專利名稱：動力鋰離子電池的保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋰離子充電電池的保護(hù)電路，尤其涉及一種與充電電池組合在一起使用的保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
鋰離子電池沒有記憶效應(yīng)，所以是理想的充電電池。其作為動力電池使用時，例如用其作為電動自行車的驅(qū)動電池使用時，往往需要將7～13節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用，以達(dá)到電動機所需要的電壓。多節(jié)電池串聯(lián)使用時，尤其是4節(jié)以上的電池串聯(lián)使用時，由于每節(jié)電池的性能指標(biāo)不可能完全一樣，其在充電、放電時的步調(diào)就不可能完全一致，一旦有一節(jié)電池處于過充電狀態(tài)，就可能造成鋰離子從正極過度脫嵌，從而使電極間發(fā)生短路，不僅影響電池容量、壽命，而且容易造成電池爆裂、起火等極端現(xiàn)象；一旦有一節(jié)電池處于過放電狀態(tài)，就可能造成鋰離子從負(fù)極過度脫嵌，從而使電極間發(fā)生短路，影響電池容量、壽命；由于各電池單體間的容量、自放電等的差異，日積月累，在使用一段時間后，電池組的荷電保持能力明顯降低，影響了鋰離子電池在更大范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用。另外，充電過程中或放電過程中，都有可能出現(xiàn)過流或短路的情況，這種情況如果不及時制止，不僅嚴(yán)重危害電池的壽命，而且容易造成用電器的損壞、造成起火、爆裂等現(xiàn)象。因此，多節(jié)電池串聯(lián)使用時，其性能的好壞不僅取決于電池單體質(zhì)量的好壞，更重要的取決于其整體質(zhì)量的高低。遺憾的是，在公知技術(shù)中，沒有找到針對四節(jié)以上的鋰離子電池組成的電池組使用的保護(hù)電路。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種動力鋰離子電池的保護(hù)電路，以解決在多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用時，由于各電池單體間存在性能差異，容易因單節(jié)電池的過充電或過放電，造成整組電池?fù)p壞的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是動力鋰離子電池的保護(hù)電路，包括由一對輸入輸出端口和連接于所述一對輸入輸出端口之間的電池單元組成的主電路，所述電池單元是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組；該保護(hù)電路包括一個過充電保護(hù)電路和一個過放電保護(hù)電路；所述過充電保護(hù)電路包括一個串聯(lián)在所述主電路中的充電控制開關(guān)，和可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過充電電壓檢測部，和根據(jù)所述過充電電壓檢測部的輸出信號控制所述充電控制開關(guān)通/斷的過充電邏輯控制部；所述過放電保護(hù)電路包括一個串聯(lián)在所述主電路中的放電控制開關(guān)，和可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過放電電壓檢測部，和根據(jù)所述過放電電壓檢測部的輸出信號控制所述放電控制開關(guān)通/斷的過放電邏輯控制部。
作為一種具體實施方式
，所述過充電電壓檢測部包括連接在所述每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每一節(jié)電池的實際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個差動電路；所述過充電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動電路的輸入信號進(jìn)行邏輯運算的過充電邏輯電路和可將所述過充電邏輯電路輸出的電壓信號與一個設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器。
作為另一種具體實施方式
，所述過放電電壓檢測部包括連接在所述每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每一節(jié)電池的實際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的放電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個差動電路；所述過放電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動電路的輸入信號進(jìn)行邏輯運算的過放電邏輯電路和可將所述過放電邏輯電路輸出的電壓信號與一個設(shè)定的相當(dāng)于所述多個放電限制電壓之和的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器。
