接，用于输出分压后的负极电压；所述第十二电阻的另一端和所述第十四电阻的另一端均接地；其中，所述分压后的端电压包括所述分压后的正极电压和所述分压后的负极电压。10.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述电压跟随单元包括第二运算放大器和第三运算放大器，其中：所述第二运算放大器的正向输入端用于输入分压后的正极电压，所述第二运算放大器的反向输入端与所述第二运算放大器的输出端电连接，用于输出运放后的正极电压，所述第二运算放大器的正电源端用于输入第二电压，所述第二运算放大器的负电源端接地；所述第三运算放大器的正向输入端用于输入分压后的负极电压，所述第三运算放大器的反向输入端与所述第三运算放大器的输出端电连接，用于输出运放后的负极电压，所述第三运算放大器的正电源端用于输入所述第二电压，所述第三运算放大器的负电源端接地；其中，所述运放后的端电压包括所述运放后的正极电压和所述运放后的负极电压。11.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述比例放大单元包括第四运算放大器、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻和第十九电阻，其中：所述第四运算放大器的正向输入端分别与所述第十五电阻的一端和所述第十七电阻的一端电连接；所述第四运算放大器的反向输入端分别与所述第十六电阻的一端和所述第十八电阻的一端电连接，所述第四运算放大器的输出端分别与所述第十八电阻的另一端和所述第十九电阻的一端电连接，用于输出所述第二中间电压，所述第四运算放大器的正电源端用于输入第二电压，所述第四运算放大器的负电源端接地；所述第十五电阻的另一端用于输入运放后的正极电压，所述第十六电阻的另一端用于输入运放后的负极电压；所述第十七电阻的另一端和所述第十九电阻的另一端均接地。12.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电流控制模块包括第二分压单元、电压比较单元和过欠压保护单元，其中：所述第二分压单元，用于对第一电压进行分压处理，得到多级分压值，其中，当前级分压值小于前一级分压值；所述电压比较单元，用于将所述第二中间电压与第二级分压值进行比较，输出所述恒压控制信号，以及将每个中间级分压值与所述第二中间电压进行比较，输出与每个中间级分压值对应的恒流控制信号，其中，所述中间级分压值为除第一级分压值和最后一级分压值之外的分压值；所述过欠压保护单元，用于将所述第一级分压值与所述第二中间电压进行比较，以及将所述最后一级分压值与所述第二中间电压进行比较，根据两个比较结果，输出所述使能信号。
13.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述第二分压单元包括第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻和第二十五电阻，其中：所述第二十电阻的一端用于输入所述第一电压，所述第二十电阻的另一端与所述第二十一电阻的一端电连接，用于输出所述第一级分压值；所述第二十一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙阳，孙君起，李大宝，田云芳，张宁宁，王义乐，张桢桢，
申请(专利权)人：中航锂电洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：