CN107623346A - 电池充电、放电控制电路 - Google Patents

Abstract

一种电池充电、放电控制电路，包括电源、充电管理芯片以及分别与所述充电管理芯片连接的开关电路、可充电电池和温度传感器，所述开关电路的第一端与所述充电管理芯片的第一输出管脚以及车载电子设备连接，所述开关电路的第二端和第三端分别与所述电源和所述可充电电池连接，所述充电管理芯片第一输入管脚与所述温度传感器连接，用于接收所述温度传感器发送的温度信息，所述充电管理芯片的第二输入管脚与所述可充电电池连接，用于接收所述可充电电池的输入电压；当所述电源供电，且环境温度在第一温度范围内、可充电电池的电压低于低电压阈值时，可充电电池进行充电；当所述电源断电，且所述环境温度在第二温度范围内时，可充电电池进行放电。

Description

电池充电、放电控制电路

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池充电、放电控制电路。

背景技术

随着科技的进步，汽车已是人民生活中不可或缺的代步工具。一般在整车蓄电池关闭后，有些车载电子设备比如，车载导航仪，车载行驶记录仪等仍然需要工作，因此在这些电子设备中安装内置的可充放电的备用电池，当整车电源断掉后，通过内置备用电池供电。尤其近几年来，行驶记录仪受法规要求应该具有备用可充电电池，当整车电源关闭，记录仪将由内部备用锂电池供电。备用锂电池工作时间度足够记录仪向监控中心报警或传输必要的信息。

但是，目前锂电池行业电池工作温度不能满足车规级要求，即工作温度范围：-40℃～125℃，锂电池充电温度为0℃～45℃，放电温度为-20℃～+60℃，由于其工作温度范围相对较小，超过锂电池在规定的温度范围之外工作，影响锂电池的寿命，同时会存在一定的安全隐患。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种控制可充电电池工作温度的电池充电、放电控制电路。

一种电池充电、放电控制电路，包括电源、充电管理芯片以及分别与所述充电管理芯片连接的开关电路、可充电电池和温度传感器，所述开关电路的第一端与所述充电管理芯片的第一输出管脚以及车载电子设备连接，所述开关电路的第二端和第三端分别与所述电源和所述可充电电池连接，所述充电管理芯片第一输入管脚与所述温度传感器连接，用于接收所述温度传感器发送的温度信息，所述充电管理芯片的第二输入管脚与所述可充电电池连接，用于接收所述可充电电池的输入电压；

当所述电源供电，且环境温度在第一温度范围内、可充电电池的电压低于低电压阈值时，所述充电管理芯片输出第一控制信号至所述开关电路，以控制所述开关电路导通所述电源与所述可充电电池的连接；

当所述电源断电，且所述环境温度在第二温度范围内时，所述充电管理芯片输出第二控制信号至所述开关电路，以控制所述开关电路导通所述可充电电池与所述车载电子设备的连接。

上述电池充电、放电控制电路，其中，所述开关电路包括MOS管和与所述MOS管并联的第一二极管，所述MOS管的栅极与所述充电管理系统的第一输出管脚连接和所述车载电子设备连接，源极和漏极分别与所述电源和所述可充电电池连接，所述第一二极管的输入端和输出端分别与所述三极管的漏极和源极连接。

上述电池充电、放电控制电路，其中，还包括连接在所述车载电子设备与所述充电管理芯片之间的三极管，所述三极管的基极与车载电子设备连接，集基与所述充电管理芯片第三输入管脚连接，发射极接地，所述车载电子设备包括MCU，所述MCU用于设置所述充电管理芯片的温度范围参数和电压阈值参数。

上述电池充电、放电控制电路，其中，还包括与所述三极管并联的保护电路，所述保护电路包括并联连接的第一电阻和电容，所述第一电阻和电容均接上述电池充电、放电控制电路，其中，还包括与所述充电管理芯片的第四输出管脚连接的指示灯电路，所述指示灯电路用于指示所述可充电电池的充电状态，包括一发光二极管和与所述发光二极管连接的接地电阻。

上述电池充电、放电控制电路，其中，所述电源与所述开关电路之间设置一第二电阻，所述第二电阻的一端所述电源连接，另一端与所述充电管理芯片的第四输入管脚连接及所述开关电路连接。

上述电池充电、放电控制电路，其中，所述电源与所述第二电阻之间还连接有第二二极管。

上述电池充电、放电控制电路，其中，所述三极管的基极与所述车载电子设备之间连接有第三电阻。

本发明实施例通过充电管理芯片控制可充电电池在第一温度范围下进行充电，在第二温度范围下进行放电，有效地保障了在阈值温度和阈值电压下，可充电电池开启充放电功能，防止可充电电池工作温度超过对应的温度范围时损坏，延长了可充电电池的使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的电池充电、放电控制电路的电路示意图；