作為一種改進(jìn)，所述電池單元的每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端分別連接一個均衡充電電路，所述均衡充電電路包括一個可將所述一節(jié)電池的電壓與設(shè)定的單節(jié)電池的額定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓檢測部和一個自放電支路；所述每一個自放電支路包括一個阻抗元件和一個可根據(jù)相應(yīng)的電壓檢測部的比較結(jié)果控制所述自放電支路通/斷的自放電控制開關(guān)。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述保護(hù)電路還包括過電流保護(hù)電路，所述過電流保護(hù)電路包括可將所述放電控制開關(guān)的兩端的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的第一過電流檢測部，和根據(jù)所述第一過電流檢測部的輸出信號控制所述放電控制開關(guān)延時斷開的第一延時電路；所述第一過電流檢測部包括多個并聯(lián)的電壓比較器；所述第一延時電路包括時鐘振蕩器和可根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)的多個計數(shù)器，所述第一延時電路的多個計數(shù)器與所述第一過電流檢測部的多個電壓比較器一一相應(yīng)；還包括可將所述充電控制開關(guān)的兩端的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的第二過電流檢測部，和根據(jù)所述第二過電流檢測部的輸出信號控制所述充電控制開關(guān)延時斷開的第二延時電路；所述第二過電流檢測部包括多個并聯(lián)的電壓比較器；所述第二延時電路包括時鐘振蕩器和可根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)的多個計數(shù)器，所述第二延時電路的多個計數(shù)器與所述第二過電流檢測部的多個電壓比較器一一相應(yīng)。
作為一種另一種改進(jìn)，所述主電路中串聯(lián)有電感元件。
采用了上述技術(shù)方案后，本實用新型的有益效果是由于該保護(hù)電路包括一個過充電保護(hù)電路和一個過放電保護(hù)電路，充電時，當(dāng)每一節(jié)電池的實際電壓都低于設(shè)定的充電限制電壓時，過充電邏輯控制部的差動電路向過充電邏輯控制部的過充電邏輯電路提供單節(jié)電池的實際電壓，這些實際電壓信號經(jīng)過過充電邏輯控制部的過充電邏輯電路的運算后輸出到過充電邏輯控制部的電壓比較器，此時，輸入電壓比較器的電壓信號一定是一個高于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓，所以電壓比較器將其與設(shè)定的低于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓比較后向充電控制開關(guān)發(fā)出高電平，充電控制開關(guān)導(dǎo)通，電池組正常充電；當(dāng)任何一節(jié)電池的實際電壓高于設(shè)定的充電限制電壓時，相應(yīng)的差動電路就會向過充電邏輯電路發(fā)出低電平，過充電邏輯電路經(jīng)過運算和電壓比較器比較后，則向充電控制開關(guān)發(fā)出低電平，斷開充電電路，停止充電。放電時，當(dāng)每一節(jié)電池的實際電壓都高于設(shè)定的放電限制電壓時，過放電電壓檢測部的差動電路向過放電邏輯控制部的過放電邏輯電路提供單節(jié)電池的實際電壓，這些實際電壓信號經(jīng)過過放電邏輯控制部的過放電邏輯電路的運算后輸出到過放電邏輯控制部的電壓比較器，與一個低于設(shè)定的相當(dāng)于所述多個放電限制電壓之和的電壓進(jìn)行比較，如果高于該電壓，則向放電控制開關(guān)發(fā)出高電平，放電控制開關(guān)導(dǎo)通，電池組正常放電；如果低于該電壓，則向放電控制開關(guān)發(fā)出低電平，放電控制開關(guān)斷開，停止放電；當(dāng)任何一節(jié)電池的實際電壓低于設(shè)定的放電限制電壓時，相應(yīng)的差動電路就會向過放電邏輯電路發(fā)出低電平，過放電邏輯電路經(jīng)過運算和電壓比較器比較后，也向放電控制開關(guān)發(fā)出低電平，斷開放電電路，停止放電。因此，在多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用時，任何一節(jié)電池都不會受到過充電和過放電的損壞，而且當(dāng)整組電池的電壓低于一個設(shè)定的電壓時，放電電路也會自動斷開，由于這個設(shè)定電壓低于電池組所有單節(jié)電池的放電限制電壓之和，所以它會在每節(jié)電池都未達(dá)到設(shè)定的放電限制電壓時，使放電電路斷開，避免電池組在一個沒有意義的低電壓下繼續(xù)工作，從而使電池組的使用更加安全和經(jīng)濟(jì)。
