一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路技术方案

本发明专利技术涉及锂电池充电技术领域，且公开了一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路，包括高压吸收电路、锂电池充放电电路、采样控制电路，所述高压吸收电路用于在电池保护系统充电回路切断前为充电器提供放电回路；所述锂电池充放电电路，用于控制锂电池的充电回路和放电回路。该一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路以实时采集锂电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况，自动启动或关断充电高压吸收电路，为充电器因充电回路瞬间切断产生的高压尖峰及时提供放电回路，保证了充电器和锂电池保护系统元器件正常工作，且电路设计简洁，制造安装方便。制造安装方便。制造安装方便。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路


[0001]本专利技术涉及锂电池充电
，具体为一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路。

技术介绍

[0002]锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池，锂电池芯过充到电压高于4.2V后，会开始产生副作用，过充电压愈高，危险性也跟着愈高，锂电芯电压高于4.2V后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半，此时储存格常会垮掉，让电池产生永久性的容量损失，如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面，这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶，这些锂金属结晶会穿过隔膜，使正负极短路，有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会分解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓胀破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。
[0003]锂电池保护系统就是为了避免这种情况存在的，当锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，锂电池保护系统会切断充电回路，使锂电池不能继续充电。
[0004]虽然现有的保护系统起到一定的保护目的，但是由于充电器响应充电回路断开过程有一定的时间滞后，导致充电器在充电回路断开瞬间会输出一个很高的电压尖峰，如果充电器的输出回路或锂电池保护系统中有元器件耐压不够，会导致充电器或锂电池保护系统元器件损坏，或导致充电器或锂电池保护系统报警关机，导致生产厂家售后成本上升，使用者满意度下降。
[0005]可见，需要一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路，用于在不改变锂电池保护系统性能的情况下，在锂电池保护系统内部增加一个充电高压吸收电路，锂电池保护系统在用充电器进行充电时，当锂电池保护系统检测到锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，在切断充电回路前使高压吸收电路导通，为充电器因充电回路瞬间切断产生的高压尖峰及时提供放电回路，保证充电器和锂电池保护系统元器件正常工作。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路，以解决上述
技术介绍
中提出由于充电器响应充电回路断开过程有一定的时间滞后，导致充电器在充电回路断开瞬间会输出一个很高的电压尖峰，如果充电器的输出回路或锂电池保护系统中有元器件耐压不够，会导致充电器或锂电池保护系统元器件损坏，或导致充电器或锂电池保护系统报警关机，导致生产厂家售后成本上升，使用者满意度下降的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路，包括高压吸收电路、锂电池充放电电路、采样控制电路，所述高压吸
收电路用于在电池保护系统充电回路切断前为充电器提供放电回路；
[0008]所述锂电池充放电电路，用于控制锂电池的充电回路和放电回路；
[0009]所述采样控制电路用于实时采集锂电池电压，电流、温度等使用环境状态参数，当锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，在切断充电回路前使高压吸收电路导通。
[0010]优选的，所述所述高压吸收电路包括稳压管D26，MOS管Q2，电阻R3、R4、R5、R6、R8、R13、R15，光耦U6；
[0011]在高压吸收电路中，C+为电池充电器正极，C
‑
为电池充电器负极、B
‑
为电池负极，包括以下两种情况：
[0012]情况1：当光耦U6导通时，充电器正极电压通过电阻R4、R6、R8分压后使MOS管Q2导通，MOS管Q2为N沟道MOS管，控制端为高电平时MOS管Q2导通，控制端为低电平时MOS管Q2截止；
[0013]情况2：当光耦U6截止时，充电器正极电压通过电阻R4、R6、R8的电压到达MOS控制端的电压为低电平，MOS管Q2截止；