图2为本发明第二实施例中的电池充电、放电控制电路的电路示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本发明第一实施例中的电池充电、放电控制电路，应用于车载电子设备，例如行车记录仪的供电系统中，包括电源ACC、充电管理芯片20以及分别与所述充电管理芯片20的连接的开关电路40、可充电电池10和温度传感器R5。所述充电管理芯片20用于根据预设的温度范围和电压阈值控制所述可充电电池10的充电和放电过程，所述可充电电池10例如为锂电池。

所述开关电路40的第一端与所述充电管理芯片20的第一输出管脚以及车载电子设备30连接，所述开关电路40的第二端和第三端分别与所述电源ACC和所述可充电电池10连接。所述充电管理芯片20第一输入管脚与所述温度传感器R5连接，所述温度传感器R5用于检测环境的温度，并将检测的温度信息通过所述第一输入管脚发送至所述充电管理芯片20，所述充电管理芯片20的第二输入管脚与所述可充电电池10连接，用于接收所述可充电电池的输入电压。

当所述电源ACC供电，且环境温度在第一温度范围内、可充电电池的电压低于低电压阈值时，所述充电管理芯片20输出第一控制信号至所述开关电路40，以控制所述开关电路40导通所述电源ACC与所述可充电电池10的连接。

当所述电源ACC断电，且所述环境温度在第二温度范围内时，所述充电管理芯片20输出第二控制信号至所述开关电路40，以控制所述开关电路40导通所述可充电电池10与所述车载电子设备30的连接。

所述第一温度范围为所述可充电电池的充电过程的工作温度，第二温度范围为可充电电池的放电过程的工作温度。例如锂电池，限制0℃～45℃内可进行充电，限制-20℃～+60℃内可进行放电。当电源有效后，检测锂电池温度，如果此温度在0℃～45℃范围内，同时检测到锂电池当前电压值低于锂电池的低电压阈值a V时，通过电路控制锂电池开始充电，当电压高于锂电池的高电压阈值bV(一般为8.4V)时结束充电。

当整车电源断开，车载电子设备的供电电源由整车电源转为锂电池供电，当温度传感器检测到锂电池周围温度在-20℃～+60℃设定范围内，锂电池可进行放电，直至放电电压达到设定阈值c V时关闭锂电池。

本实施例通过充电管理芯片控制可充电电池在第一温度范围下进行充电，在第二温度范围下进行放电，有效地保障了在阈值温度和阈值电压下，可充电电池开启充放电功能，防止可充电电池工作温度超过对应的温度范围时损坏，延长了可充电电池的使用寿命。

请参阅图2，为本发明第二实施例中的电池充电、放电控制电路，包括电源ACC，充电管理芯片20以及分别与所述充电管理芯片20的连接的开关电路40、可充电电池10和温度传感器R5。

所述开关电路40包括MOS管KT1和与所述MOS管KT1并联的第一二极管RD1，所述MOS管KT1的栅极与所述充电管理芯片20的第一输出管脚CC连接以及车载电子设备30连接，源极和漏极分别与所述电源ACC和所述可充电电池10连接。所述第一二极管RD1的输入端和输出端分别与所述MOS管KT1的漏极和源极连接。

所述充电管理芯片20第一输入管脚TS与所述温度传感器R5连接，所述温度传感器R5用于检测环境的温度，并将检测的温度信息通过所述第一输入管脚TS发送至所述充电管理芯片20，所述充电管理芯片20的第二输入管脚BAT与所述可充电电池10连接，用于接收所述可充电电池10的输入电压。

所述电池充电、放电控制电路还包括连接在所述车载电子设备30与所述充电管理芯片20之间三极管KT2，所述三极管KT2的基极与车载电子设备30连接，集基与所述充电管理芯片第三输入管脚COMP连接，发射极接地。所述车载电子设备30包括MCU和LCD显示屏，所述MCU用于设置所述充电管理芯片20的温度范围和电压阈值，所述充电管理芯片20接收温度传感器检测的环境温度时，比较环境温度与预设的温度范围和电压阈值。所述LCD显示屏用于显示锂电池电压低报警信息。

所述三极管KT2与所述车载电子设备30之间还设有与所述三极管KT2并联的保护电路，所述保护电路包括并联的第一电阻R6和电容C1，所述第一电阻R6和电容C1均接地。

进一步的，所述电池充电、放电控制电路还包括与所述充电管理芯片20的第四输出管脚STAT连接的指示灯电路连接，所述指示灯电路用于指示所述可充电电池的充电状态，包括一发光二极管DS1和与所述发光二极管DS1连接的接地电阻R4。

进一步的，所述电源ACC与所述开关电路40之间设置一第二电阻R1，所述第二电阻R1的一端所述电源ACC连接，另一端与所述充电管理芯片20的第四输入管脚SNS连接及所述开关电路40连接。该第二电阻R1起到对电源进行分压的作用，与充电管理芯片20的SNS引脚连接连接，该SNS引脚用于电流感测输入。

