CN201383689Y - 一种充电器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种充电器电路，其包括有一对充电端子、充电控制电路、放电控制电路、电流大小检测电路、放电电流大小检测电路、操作控制器、锂电池平衡电路。一对充电端子由一个正极充电端子和一个负极充电端子组成，多节电池被串联插入并连接到其上；充电控制电路输出充电电压；放电控制电路消耗掉电池上剩余电量；操作控制器控制充电控制电路、放电控制电路、电流大小检测电路、放电电流大小检测电路、锂电池平衡电路进行工作，以完成充电操作过程；锂电池平衡电路连接在所述的正极充电端子与充电控制电路之间，锂电池平衡电路能够在操作控制器的控制下，使得串联放置在一对充电端子之间的各节锂电池两端电压基本保持一致，提高锂离子电池组整体使用质量。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及一种充电器的电路，尤其涉及一种锂电池的充电器的电路。
[背景技术]
锂离子电池是没有记忆效应，因此是比较理想的充电电池。将锂离子电池作为动力电池使用时，一般需要多节的锂离子电池串联在一起进行使用，以达到所需要的电压。由于现有的锂离子电池充电器，没有对串联一起的每节电池进行电压控制，充电后，不能保证各个单节的性能指标完全一致，在使用的过程中由于锂离子电池的容量、自放电等差异，使得锂离子电池组的电荷保持能力明显降低，影响了锂离子电池组整体使用质量，缩短了使用寿命。因此，有必要提供一种能够使各个单节锂离子电池在充电后的性能指标保持一致的充电器，以解决现有技术的缺点。
[实用新型内容]
本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种充电时对串联一起的每节电池进行电压控制，充电后使每节电池性能指标保持一致的充电器，该充电器提高锂离子电池组整体使用质量。
为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种充电器电路，包括：
一个正极充电端子和一个负极充电端子组成的一对充电端子，多节电池被串联插入并连接到其上；
一个充电控制电路，输出充电电压；
一个放电控制电路，消耗掉电池上剩余电量；
一个充电电流大小检测电路；
一个放电电流大小检测电路；
一操作控制器，控制充电操作过程；
一个锂电池平衡电路，连接在所述的正极充电端子与充电控制电路之间，锂电池平衡电路、能够在操作控制器、的控制下，使得串联放置在一对充电端子之间的各节锂电池两端电压基本保持一致。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于锂电池平衡电路包括：
一电压检测电路，检测各节锂电池的两端电压，将该电压与设定的额定电压进行比较并将比较结果输出给操作控制器；
一电压调整电路，调整各节锂电池的两端电压，使得各节锂电池两端电压基本保持一致；
一能量平衡控制电路，在操作控制器的控制下，启动电压调整电路进行工作。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测电路由多个电压检测单元构成，电压检测单元连接在锂电池的两端。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测单元包括电压比较器，电压比较器的正向输入端通过电阻与锂电池的正极连接，电压比较器的反向输入端通过电阻与该节锂电池的负极连接，电压比较器的输出端通过电阻与操作控制器连接。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测单元包括电压比较器N2B，电压比较器N2B的正向输入端通过电阻与锂电池的负极连接，电压比较器N2B的反向输入端通过电阻与该节锂电池的正极连接，电压比较器N2B的输出端与MOSFET管的栅极连接，MOSFET管的漏极与电压比较器N2B的反向输入端连接，MOSFET管的源极与操作控制器连接，MOSFET管的源极同时通过电阻接地。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测单元包括一电阻，其一端与锂电池的正极连接，另一端与操作控制器连接。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于电压调整电路由多个电压调整单元构成，电压调整单元与能量平衡控制电路连接，且连接在锂电池的正极上。