由于所述電池單元的每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端分別連接一個均衡充電電路，所以，在充電過程中，如果某一節(jié)電池的實際電壓高于設(shè)定的單節(jié)電池的額定電壓時，與其相應(yīng)的電壓檢測部就會發(fā)出高電平，使自放電控制開關(guān)連通，使該節(jié)電池在充電的同時通過自放電支路進(jìn)行自我放電，從而降低了該節(jié)電池的充電電流；充電結(jié)束后，所有高于設(shè)定的額定電壓的電池還會通過相應(yīng)的自放電支路繼續(xù)自我放電，直至降至設(shè)定的額定電壓，此時，電壓檢測部將發(fā)出低電平，自放電控制開關(guān)斷開自放電支路，自我放電停止。通過自我放電，充電后電池組的各個電池單體的電壓基本保持一致，消除了因各電池單體間的性能差異對電池單元的荷電保持能力的影響，提升了電池組的整體性能。
由于所述保護(hù)電路還包括過電流保護(hù)電路，所述過電流保護(hù)電路包括放電過電流保護(hù)電路和充電過電流保護(hù)電路，所以，在正常放電時，主電路中流過正常的工作電流，放電控制開關(guān)的兩端的電壓低于設(shè)定電壓，第一電流檢測部輸出高電平，放電控制開關(guān)處于通的狀態(tài)，電池組正常放電；當(dāng)出現(xiàn)過電流或短路情況時，主電路中會出現(xiàn)大電流，從而使放電控制開關(guān)兩端的電壓迅速升高并超出設(shè)定電壓，此時，第一電流檢測部輸出低電平，第一延遲電路的計數(shù)器根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)，直至計數(shù)器的計數(shù)結(jié)束后仍然收到來自第一電流檢測部輸出的低電平信號時，該延時電路才輸出低電平，使放電控制開關(guān)斷開，切斷主電路，從而使整個電池組在放電過程中得到過流保護(hù)。延遲電路的好處是，不會因為短時間的電流波動而出現(xiàn)誤操作。由于所述第一過電流檢測部包括多個并聯(lián)的電壓比較器；所述第一延時電路包括時鐘振蕩器和可根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)的多個計數(shù)器，所述第一延時電路的多個計數(shù)器與所述第一過電流檢測部的多個電壓比較器一一相應(yīng)，這些電壓比較器可以設(shè)置不同的參考電壓，所以，根據(jù)不同的電壓比較器輸出的信號可以區(qū)別不同的過電電流，采用不同的延遲時間。過電流越大，延遲時間越短，從而可以保護(hù)放電控制開關(guān)不受損壞。根據(jù)同樣的道理，充電過電流保護(hù)電路可以使整個電池組在充電過程中得到過流保護(hù)，而且不會因為短時間的電流波動而出現(xiàn)誤操作。
由于所述主電路中串聯(lián)有電感元件，在電池組正常工作時，電感元件不起作用，但是，當(dāng)主電路中的電流突然變大或負(fù)載短路時，電感元件會產(chǎn)生感抗，使第一或第二過電流檢測部檢測到的電壓值迅速升高，放電控制開關(guān)或充電控制開關(guān)可以在更短的時間內(nèi)斷開，從而對放電控制開關(guān)或充電控制開關(guān)起到更好的保護(hù)作用。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型實施例中過充電保護(hù)電路部分的電路原理圖；圖2是本實用新型實施例中過放電保護(hù)電路部分的電路原理圖；圖3是本實用新型實施例中均衡充電電路部分的電路原理圖；圖4是本實用新型實施例中過電流保護(hù)電路部分的電路原理圖。
具體實施方式
圖1示出了本實用新型實施例中過充電保護(hù)電路1的電路原理圖，為了簡化說明，將保護(hù)電路的其它部分省略了。
在本實施例中，正極端子102和負(fù)極端子103作為輸出端口，充電時，其分別與充電器的正極和負(fù)極連接，放電時，其分別與負(fù)載連接。電池單元101是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組，可以是四節(jié)，也可以是四節(jié)以上的任何多節(jié)。正極端子102、負(fù)極端子103和連接在正極端子102、負(fù)極端子103之間的電池單元101構(gòu)成了保護(hù)電路的主電路。
在本實施例的過充電保護(hù)電路1中，充電控制開關(guān)104由MOSFET管構(gòu)成，充電控制開關(guān)104連接在電池單元101的負(fù)極與負(fù)極端子103之間。在所述電池單元101的每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端連接有一個可將每節(jié)電池的實際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的放電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個差動電路11，差動電路11與所述電池單元的電池單體一一對應(yīng)。所有這些差動電路11的比較結(jié)果分別輸入過充電邏輯電路12，過充電邏輯電路12的輸出端連接一個電壓比較器13，電壓比較器13可以將過充電邏輯電路12輸出的電壓信號與一個設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較，這個電壓可以人為調(diào)節(jié)。電壓比較器13的輸出端與作為充電控制開關(guān)104使用的MOSFET管的柵極連接。所有這些差動電路11構(gòu)成了過充電保護(hù)電路2的過充電電壓檢測部分，過充電邏輯電路12和電壓比較器13構(gòu)成了過充電保護(hù)電路2的過充電邏輯控制部分。
