专利名称：：磷酸铁锂电池通用充电模块的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种充电模块，尤其涉及一种磷酸铁锂电池通用充电模块。背录技术近年来，便携式电子产品正向轻量化、超小型化发展，为此锂离子电池得到广泛应用，但是目前大量应用的正极材料为钴酸锂和锰酸锂的锂离子电池安全性能较差，多年来，手机锂电池、笔记本锂电池组、移动DVD用锂电池和矿灯用锂电池等不断出现燃烧和爆炸等现象，造成极大的经济损失和极坏的社会影响，为了消除这种现象，便携式电子设备已开始采用安全性能极好的磷酸铁锂电池。此外，电动工具中过去普遍采用镍镉电池，由于镍镉电池含有镉等严重污染环境和毒害人身健康的材料，许多国家已禁止生产和使用镍镉电池，目前唯一可以替代的只有磷酸铁锂电池。在电动助力车和混合动力汽车中，过去普遍采用非常笨重的铅酸蓄电池或镍氢电池。为了减轻电池重量，国内外曾有不少研究人员试图采用钴酸锂和锰酸锂电池，结果都以失败告终。随着磷酸铁锂电池的推广应用，成本不断降低，性能不断提高。电动车辆采用磷酸铁锂电池已成为必然选择。由于磷酸铁锂电池的主要技术参数与锰酸锂和钴酸锂电池具有较大的差别，因此过去世界各国大量生产的锂离子电池充电控制专用集成电路、厚膜电路和模块等不可能对磷酸铁锂电池进行充电，为了满足手机、笔记本电脑、矿灯、移动DVD、MP4、电动工具和电动车辆中磷酸铁锂充电的要求，应当尽快开发和研制通用型磷酸铁锂电池充电厚膜电路和模块。
实用新型内容本实用新型针对磷酸铁锂电池，提供一种通用的充电控制模块。本实用新型采用如下的技术方案一种磷饞铁锂电池通用充电模块，包括集成控制电路，用于恒流充电与恒压充电切换的充电开关(Q2)，集成控制电路为VA7205充电控制集成电路，其充电电流控制端与电源正极之间接有电流调整电阻，充电电流控制端通过充电开关与待充电电池的一端相连，充电开关的控制端与VA7205充电控制集成电路的驱动端相连，待充电电池的正极通过电压反馈电阻(R4)与VA7205充电控制集成电路的电池电压检测输入端相连，VA7205充电控制集成电路的温度监控输入端与电源正极和负极之间分别接有分压电阻(R3和R9)。本实用新型提供的磷酸铁锂电池通用充电模块，通过改变电流调整电阻或分压电阻(R3和R9)的大小，可以方便地调整恒流充电电流或恒压充电电压大小。可实现磷酸铁锂电池由恒流充电自动转换为恒压充电的要求。本实用新型选用的VA7205充电控制集成电路，具有恒压、恒流充电自动切换以及内阻补偿等功能以及充电时间短、控制精确、结构简单、价格低廉的优点。图1为本实用新型磷酸铁锂电池通用充电模块的结构框图。图2为本实用新型磷酸铁锂电池通用充电模块的一种实施例的电路原理图。具体实旌方式以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。磷酸铁锂电池通用充电模块由充电电流釆样电路、充电开关管、集成控制电路、充电电压采样电路等部分组成，如图1所示。下面结合图l对本实用新型的磷酸铁锂电池通用充电模块的工作原理进行简述1.电流采样电路可恒定磷酸铁锂电池的充电电流，根据待充磷酸铁锂电池的容量设定通用充电模块的充电电流，比如对矿灯用单体4Ah磷酸铁锂电池充电时，该电流可设定在800mA,对笔记本电脑用10Ah磷酸铁锂电池充时，该电流可设置3A。2.电压采样电路可恒定电池组的充电电压，根据待充磷酸铁锂电池组的串联电池数，设定通用充电模块输出的恒定充电电压，比如对矿灯用的单体磷酸铁锂电池充电时，该电压设置在3.65V。对移动DVD用二只串联磷酸铁锂电池组充电时，该电压应设置在7.3V。对电动助力车用11只串联磷酸铁锂电池组充电时，该电压应设置在40V。3.集成控制电路的作用是通过控制开关实现磷酸铁锂电池最佳充电。充电开始后，以恒定电流对磷酸铁锂电池充电，当电池电压达到设定的恒定充电电压时，自动转入恒压充电，确保磷酸铁锂电池安全快速充足电。4.