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于电压调整单元由两个支路构成，该支路包括有第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管，第一MOSFET管的源极与充电控制电路的输出端连接，第一MOSFET管的漏极与电阻的一端及第二MOSFET管的漏极连接，第一MOSFET管的栅极与电阻的另一端及第二MOSFET管的栅极连接，第二MOSFET管的源极与锂电池的正极连接，第三MOSFET管的源极通过电阻与第二MOSFET管的栅极连接，第三MOSFET管的漏极接地，第三MOSFET管的栅极与操作控制器连接，在第三MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于电压调整单元由两个支路构成，该支路包括有第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管、第四MOSFET管，第一MOSFET管的源极与充电控制电路的输出端连接，第一MOSFET管的漏极与电阻的一端及第二MOSFET管的漏极连接，第一MOSFET管的栅极与电阻的另一端及第二MOSFET管的栅极连接，第二MOSFET管的源极与锂电池的正极连接，第三MOSFET管的源极通过电阻与第二MOSFET管的栅极连接，第三MOSFET管的漏极接18V电源，在第三MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻，第三MOSFET管的栅极与第四MOSFET管的源极连接，第四MOSFET管的漏极接地，第四MOSFET管的栅极与操作控制器连接，在第四MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻。
如上所述的一种充电器电路，其特征在于能量平衡控制电路包括有带多个次级的变压器，该变压器的初级绕组的一端与一开关MOSFET管Q4的源极连接，开关MOSFET管Q4的漏极接地，开关MOSFET管Q4的栅极通过电阻与操作控制器连接，变压器的初级绕组的另一端与每个电压调整单元的一个支路的第一MOSFET管的源极连接，变压器的每个次级绕组的一端分别与每个电压调整单元的另一个支路的第一MOSFET管的源极连接。
本实用新型的有益效果是：由于采用了连接在所述的正极充电端子与充电控制电路之间锂电池平衡电路，该锂电池平衡电路能够将各单节锂电池的充电时电压与设定的额定电压进行比较，并将比较结果输出给操作控制器；在操作控制器的控制下，锂电池平衡电路调整各节锂电池的两端电压，使得各节锂电池电压、自放电等性能基本保持一致，使得锂离子电池组的电荷保持能力明显提高，增强了锂离子电池组整体使用质量，提高了使用寿命。
[附图说明]
图1为本实用新型的方框图；
图2为本实用新型的锂电池平衡电路内部结构方框图；
图3为本实用新型的电路原理图。
[具体实施方式]
下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述：
如图1所示，本实用新型介绍一种充电器电路，可以为镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池、锂电池充电，其包括有一对充电端子、充电控制电路3、放电控制电路4、电流大小检测电路5、放电电流大小检测电路6、操作控制器7、锂电池平衡电路8。一对充电端子由一个正极充电端子1和一个负极充电端子2组成，多节电池被串联插入并连接到其上；充电控制电路3输出充电电压；放电控制电路4消耗掉电池上剩余电量；充电电流大小检测电路5和放电电流大小检测电路6分别检测充电和放电过程的电流大小并将检测结果发给操作控制器7；操作控制器7控制充电控制电路3、放电控制电路4、电流大小检测电路5、放电电流大小检测电路6、锂电池平衡电路8进行工作，以完成充电操作过程；锂电池平衡电路8连接在所述的正极充电端子与充电控制电路7之间，锂电池平衡电路8能够在操作控制器7的控制下，使得串联放置在一对充电端子之间的各节锂电池两端电压基本保持一致。
为了详细的介绍本专利，下面举一实施例对本专利进一步的描述，如图2、3所示，实施例能够为6节串联的电池进行充电，所述锂电池平衡电路8包括电压检测电路9、电压调整电路10、能量平衡控制电路11。电压检测电路9检测各节锂电池的两端电压，将该电压与设定的额定电压进行比较并将比较结果输出给操作控制器7；电压调整电路10调整各节锂电池的两端电压，使得各节锂电池两端电压基本保持一致；能量平衡控制电路11在操作控制器7的控制下，启动电压调整电路10进行工作。