圖2示出了本實用新型實施例中過放電保護(hù)電路2的電路原理圖，為了簡化說明，將保護(hù)電路的其它部分省略了。
在本實施例的過放電保護(hù)電路2中，放電控制開關(guān)105由MOSFET管構(gòu)成，放電控制開關(guān)105串接在所述主電路中。在所述電池單元101的每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端連接有一個可將每節(jié)電池的實際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的放電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個差動電路21，每一個差動電路21與所述電池單元101的每一個電池單體一一相應(yīng)。所有這些差動電路21的比較結(jié)果分別輸入過放電邏輯電路22，過放電邏輯電路22的輸出端連接一個電壓比較器23，電壓比較器23可以將過放電邏輯電路22輸出的電壓信號與一個低于設(shè)定的相當(dāng)于所述多個放電限制電壓之和的電壓進(jìn)行比較，這個電壓可以人為調(diào)節(jié)。電壓比較器23的輸出端與作為放電控制開關(guān)105使用的MOSFET管的柵極連接。所有這些差動電路21構(gòu)成了過放電保護(hù)電路2的過放電電壓檢測部分，過放電邏輯電路22和電壓比較器23構(gòu)成了過放電保護(hù)電路2的過放電邏輯控制部分。
圖3示出了本實用新型實施例中均衡充電電路3的電路原理圖，為了簡化說明，將保護(hù)電路的其它部分省略了。
在本實施例的均衡充電電路3中，所述電池單元101的每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端連接一個可將所述一節(jié)電池的電壓與設(shè)定的單節(jié)電池的額定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓檢測部31，所述電壓檢測部31由差動電路構(gòu)成。所述每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端還連接一個自放電支路，所述每一個自放電支路包括一個阻抗元件33和一個可根據(jù)相應(yīng)的電壓檢測部31的比較結(jié)果控制所述自放電支路通/斷的自放電控制開關(guān)32，所述自放電控制開關(guān)32由MOSFET管構(gòu)成，所述電壓檢測部31的輸出端與MOSFET管的柵極連接。自放電控制開關(guān)32也可以采用三極管等其它電控開關(guān)元件，只要其可以根據(jù)一個高電平和一個低電平就可以分別處于連通和斷開兩種狀態(tài)即可。
圖4示出了本實用新型實施例中過電流保護(hù)電路4的原理圖，為了簡化說明，將保護(hù)電路的其它部分省略了。
在本實施例的過電流保護(hù)電路4中，在放電控制開關(guān)105和充電控制開關(guān)104的相應(yīng)的源極和漏極之間串聯(lián)有兩個電感元件106和106’。
過電流保護(hù)電路4包括充電過電流保護(hù)電路和放電過電流保護(hù)電路。
所述放電過電流保護(hù)電路包括可將所述放電控制開關(guān)105的源極和漏極兩端的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的第一過電流檢測部，和根據(jù)所述第一過電流檢測部的輸出信號控制所述放電控制開關(guān)105延時斷開的第一延時電路46。
所述第一過電流檢測部包括兩個電壓比較器41和42，所述這兩個電壓比較器41和42的第一輸入端均通過一個分流電阻45連接于所述主電路中的兩個電感元件106和106’之間，所述這兩個電壓比較器41和42的第二輸入端分別與恒定電壓源43和44連接，所述這些恒定電壓源43和44可以人為設(shè)定成不相同的兩個電壓，分別用于檢測放電時的較小過電流和較大過電流。
所述第一延時電路46包括時鐘振蕩器和可根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)的兩個計數(shù)器，所述第一延時電路46的兩個計數(shù)器與所述第一過電流檢測部的兩個電壓比較器一一相應(yīng)。所述第一延時電路46的輸出端與放電控制開關(guān)105的柵極連接。第一過電流檢測部的電壓比較器和第一延時電路的計數(shù)器不局限于兩個，也可以是多個，其目的在于，更好地根據(jù)過電電流的大小調(diào)整延時時間的長短。
所述充電過電流保護(hù)電路包括可將所述充電控制開關(guān)104的源極和漏極兩端的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的第二過電流檢測部，和根據(jù)所述第二過電流檢測部的輸出信號控制所述充電控制開關(guān)104延時斷開的第二延時電路46’。
