專利名稱：一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)本實(shí)用新型涉及一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)。 [背景技術(shù)]鋰離子電池組充電時(shí)，常因?yàn)閱喂?jié)個(gè)體性能差異，而造成有的過充了有的還沒有 充滿，這樣鋰離子電池組的使用壽命往往明顯低于單體鋰離子電池，因此，必須進(jìn)行每節(jié)電 池間的相互均衡和充電電流、電壓等充電方式的管理。本實(shí)用新型克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種可以保證每節(jié)電池充滿且不會(huì)過 充，可以有效增加電池組容量、延長電池使用壽命的多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充 電管理系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，包括有單片機(jī)1，基準(zhǔn)電源 2，充電控制電路3，能量轉(zhuǎn)移變壓器4 ；所述單片機(jī)1的基準(zhǔn)電壓AD采樣I/O端口與基準(zhǔn)電 源2連接，所述單片機(jī)1的多個(gè)電池電壓AD采樣I/O端口順次連接在電池組中各個(gè)電池的 兩極上；所述充電控制電路3的電壓輸入端與充電電源連接，所述充電控制電路3的控制輸 入端與單片機(jī)1的一個(gè)PWM信號輸出I/O端口連接，所述充電控制電路3的電壓輸出端與 電池組的高壓端連接；所述能量轉(zhuǎn)移變壓器4的初級繞組具有多個(gè)輸入端，這些輸入端分 別通過由單片機(jī)1控制的一個(gè)等效開關(guān)K后順次連接在電池組中各個(gè)電池的兩極上，所述 能量轉(zhuǎn)移變壓器4的次級繞組與負(fù)載連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1、相對未有均衡系統(tǒng)的充電方式，此種帶有能量轉(zhuǎn)移均衡方式的充電管理系統(tǒng)可 以保證每節(jié)電池充滿且不會(huì)過充，可以有效增加電池組容量、延長電池使用壽命；2、相比較現(xiàn)有的耗能式充電方式，此種帶有能量轉(zhuǎn)移均衡方式的充電管理系統(tǒng)效 率高、發(fā)熱量?。灰虼丝墒s大功率放電電阻和大面積散熱片，從而具有可較小體積、較高 均衡精度、較短充電時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的方框圖；圖2是本實(shí)用新型的充電控制電路的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型的能量轉(zhuǎn)移變壓器電路的電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型的高4節(jié)電池使用的等效開關(guān)的電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型的低2節(jié)電池使用的等效開關(guān)的電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型的輸出反極性保護(hù)電路的電路原理圖。[具體實(shí)施方式
]如圖1-6所示，本實(shí)用新型為一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系 統(tǒng)，包括有單片機(jī)1，基準(zhǔn)電源2，充電控制電路3，能量轉(zhuǎn)移變壓器4 ；所述單片機(jī)1的基準(zhǔn) 電壓AD采樣I/O端口與基準(zhǔn)電源2連接，所述單片機(jī)1的多個(gè)電池電壓AD采樣I/O端口 順次連接在電池組中各個(gè)電池的兩極上；所述充電控制電路3的電壓輸入端與充電電源連 接，所述充電控制電路3的控制輸入端與單片機(jī)1的一個(gè)PWM信號輸出I/O端口連接，所述 充電控制電路3的電壓輸出端與電池組的高壓端連接；所述能量轉(zhuǎn)移變壓器4的初級繞組 具有多個(gè)輸入端，這些輸入端分別通過由單片機(jī)1控制的一個(gè)等效開關(guān)K后順次連接在電 池組中各個(gè)電池的兩極上，所述能量轉(zhuǎn)移變壓器4的次級繞組與負(fù)載連接。所述負(fù)載由二極管和電容組成，該電容的一端與所述能量轉(zhuǎn)移變壓器4的次級繞 組的一個(gè)輸出端連接后通過MOS管接地，電容的另一端與二極管的正極連接，二極管的負(fù) 極與所述能量轉(zhuǎn)移變壓器4的次級繞組的另一個(gè)輸出端連接，所述MOS管的控制極與單片 機(jī)1的另一個(gè)PWM信號輸出I/O端口連接。在所述能量轉(zhuǎn)移變壓器4的初級繞組的每個(gè)輸入端上還設(shè)有與等效開關(guān)K串聯(lián)的