电压检测电路9由六个电压检测单元12构成，电压检测单元12连接在锂电池的两端。电压检测单元12有三种电路结构，第六节电池和第五节电池两端的电压检测单元12电路结构一样，为第一种电路结构，电路结构如下：包括电压比较器N2A(N2C)，电压比较器N2A(N2C)的正向输入端通过电阻与第六(第五)锂电池的正极连接，电压比较器N2A(N2C)的反向输入端通过电阻与第六(第五)锂电池的负极连接，电压比较器N2A(N2C)的输出端通过电阻与操作控制器7的脚AD6(AD5)连接。
第四节电池、第三节电池、第二节电池两端的电压检测单元12电路结构一样，为第二种电路结构，电路结构如下：电压检测单元12包括电压比较器N2B(N2D，N3B)，电压比较器N2B(N2D，N3B)的正向输入端通过电阻与第四(第三、第二)锂电池的负极连接，电压比较器N2B(N2D，N3B)的反向输入端通过电阻与第四(第三、第二)锂电池的正极连接，电压比较器N2B(N2D，N3B)的输出端与MOSFET管的栅极连接，MOSFET管的漏极与电压比较器N2B(N2D，N3B)的反向输入端连接，MOSFET管的源极与操作控制器7的脚AD4(AD3、AD2)连接，MOSFET管的源极同时通过电阻接地。
第一节电池两端的电压检测单元12为第三种电路结构，包括一电阻，其一端与锂电池的正极连接，另一端与操作控制器7的脚AD1连接。
电压调整电路10由六个电压调整单元13构成，电压调整单元13与能量平衡控制电路11连接，且连接在锂电池的正极上。电压调整单元13具有两种电路结构，其中，连接到第六到第三电池的压调整单元13的电路结构一样，为第一种电路结构，结构如下：电压调整单元13由两个支路构成，该支路包括有第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管，第一MOSFET管的源极与充电控制电路3的输出端连接，第一MOSFET管的漏极与电阻的一端及第二MOSFET管的漏极连接，第一MOSFET管的栅极与电阻的另一端及第二MOSFET管的栅极连接，第二MOSFET管的源极与锂电池的正极连接，第三MOSFET管的源极通过电阻与第二MOSFET管的栅极连接，第三MOSFET管的漏极接地，第三MOSFET管的栅极与操作控制器7连接，在第三MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻。连接到第二到第一电池的压调整单元13的电路结构一样，为第二种电路结构，结构如下：电压调整单元13由两个支路构成，该支路包括有第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管、第四MOSFET管，第一MOSFET管的源极与充电控制电路3的输出端连接，第一MOSFET管的漏极与电阻的一端及第二MOSFET管的漏极连接，第一MOSFET管的栅极与电阻的另一端及第二MOSFET管的栅极连接，第二MOSFET管的源极与锂电池的正极连接，第三MOSFET管的源极通过电阻与第二MOSFET管的栅极连接，第三MOSFET管的漏极接18V电源，在第三MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻，第三MOSFET管的栅极与第四MOSFET管的源极连接，第四MOSFET管的漏极接地，第四MOSFET管的栅极与操作控制器7连接，在第四MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻。
能量平衡控制电路11包括有带多个次级的变压器，该变压器的初级绕组的一端与一开关MOSFET管Q4的源极连接，开关MOSFET管Q4的漏极接地，开关MOSFET管Q4的栅极通过电阻与操作控制器7连接，变压器的初级绕组的另一端与每个电压调整单元13的一个支路的第一MOSFET管的源极连接，变压器的每个次级绕组的一端分别与每个电压调整单元13的另一个支路的第一MOSFET管的源极连接。
Claims (10)
1、一种充电器电路，包括：
一个正极充电端子(1)和一个负极充电端子(2)组成的一对充电端子，多节电池被串联插入并连接到其上；
一个充电控制电路(3)，输出充电电压；
一个放电控制电路(4)，消耗掉电池上剩余电量；
一个充电电流大小检测电路(5)；
一个放电电流大小检测电路(6)；
一操作控制器(7)，控制充电操作过程；
其特征在于，
一个锂电池平衡电路(8)连接在所述的正极充电端子与充电控制电路(7)之间，锂电池平衡电路(8)能够在操作控制器(7)的控制下，使得串联放置在一对充电端子之间的各节锂电池两端电压基本保持一致。