所述第二過電流檢測部包括兩個電壓比較器41’和42’，所述這兩個電壓比較器41’和42’的第一輸入端均通過一個分流電阻45’連接于所述主電路中的兩個電感元件106和106’之間，所述這兩個電壓比較器41’和42’的第二輸入端分別與恒定電壓源43’和44’連接，所述這些恒定電壓源43’和44’可以人為設(shè)定成不相同的兩個電壓，分別用于檢測充電時的較小過電流和較大過電流。
所述第二延時電路46’包括時鐘振蕩器和可根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)的兩個計數(shù)器，所述第二延時電路46’的兩個計數(shù)器與所述第二過電流檢測部的兩個電壓比較器一一相應(yīng)，所述第二延時電路46’的輸出端與充電控制開關(guān)104的柵極連接。第二過電流檢測部的電壓比較器和第二延時電路的計數(shù)器不局限于兩個，也可以是多個，其目的也是為了更好根據(jù)過電電流的大小調(diào)整延時時間的長短。
由于過充電保護(hù)電路1和充電過電流保護(hù)電路都是通過充電控制開關(guān)104來控制主電路的通與斷，所以其兩者的輸出信號應(yīng)首先通過一個與門電路進(jìn)行邏輯運算后，再輸出到充電控制開關(guān)104的柵極。同樣，過放電保護(hù)電路2和放電過電流保護(hù)電路的輸出信號也應(yīng)首先通過一個與門電路進(jìn)行邏輯運算后，再輸出到放電控制開關(guān)105的柵極。
綜上所述，本實用新型所公開的動力鋰離子電池的保護(hù)電路由過充電保護(hù)電路1、過放電保護(hù)電路2、均衡充電電路3和過電流保護(hù)電路4組成，它們一起集成于一塊線路板中。在充電過程中，當(dāng)任何一節(jié)電池的充電電壓超過設(shè)定的充電限制電壓時，都能使主電路斷開；在放電過程中，當(dāng)任何一節(jié)電池的放電電壓超過設(shè)定的放電限制電壓時，也都能使主電路斷開；從而使電池組不會因單節(jié)電池的過充電或過放電，而造成整組電池?fù)p壞。另外，在出現(xiàn)過電流或短路時，也能迅速使主電路斷開，從而對電池組提供了多重保護(hù)。同時，它能對電池組的各個電池單體均衡充電，使充電后的各個電池單體充電電壓基本保持一致，提高了整組電池的荷電保持能力，提升了電池組的整體性能。特別適合由四節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)而成的動力電池使用。
權(quán)利要求1.動力鋰離子電池的保護(hù)電路，包括由一對輸入輸出端口和連接于所述一對輸入輸出端口之間的電池單元(101)組成的主電路，所述電池單元(101)是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組；其特征在于該保護(hù)電路包括一個過充電保護(hù)電路(1)和一個過放電保護(hù)電路(2)；所述過充電保護(hù)電路(1)包括一個串聯(lián)在所述主電路中的充電控制開關(guān)(104)，和可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過充電電壓檢測部，和根據(jù)所述過充電電壓檢測部的輸出信號控制所述充電控制開關(guān)(104)通/斷的過充電邏輯控制部；所述過放電保護(hù)電路(2)包括一個串聯(lián)在所述主電路中的放電控制開關(guān)(105)，和可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過放電電壓檢測部，和根據(jù)所述過放電電壓檢測部的輸出信號控制所述放電控制開關(guān)(105)通/斷的過放電邏輯控制部。
2.如權(quán)利要求1所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述過充電電壓檢測部包括連接在所述每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每一節(jié)電池的實際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個差動電路(11)；所述過充電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動電路(11)的輸入信號進(jìn)行邏輯運算的過充電邏輯電路(12)和可將所述過充電邏輯電路(12)輸出的電壓信號與一個設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路(12)輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器(13)。
3.如權(quán)利要求2所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述過放電電壓檢測部包括連接在所述每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每一節(jié)電池的實際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的放電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個差動電路(21)；所述過放電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動電路(21)的輸入信號進(jìn)行邏輯運算的過放電邏輯電路(22)和可將所述過放電邏輯電路(22)輸出的電壓信號與一個設(shè)定的相當(dāng)于所述多個放電限制電壓之和的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器(23)。
