專利名稱：：磷酸鐵鋰電池通用充電模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種充電模塊，尤其涉及一種磷酸鐵鋰電池通用充電模塊。背錄技術(shù)近年來(lái)，便攜式電子產(chǎn)品正向輕量化、超小型化發(fā)展，為此鋰離子電池得到廣泛應(yīng)用，但是目前大量應(yīng)用的正極材料為鈷酸鋰和錳酸鋰的鋰離子電池安全性能較差，多年來(lái)，手機(jī)鋰電池、筆記本鋰電池組、移動(dòng)DVD用鋰電池和礦燈用鋰電池等不斷出現(xiàn)燃燒和爆炸等現(xiàn)象，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和極壞的社會(huì)影響，為了消除這種現(xiàn)象，便攜式電子設(shè)備已開(kāi)始采用安全性能極好的磷酸鐵鋰電池。此外，電動(dòng)工具中過(guò)去普遍采用鎳鎘電池，由于鎳鎘電池含有鎘等嚴(yán)重污染環(huán)境和毒害人身健康的材料，許多國(guó)家已禁止生產(chǎn)和使用鎳鎘電池，目前唯一可以替代的只有磷酸鐵鋰電池。在電動(dòng)助力車和混合動(dòng)力汽車中，過(guò)去普遍采用非常笨重的鉛酸蓄電池或鎳氫電池。為了減輕電池重量，國(guó)內(nèi)外曾有不少研究人員試圖采用鈷酸鋰和錳酸鋰電池，結(jié)果都以失敗告終。隨著磷酸鐵鋰電池的推廣應(yīng)用，成本不斷降低，性能不斷提高。電動(dòng)車輛采用磷酸鐵鋰電池已成為必然選擇。由于磷酸鐵鋰電池的主要技術(shù)參數(shù)與錳酸鋰和鈷酸鋰電池具有較大的差別，因此過(guò)去世界各國(guó)大量生產(chǎn)的鋰離子電池充電控制專用集成電路、厚膜電路和模塊等不可能對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電，為了滿足手機(jī)、筆記本電腦、礦燈、移動(dòng)DVD、MP4、電動(dòng)工具和電動(dòng)車輛中磷酸鐵鋰充電的要求，應(yīng)當(dāng)盡快開(kāi)發(fā)和研制通用型磷酸鐵鋰電池充電厚膜電路和模塊。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)磷酸鐵鋰電池，提供一種通用的充電控制模塊。本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種磷饞鐵鋰電池通用充電模塊，包括集成控制電路，用于恒流充電與恒壓充電切換的充電開(kāi)關(guān)(Q2)，集成控制電路為VA7205充電控制集成電路，其充電電流控制端與電源正極之間接有電流調(diào)整電阻，充電電流控制端通過(guò)充電開(kāi)關(guān)與待充電電池的一端相連，充電開(kāi)關(guān)的控制端與VA7205充電控制集成電路的驅(qū)動(dòng)端相連，待充電電池的正極通過(guò)電壓反饋電阻(R4)與VA7205充電控制集成電路的電池電壓檢測(cè)輸入端相連，VA7205充電控制集成電路的溫度監(jiān)控輸入端與電源正極和負(fù)極之間分別接有分壓電阻(R3和R9)。本實(shí)用新型提供的磷酸鐵鋰電池通用充電模塊，通過(guò)改變電流調(diào)整電阻或分壓電阻(R3和R9)的大小，可以方便地調(diào)整恒流充電電流或恒壓充電電壓大小?？蓪?shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池由恒流充電自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓充電的要求。本實(shí)用新型選用的VA7205充電控制集成電路，具有恒壓、恒流充電自動(dòng)切換以及內(nèi)阻補(bǔ)償?shù)裙δ芤约俺潆姇r(shí)間短、控制精確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。圖1為本實(shí)用新型磷酸鐵鋰電池通用充電模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型磷酸鐵鋰電池通用充電模塊的一種實(shí)施例的電路原理圖。具體實(shí)旌方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。磷酸鐵鋰電池通用充電模塊由充電電流釆樣電路、充電開(kāi)關(guān)管、集成控制電路、充電電壓采樣電路等部分組成，如圖1所示。下面結(jié)合圖l對(duì)本實(shí)用新型的磷酸鐵鋰電池通用充電模塊的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)述1.電流采樣電路可恒定磷酸鐵鋰電池的充電電流，根據(jù)待充磷酸鐵鋰電池的容量設(shè)定通用充電模塊的充電電流，比如對(duì)礦燈用單體4Ah磷酸鐵鋰電池充電時(shí)，該電流可設(shè)定在800mA,對(duì)筆記本電腦用10Ah磷酸鐵鋰電池充時(shí)，該電流可設(shè)置3A。2.電壓采樣電路可恒定電池組的充電電壓，根據(jù)待充磷酸鐵鋰電池組的串聯(lián)電池?cái)?shù)，設(shè)定通用充電模塊輸出的恒定充電電壓，比如對(duì)礦燈用的單體磷酸鐵鋰電池充電時(shí)，該電壓設(shè)置在3.65V。對(duì)移動(dòng)DVD用二只串聯(lián)磷酸鐵鋰電池組充電時(shí)，該電壓應(yīng)設(shè)置在7.3V。對(duì)電動(dòng)助力車用11只串聯(lián)磷酸鐵鋰電池組充電時(shí)，該電壓應(yīng)設(shè)置在40V。3.集成控制電路的作用是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池最佳充電。