进一步的，所述电源ACC与所述第二电阻R1之间还连接有第二二极管RD2，起到整流的作用。

进一步的，所述三极管KT2的基极与所述车载电子设备30之间连接有第三电阻R7。起到对车载电子设备保护作用，以免电流过大，损坏车载电子设备。

当整车的电源ACC有效时，电源ACC对车载电子设备30供电，车载电子设备30开始工作。此时温度传感器R5检测可充电电池10的温度，如果环境温度在第一温度范围(0℃～45℃)内，且同时充电管理芯片20检测可充电电池10的电压输入小于低电压阈值a V，此时，LCD屏出现可充电电池10电压低的报警显示，同时充电管理芯片20驱动开关电路40导通电源ACC与可充电电池10的连接，对可充电电池10进行充电，并且充电状态识别可由充电管理芯片20的STAT管脚输出的指示灯电路发光状态，即发光二极管DS1亮；当电压高于高电压阈值bV(Max 8.4V)时可充电电池10结束充电，发光二极管DS1灭。

当充电管理芯片20根据温度传感器R5检测环境温度，判断环境温度超出第一温度范围(0℃～45℃)时，充电管理芯片20控制开关电路40断开电源ACC与可充电电池10的连接，可充电电池10不进行充电，此时发光二极管DS1灭。

当整车的电源ACC断开，可充电电池对车载设备进行供电。当环境温度在第二温度范围(-20℃～+60℃)内，充电管理芯片20的CC管脚驱动开关电路40导通可充电电池10与车载电子设备30的连接，可充电电池10进行放电，同时由充电管理芯片20的STAT管脚输出信号至指示灯电路，发光二极管DS1灭，直至放电达到设置的放电阈值电压阈值c V停止放电。下次电源ACC有效，进行重复工作，自动完成可充电电池的充放电工作，有效地进行可充电电池的电源管理，提高了车载电子设备的安全性，可靠性及其智能化。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电池充电、放电控制电路，其特征在于，包括电源、充电管理芯片以及分别与所述充电管理芯片连接的开关电路、可充电电池和温度传感器，所述开关电路的第一端与所述充电管理芯片的第一输出管脚以及车载电子设备连接，所述开关电路的第二端和第三端分别与所述电源和所述可充电电池连接，所述充电管理芯片第一输入管脚与所述温度传感器连接，用于接收所述温度传感器发送的温度信息，所述充电管理芯片的第二输入管脚与所述可充电电池连接，用于接收所述可充电电池的输入电压；

当所述电源供电，且环境温度在第一温度范围内、可充电电池的电压低于低电压阈值时，所述充电管理芯片输出第一控制信号至所述开关电路，以控制所述开关电路导通所述电源与所述可充电电池的连接；

当所述电源断电，且所述环境温度在第二温度范围内时，所述充电管理芯片输出第二控制信号至所述开关电路，以控制所述开关电路导通所述可充电电池与所述车载电子设备的连接。

2.如权利要求1所述的电池充电、放电控制电路，其特征在于，所述开关电路包括MOS管和与所述MOS管并联的第一二极管，所述MOS管的栅极与所述充电管理系统的第一输出管脚连接和所述车载电子设备连接，源极和漏极分别与所述电源和所述可充电电池连接，所述第一二极管的输入端和输出端分别与所述三极管的漏极和源极连接。

3.如权利要求1所述的电池充电、放电控制电路，其特征在于，还包括连接在所述车载电子设备与所述充电管理芯片之间的三极管，所述三极管的基极与车载电子设备连接，集基与所述充电管理芯片第三输入管脚连接，发射极接地，所述车载电子设备包括MCU，所述MCU用于设置所述充电管理芯片的温度范围参数和电压阈值参数。

4.如权利要求3所述的电池充电、放电控制电路，其特征在于，还包括与所述三极管并联的保护电路，所述保护电路包括并联连接的第一电阻和电容，所述第一电阻和电容均接地。

5.如权利要求1所述的电池充电、放电控制电路，其特征在于，还包括与所述充电管理芯片的第四输出管脚连接的指示灯电路，所述指示灯电路用于指示所述可充电电池的充电状态，包括一发光二极管和与所述发光二极管连接的接地电阻。

6.如权利要求1所述的电池充电、放电控制电路，其特征在于，所述电源与所述开关电路之间设置一第二电阻，所述第二电阻的一端所述电源连接，另一端与所述充电管理芯片的第四输入管脚连接及所述开关电路连接。

7.如权利要求1所述的电池充电、放电控制电路，其特征在于，所述电源与所述第二电阻之间还连接有第二二极管。

8.如权利要求3所述的电池充电、放电控制电路，其特征在于，所述三极管的基极与所述车载电子设备之间连接有第三电阻。