4.如權(quán)利要求1至3所述的任一種動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述電池單元(101)的每一節(jié)電池的正負(fù)極兩端分別連接一個均衡充電電路(3)。
5.如權(quán)利要求4所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述均衡充電電路(3)包括一個可將所述一節(jié)電池的電壓與設(shè)定的單節(jié)電池的額定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓檢測部(31)和一個自放電支路；所述每一個自放電支路包括一個阻抗元件(33)和一個可根據(jù)相應(yīng)的電壓檢測部(31)的比較結(jié)果控制所述自放電支路通/斷的自放電控制開關(guān)(32)。
6.如權(quán)利要求5所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述保護(hù)電路還包括過電流保護(hù)電路(4)，所述過電流保護(hù)電路(4)包括放電過電流保護(hù)電路和充電過電流保護(hù)電路。
7.如權(quán)利要求6所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述放電過電流保護(hù)電路包括可將所述放電控制開關(guān)(105)的兩端的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的第一過電流檢測部，和根據(jù)所述第一過電流檢測部的輸出信號控制所述放電控制開關(guān)(105)延時斷開的第一延時電路(46)；所述第一過電流檢測部包括多個并聯(lián)的電壓比較器；所述第一延時電路(46)包括時鐘振蕩器和可根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)的多個計數(shù)器，所述第一延時電路(46)的多個計數(shù)器與所述第一過電流檢測部的多個電壓比較器一一相應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述充電過電流保護(hù)電路包括可將所述充電控制開關(guān)(104)的兩端的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的第二過電流檢測部，和根據(jù)所述第二過電流檢測部的輸出信號控制所述充電控制開關(guān)(104)延時斷開的第二延時電路(46’)；所述第二過電流檢測部包括多個并聯(lián)的電壓比較器；所述第二延時電路(46’)包括時鐘振蕩器和可根據(jù)時鐘振蕩器的時鐘進(jìn)行計數(shù)的多個計數(shù)器，所述第二延時電路(46’)的多個計數(shù)器與所述第二過電流檢測部的多個電壓比較器一一相應(yīng)。
9.如權(quán)利要求8所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述主電路中串聯(lián)有電感元件。
10.如權(quán)利要求1所述的動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其特征在于所述充電控制開關(guān)(104)和放電控制開關(guān)(105)分別由MOSFET管構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開了一種動力鋰離子電池的保護(hù)電路，其主要技術(shù)要點是，它包括可對由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組實施過充電保護(hù)的過充電保護(hù)電路，和可對電池組實施過放電保護(hù)的過放電保護(hù)電路，和可對電池組實施過電流保護(hù)的過電流保護(hù)電路，以及可對電池組的各個電池單體實施均衡充電的均衡充電電路。本實用新型不僅解決了由于電池組的各電池單體間存在性能差異，容易因單節(jié)電池的過充電或過放電，造成整組電池?fù)p壞的問題，而且它通過均衡充電電路，使充電后的各個電池單體的充電電壓基本保持一致，從而提高了整組電池的荷電保持能力，提升了電池組的整體性能。特別適合由四節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)而成的動力電池使用。
文檔編號H02J7/00GK2922235SQ200620085240
公開日2007年7月11日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者劉振華, 徐建華, 王建武, 高玉光 申請人:濰坊光華電池有限公司