2、根据权利要求1所述的一种充电器电路，其特征在于锂电池平衡电路(8)包括：
一电压检测电路(9)，检测各节锂电池的两端电压，将该电压与设定的额定电压进行比较并将比较结果输出给操作控制器(7)；
一电压调整电路(10)，调整各节锂电池的两端电压，使得各节锂电池两端电压基本保持一致；
一能量平衡控制电路(11)，在操作控制器(7)的控制下，启动电压调整电路(10)进行工作。
3、根据权利要求2所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测电路(9)由多个电压检测单元(12)构成，电压检测单元(12)连接在锂电池的两端。
4、根据权利要求3所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测单元(12)包括电压比较器(N2A)，电压比较器(N2A)的正向输入端通过电阻与锂电池的正极连接，电压比较器(N2A)的反向输入端通过电阻与该节锂电池的负极连接，电压比较器(N2A)的输出端通过电阻与操作控制器(7)连接。
5、根据权利要求3所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测单元(12)包括电压比较器(N2B)，电压比较器(N2B)的正向输入端通过电阻与锂电池的负极连接，电压比较器(N2B)的反向输入端通过电阻与该节锂电池的正极连接，电压比较器(N2B)的输出端与MOSFET管的栅极连接，MOSFET管的漏极与电压比较器(N2B)的反向输入端连接，MOSFET管的源极与操作控制器(7)连接，MOSFET管的源极同时通过电阻接地。
6、根据权利要求3所述的一种充电器电路，其特征在于电压检测单元(12)包括一电阻，其一端与锂电池的正极连接，另一端与操作控制器(7)连接。
7、根据权利要求2所述的一种充电器电路，其特征在于电压调整电路(10)由多个电压调整单元(13)构成，电压调整单元(13)与能量平衡控制电路(11)连接，且连接在锂电池的正极上。
8、根据权利要求7所述的一种充电器电路，其特征在于电压调整单元(13)由两个支路构成，该支路包括有第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管，第一MOSFET管的源极与充电控制电路(3)的输出端连接，第一MOSFET管的漏极与电阻的一端及第二MOSFET管的漏极连接，第一MOSFET管的栅极与电阻的另一端及第二MOSFET管的栅极连接，第二MOSFET管的源极与锂电池的正极连接，第三MOSFET管的源极通过电阻与第二MOSFET管的栅极连接，第三MOSFET管的漏极接地，第三MOSFET管的栅极与操作控制器(7)连接，在第三MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻。
9、根据权利要求7所述的一种充电器电路，其特征在于电压调整单元(13)由两个支路构成，该支路包括有第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管、第四MOSFET管，第一MOSFET管的源极与充电控制电路(3)的输出端连接，第一MOSFET管的漏极与电阻的一端及第二MOSFET管的漏极连接，第一MOSFET管的栅极与电阻的另一端及第二MOSFET管的栅极连接，第二MOSFET管的源极与锂电池的正极连接，第三MOSFET管的源极通过电阻与第二MOSFET管的栅极连接，第三MOSFET管的漏极接18V电源，在第三MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻，第三MOSFET管的栅极与第四MOSFET管的源极连接，第四MOSFET管的漏极接地，第四MOSFET管的栅极与操作控制器(7)连接，在第四MOSFET管的漏极和栅极之间连接有电阻。
10、根据权利要求8或9所述的一种充电器电路，其特征在于能量平衡控制电路(11)包括有带多个次级的变压器，该变压器的初级绕组的一端与一开关MOSFET管(Q4)的源极连接，开关MOSFET管(Q4)的漏极接地，开关MOSFET管(Q4)的栅极通过电阻与操作控制器(7)连接，变压器的初级绕组的另一端与每个电压调整单元(13)的一个支路的第一MOSFET管的源极连接，变压器的每个次级绕组的一端分别与每个电压调整单元(13)的另一个支路的第一MOSFET管的源极连接。
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