二極管。所述充電控制電路3包括有第一比較器N3C，第二比較器N3D，第一比較器N3C的 同相輸入端和第二比較器N3D的反相輸入端都通過電阻與5V電源連接，第一比較器N3C的 反相輸入端和第二比較器N3D的同相輸入端都與所述單片機(jī)1的一個(gè)PWM信號輸出I/O端 口連接，所述第一比較器N3C輸出端連接有一個(gè)MOS管，該MOS管的源極與所述充電電源連 接，該MOS管的漏極串聯(lián)有電感和二極管；所述第二比較器N3D的輸出端也連接有另外一個(gè) MOS管，該MOS管的源極接地，該MOS管的漏極與電感一端和二極管的正極連接，該二極管的 負(fù)極與所述電池組的高壓端連接。所述等效開關(guān)由多個(gè)MOS管和多個(gè)電阻連接而成，其中一個(gè)MOS管與所述單片機(jī) 1的I/O端口連接。所述單片機(jī)1的型號為D78F1166AGC。本系統(tǒng)通過單片機(jī)的AD 口對基準(zhǔn)電壓和每節(jié)電池電壓進(jìn)行采樣，并通過算法處 理，保證每節(jié)電池的充電電壓精確在4. 215士0. 005之間；通過控制單片機(jī)的PWM輸出，保證 充電過程的恒流充電、恒壓充電和涓流充電效果；通過定制變壓器和等效開關(guān)來完成不同 電池間的個(gè)體性能均衡；可以達(dá)到IC以上充電電流、IOmA以內(nèi)的均衡電壓、較高的充電效 率和較短的充電時(shí)間。
權(quán)利要求一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，其特征在于包括有單片機(jī)(1)，基準(zhǔn)電源(2)，充電控制電路(3)，能量轉(zhuǎn)移變壓器(4)；所述單片機(jī)(1)的基準(zhǔn)電壓AD采樣I/O端口與基準(zhǔn)電源(2)連接，所述單片機(jī)(1)的多個(gè)電池電壓AD采樣I/O端口順次連接在電池組中各個(gè)電池的兩極上；所述充電控制電路(3)的電壓輸入端與充電電源連接，所述充電控制電路(3)的控制輸入端與單片機(jī)(1)的一個(gè)PWM信號輸出I/O端口連接，所述充電控制電路(3)的電壓輸出端與電池組的高壓端連接；所述能量轉(zhuǎn)移變壓器(4)的初級繞組具有多個(gè)輸入端，這些輸入端分別通過由單片機(jī)(1)控制的一個(gè)等效開關(guān)(K)后順次連接在電池組中各個(gè)電池的兩極上，所述能量轉(zhuǎn)移變壓器(4)的次級繞組與負(fù)載連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，其特 征在于所述負(fù)載由二極管和電容組成，該電容的一端與所述能量轉(zhuǎn)移變壓器(4)的次級繞 組的一個(gè)輸出端連接后通過MOS管接地，電容的另一端與二極管的正極連接，二極管的負(fù) 極與所述能量轉(zhuǎn)移變壓器(4)的次級繞組的另一個(gè)輸出端連接，所述MOS管的控制極與單 片機(jī)⑴的另一個(gè)PWM信號輸出I/O端口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，其特 征在于在所述能量轉(zhuǎn)移變壓器(4)的初級繞組的每個(gè)輸入端上還設(shè)有與等效開關(guān)(K)串聯(lián) 的二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，其 特征在于所述充電控制電路(3)包括有第一比較器(N3C)，第二比較器(N3D)，第一比較器 (N3C)的同相輸入端和第二比較器(N3D)的反相輸入端都通過電阻與5V電源連接，第一比 較器(N3C)的反相輸入端和第二比較器(N3D)的同相輸入端都與所述單片機(jī)(1)的一個(gè) PWM信號輸出I/O端口連接，所述第一比較器(N3C)輸出端連接有一個(gè)MOS管，該MOS管的 源極與所述充電電源連接，該MOS管的漏極串聯(lián)有電感和二極管；所述第二比較器(N3D)的 輸出端也連接有另外一個(gè)MOS管，該MOS管的源極接地，該MOS管的漏極與電感一端和二極 管的正極連接，該二極管的負(fù)極與所述電池組的高壓端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，其特 征在于所述等效開關(guān)由多個(gè)MOS管和多個(gè)電阻連接而成，其中一個(gè)MOS管與所述單片機(jī)(1) 的I/O端口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，其特 征在于所述單片機(jī)(1)的型號為D78F1166AGC。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多節(jié)鋰離子電池組能量轉(zhuǎn)移方式的充電管理系統(tǒng)，包括有單片機(jī)，基準(zhǔn)電源，充電控制電路，能量轉(zhuǎn)移變壓器；所述單片機(jī)的基準(zhǔn)電壓AD采樣I/O端口與基準(zhǔn)電源連接，所述單片機(jī)的多個(gè)電池電壓AD采樣I/O端口順次連接在電池組中各個(gè)電池的兩極上；所述充電控制電路的電壓輸入端與充電電源連接，所述充電控制電路的控制輸入端與單片機(jī)連接，所述充電控制電路的電壓輸出端與電池組的高壓端連接；所述能量轉(zhuǎn)移變壓器的初級繞組多個(gè)輸入端分別通過一個(gè)等效開關(guān)后連接在電池組中各個(gè)電池的兩極上，所述能量轉(zhuǎn)移變壓器的次級繞組與負(fù)載連接。本實(shí)用新型具有保證每節(jié)電池充滿且不會(huì)過充，可以有效增加電池組容量、延長電池使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J7/00GK201752078SQ201020251538
公開日2011年2月23日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者潘勝瓊 申請人:中山市嘉科電子有限公司