充电开关采用MOSFET，根据设定的充电电流可以选定M0SFET的额定电流值。本实用新型的通用充电模块为系列产品，可根据用户的实际要求，设定充电电流和充电电压，满足笔记本电脑、手机、移动DVD、MP4、矿灯、电动工具和电动车辆用磷酸铁锂电池组的不同要求。本实用新型选用VA7205作为充电控制集成电路。VA7205是一款专门为高精度的线性锂电池充电器设计的电路，非常适合那些低成本、便携式的充电器使用。它集高精度预充电、恒定电流充电、恒定电压充电、电池状态检测、温度监控、充电结束低泄漏、充电状态指示、电池内阻补偿等性能于一身，可以广泛使用于PDA、移动电话、手持设备等领。其各个管脚的名称和功能如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以下以矿灯用单体4Ah磷酸铁锂电池充电的模块实际电路为例，对本实用新型做详细介绍，参见图2。1.图中C3为输入滤波电容器，Dl为隔离二极管，防止反向充电电压加入控制电路。2.由R1、R8、R10并联构成的电流调整电阻和U1(即是VA7205作为充电控制集成电路)内部接在VCC与CS1之间的电阻组成电流采样电路,通过Ul可将矿灯用单体磷酸铁电池的充电电流恒定在800mA。3.内阻补偿电阻R6、R2控制Ul的CS2端和CS1端的电压差，起电池内阻补偿作用。4.电阻R3和R9组成分压电路，将单体磷酸铁锂电池的充电电压设置在3.65Vo5.R4是电压反馈电阻，可通过U1控制Q2的开关时间恒定电池组的充电电压，C2为去耦电容。6.Ul为充电控制专用集成电路，可实现磷酸铁锂电池由恒流充电自动转换为恒压充电的要求。本实用新型的集成控制电路选用VA7205充电控制集成电路(IC)。7.Q2为充电开关，由于矿灯电池的容量较小，充电电流较小，因此充电开关Q2选用额定电流较小的M0SFET，Rll电阻的作用是Q2截止时，保持Q2的栅极和源极电位相同，确保Q2截止。为了减小通用充电模块的体积，该模块釆用厚膜工艺制作，所有电阻、电容和引线均采用印刷的方法，印制在陶瓷基片上，集成电路MOSFET和二极管均采用管芯贴装陶瓷片上。该模块也可采用表面贴装的方式，将各种元器件贴装在铝基电路板上。权利要求1.一种磷酸铁锂电池通用充电模块，包括集成控制电路，用于恒流充电与恒压充电切换的充电开关(Q2)，其特征在于，所述集成控制电路为VA7205充电控制集成电路，其充电电流控制端与电源正极之间接有电流调整电阻，充电电流控制端通过充电开关与待充电电池的一端相连，充电开关的控制端与VA7205充电控制集成电路的驱动端相连，待充电电池的正极通过电压反馈电阻(R4)与VA7205充电控制集成电路的电池电压检测输入端相连，VA7205充电控制集成电路的温度监控输入端与电源正极和负极之间分别接有分压电阻(R3和R9)。2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池通用充电模块，其特征在于，所述磷酸铁锂电池通用充电模块的电池内阻补偿控制/充电结束指示端与充电电流控制端和电源正极之间分别接有内阻补偿电阻(R6、R2)。专利摘要本实用新型涉及一种磷酸铁锂电池通用充电模块，包括集成控制电路，用于恒流充电与恒压充电切换的充电开关(Q2)，集成控制电路为VA7205充电控制集成电路，其充电电流控制端与电源正极之间接有电流调整电阻，充电电流控制端通过充电开关与待充电电池的一端相连，充电开关的控制端与VA7205驱动端相连，待充电电池的正极通过电压反馈电阻(R4)与VA7205电池电压检测输入端相连，VA7205温度监控输入端与电源正极和负极之间分别接有分压电阻(R3和R9)。本实用新型提供的通用充电模块，适用于磷酸铁锂电池的充电控制，具有充电时间短、控制精确、结构简单、价格低廉的优点。文档编号H02J7/04GK201004562SQ20072000425公开日2008年1月9日申请日期2007年2月5日优先权日2007年2月5日发明者柯汉周,柯汉忠申请人:广东科信实业有限公司