充電開(kāi)始后，以恒定電流對(duì)磷酸鐵鋰電池充電，當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定的恒定充電電壓時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓充電，確保磷酸鐵鋰電池安全快速充足電。4.充電開(kāi)關(guān)采用MOSFET，根據(jù)設(shè)定的充電電流可以選定M0SFET的額定電流值。本實(shí)用新型的通用充電模塊為系列產(chǎn)品，可根據(jù)用戶的實(shí)際要求，設(shè)定充電電流和充電電壓，滿足筆記本電腦、手機(jī)、移動(dòng)DVD、MP4、礦燈、電動(dòng)工具和電動(dòng)車輛用磷酸鐵鋰電池組的不同要求。本實(shí)用新型選用VA7205作為充電控制集成電路。VA7205是一款專門(mén)為高精度的線性鋰電池充電器設(shè)計(jì)的電路，非常適合那些低成本、便攜式的充電器使用。它集高精度預(yù)充電、恒定電流充電、恒定電壓充電、電池狀態(tài)檢測(cè)、溫度監(jiān)控、充電結(jié)束低泄漏、充電狀態(tài)指示、電池內(nèi)阻補(bǔ)償?shù)刃阅苡谝簧恚梢詮V泛使用于PDA、移動(dòng)電話、手持設(shè)備等領(lǐng)。其各個(gè)管腳的名稱和功能如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以下以礦燈用單體4Ah磷酸鐵鋰電池充電的模塊實(shí)際電路為例，對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)介紹，參見(jiàn)圖2。1.圖中C3為輸入濾波電容器，Dl為隔離二極管，防止反向充電電壓加入控制電路。2.由R1、R8、R10并聯(lián)構(gòu)成的電流調(diào)整電阻和U1(即是VA7205作為充電控制集成電路)內(nèi)部接在VCC與CS1之間的電阻組成電流采樣電路,通過(guò)Ul可將礦燈用單體磷酸鐵電池的充電電流恒定在800mA。3.內(nèi)阻補(bǔ)償電阻R6、R2控制Ul的CS2端和CS1端的電壓差，起電池內(nèi)阻補(bǔ)償作用。4.電阻R3和R9組成分壓電路，將單體磷酸鐵鋰電池的充電電壓設(shè)置在3.65Vo5.R4是電壓反饋電阻，可通過(guò)U1控制Q2的開(kāi)關(guān)時(shí)間恒定電池組的充電電壓，C2為去耦電容。6.Ul為充電控制專用集成電路，可實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池由恒流充電自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓充電的要求。本實(shí)用新型的集成控制電路選用VA7205充電控制集成電路(IC)。7.Q2為充電開(kāi)關(guān)，由于礦燈電池的容量較小，充電電流較小，因此充電開(kāi)關(guān)Q2選用額定電流較小的M0SFET，Rll電阻的作用是Q2截止時(shí)，保持Q2的柵極和源極電位相同，確保Q2截止。為了減小通用充電模塊的體積，該模塊釆用厚膜工藝制作，所有電阻、電容和引線均采用印刷的方法，印制在陶瓷基片上，集成電路MOSFET和二極管均采用管芯貼裝陶瓷片上。該模塊也可采用表面貼裝的方式，將各種元器件貼裝在鋁基電路板上。權(quán)利要求1.一種磷酸鐵鋰電池通用充電模塊，包括集成控制電路，用于恒流充電與恒壓充電切換的充電開(kāi)關(guān)(Q2)，其特征在于，所述集成控制電路為VA7205充電控制集成電路，其充電電流控制端與電源正極之間接有電流調(diào)整電阻，充電電流控制端通過(guò)充電開(kāi)關(guān)與待充電電池的一端相連，充電開(kāi)關(guān)的控制端與VA7205充電控制集成電路的驅(qū)動(dòng)端相連，待充電電池的正極通過(guò)電壓反饋電阻(R4)與VA7205充電控制集成電路的電池電壓檢測(cè)輸入端相連，VA7205充電控制集成電路的溫度監(jiān)控輸入端與電源正極和負(fù)極之間分別接有分壓電阻(R3和R9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰電池通用充電模塊，其特征在于，所述磷酸鐵鋰電池通用充電模塊的電池內(nèi)阻補(bǔ)償控制/充電結(jié)束指示端與充電電流控制端和電源正極之間分別接有內(nèi)阻補(bǔ)償電阻(R6、R2)。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種磷酸鐵鋰電池通用充電模塊，包括集成控制電路，用于恒流充電與恒壓充電切換的充電開(kāi)關(guān)(Q2)，集成控制電路為VA7205充電控制集成電路，其充電電流控制端與電源正極之間接有電流調(diào)整電阻，充電電流控制端通過(guò)充電開(kāi)關(guān)與待充電電池的一端相連，充電開(kāi)關(guān)的控制端與VA7205驅(qū)動(dòng)端相連，待充電電池的正極通過(guò)電壓反饋電阻(R4)與VA7205電池電壓檢測(cè)輸入端相連，VA7205溫度監(jiān)控輸入端與電源正極和負(fù)極之間分別接有分壓電阻(R3和R9)。本實(shí)用新型提供的通用充電模塊，適用于磷酸鐵鋰電池的充電控制，具有充電時(shí)間短、控制精確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)H02J7/04GK201004562SQ20072000425公開(kāi)日2008年1月9日申請(qǐng)日期2007年2月5日優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日發(fā)明者柯漢周,柯漢忠申請(qǐng)人:廣東科信實(shí)業(yè)有限公司