[0014]电阻R3、R5、R13主要作用是为了控制高压吸收电路电流的大小，多个电阻并联主要是为了增大电阻的功率，减少电阻的发热量，电阻R15是为了检测高压吸收电路的电流值。
[0015]优选的，所述锂电池充放电电路包括MOS管Q1、Q3，电阻R7、R9、R10、R12、R14，在锂电池充放电电路中，C
‑
为电池充电器负极、B
‑
为锂电池负极，MOS管Q1、Q3为N沟道MOS管，控制端为高电平时MOS管Q1、Q3导通，控制端为低电平时MOS管Q1、Q3截止；
[0016]当锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，采样控制电路通过电阻R9、R10输出低电平使充电MOS管Q3截止，锂电池充电回路断开，锂电池不能充电；
[0017]当锂电池使用环境状态参数正常时，采样控制电路通过电阻R9、R10输出高电平使充电MOS管Q3导通，锂电池正常充电；
[0018]电阻R7、R12，MOS管Q1为锂电池放电电路，电阻R14是为了检测锂电池充放电电路的电流值。
[0019]优选的，所述采样控制电路值包括微处理器U12，电容C31、C43、C33、C32、C30、电阻R1、R2、R11，晶体振荡器Y2；
[0020]电容C31、C43为微处理器U12滤波电容，电容C33、C32、晶体振荡器Y2为微处理器U12提供时间基准，电容C30、电阻R1为微处理器U12的复位电路，电阻R2让微处理器U12的BOOT脚接地，选择上电复位后程序运行的地址，电阻R11为限制光耦U6输入端的电流，微处理器U12正常供电后，实时采集锂电池电压，电流、温度等使用环境状态参数；
[0021]在锂电池充电的情况下，使用环境状态参数正常时，微处理器U12输出高电平使充电MOS管Q3导通，锂电池正常充电，同时微处理器U12控制光耦U6输入端为低电平，U6输出端截止，MOS管Q2截止，高压吸收电路不起作用；
[0022]当锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，微处理器U12在切断充电回路前一定时间，控制光耦U6输入端为高电平，U6输出端导通，MOS管Q2导通，高压吸收电路导通，一段时间后，微处理器U12输出低电平使充电MOS管Q3截止，锂电
池不能充电。
[0023]优选的，所述当锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，微处理器U12在切断充电回路前5秒钟，控制光耦U6输入端为高电平，U6输出端导通，MOS管Q2导通，高压吸收电路导通，5秒钟后，微处理器U12输出低电平使充电MOS管Q3截止，锂电池不能充电。
[0024]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0025]第一、本专利技术以实时采集锂电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况，自动启动或关断充电高压吸收电路，为充电器因充电回路瞬间切断产生的高压尖峰及时提供放电回路，保证了充电器和锂电池保护系统元器件正常工作。
[0026]第二、本专利技术电路设计简洁，制造安装方便。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路，包括高压吸收电路、锂电池充放电电路、采样控制电路，其特征在于：所述高压吸收电路用于在电池保护系统充电回路切断前为充电器提供放电回路；所述锂电池充放电电路，用于控制锂电池的充电回路和放电回路；所述采样控制电路用于实时采集锂电池电压，电流、温度等使用环境状态参数，当锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，在切断充电回路前使高压吸收电路导通。2.根据权利要求1所述的一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路，其特征在于：所述高压吸收电路包括稳压管D26，MOS管Q2，电阻R3、R4、R5、R6、R8、R13、R15，光耦U6；在高压吸收电路中，C+为电池充电器正极，C
‑
为电池充电器负极、B
‑
为电池负极，包括以下两种情况：情况1：当光耦U6导通时，充电器正极电压通过电阻R4、R6、R8分压后使MOS管Q2导通，MOS管Q2为N沟道MOS管，控制端为高电平时MOS管Q2导通，控制端为低电平时MOS管Q2截止；情况2：当光耦U6截止时，充电器正极电压通过电阻R4、R6、R8的电压到达MOS控制端的电压为低电平，MOS管Q2截止；电阻R3、R5、R13主要作用是为了控制高压吸收电路电流的大小，多个电阻并联主要是为了增大电阻的功率，减少电阻的发热量，电阻R15是为了检测高压吸收电路的电流值。3.根据权利要求1所述的一种适用于锂电池保护系统的充电高压吸收电路，其特征在于：所述锂电池充放电电路包括MOS管Q1、Q3，电阻R7、R9、R10、R12、R14，在锂电池充放电电路中，C
‑
为电池充电器负极、B
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为锂电池负极，MOS管Q1、Q3为N沟道MOS管，控制端为高电平时MOS管Q1、Q3导通，控制端为低电平时MOS管Q1、Q3截止；当锂电池出现电池电压过高，电流过大，电池温度过高，过低等异常情况时，采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴家平，
申请(专利权)人：苏州古顶能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：