一种具有电池反接保护功能的锂电池充电器电路的制作方法

1.本发明涉及电能存储系统领域，尤其涉及一种具有电池反接保护功能的锂电池充电器电路。


背景技术：

2.随着锂电技术的成熟，锂电驱动的新能源车以及电动工具大面积上市，锂电池充电也在不断发展完善中。为了满足电器系统的驱动要求，很多新能源车以及电动工具要求锂电串联使用，串联的电池节数一般大于10节，有的甚至达到100节。
3.锂电池充电器的空载输出电压不得大于36v。根据此规定，锂电池充电器的输出模式有两种：充电器空载无输出，需接上电池后(电池正确连接)，充电器才能工作；充电器空载有输出，他是以脉冲的方式输出，他输出的平均电压小于36v。在充电器空载有输出模式中没有防电池反接的充电器，因此，为了保证测试、生产和后期使用的安全性，很有必要设计一款具有电池反接等保护功能的充电器。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有电池反接保护功能的锂电池充电器电路，旨在现有的充电器空载有输出状态下增加反接保护功能以提高使用安全性。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种具有电池反接保护功能的锂电池充电器电路，包括电源输入端、反接电压识别电路、反接电流识别电路、控制电路、振荡电路、电压采样电路、电流采样电路和输出端，所述振荡电路与所述电源输入端连接，所述电压采样电路和所述电流采样电路与所述电源输入端连接，所述反接电流识别电路与所述电流采样电路连接，所述反接电压识别电路与所述反接电流识别电路连接，所述控制电路与所述反接电压识别电路和反接电流识别电路连接，所述输出端与所述控制电路连接。
6.其中，所述反接电压识别电路包括光耦ic5、二极管d22、电阻r72和三极管q8，所述电阻r72的一端与所述输出端连接，所述二极管d22的负极与所述电阻r72的另一端连接，所述二极管d22的阳极与所述光耦ic5的
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in脚连接，所述三极管q8的基极与所述光耦ic5的ot脚连接，所述三极管q8的集电极接地。
7.其中，所述控制电路包括功率管q4、功率管q6、三极管q7、三极管q5、电阻r69、二极管d14和电阻r58，所述二极管d14的负极与所述三极管q8的发射极连接，所述电阻r58的一端与所述二极管d14的阳极连接，所述三极管q5的基极与所述电阻r58的另一端连接，所述电阻r69的一端与所述三极管q5的发射极连接，所述三极管q7的集电极与所述电阻r69的另一端连接，所所述三极管q7的发射极与所述输入端连接，所述三极管q7的集电极与所述振荡电路连接，所述功率管q4和所述功率管q6的栅极与所述三极管q5的发射极连接，所述功率管q4的源极和所述功率管q6的源极与所述三极管q5的集电极连接，所述功率管q6的漏极与所述输出端连接，所述功率管q4的漏极接地。
8.其中，所述反接电流识别电路包括电阻r47和放大器ic2a，所述电阻r47与所述输
入端连接，所述电流采样电路与所述电阻r47连接，所述放大器ic2a的同相输入端与所述电流采样电路连接，所述放大器ic2a的输出端与所述二极管d14的负极连接。
9.其中，所述反接电流识别电路还包括二极管d21，所述二极管d21并联在所述电阻r47两端。
10.本发明的一种具有电池反接保护功能的锂电池充电器电路，从所述电源输入端进行供电，通过所述振荡电路实现按一定的占空比进行充电，所述电压采样电路和所述电流采样电路可以采集电路中充电的电流信息和电压信息，所述反接电压识别电路用于检测电池的状态，当电池处于反接时，所述反接电压识别电路驱动所述控制电路关闭，所述反接电流识别电路用于识别电路中的电流，当电池反接时，电路中的电流会很大，从而控制所述控制电路关闭，所述控制电路可以控制所述输出端的开闭，所述控制电路关闭时，所述输出端不输出控制电压，从而可以方便地对电池反接进行检测，避免电池反接充电引起危险。用低成本实现交流输入过欠压、输出过压、输出短路、过热、过载保护功能，为生产使用提供安全保障。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是本发明的一种具有电池反接保护功能的锂电池充电器电路的结构图；
13.图2是本发明的反接电压识别电路的结构图；
14.图3是本发明的控制电路的结构图；
15.图4是本发明的反接电流识别电路结构图。
[0016]1‑
电源输入端、2
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反接电压识别电路、3
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反接电流识别电路、4
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控制电路、5
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振荡电路、6
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电压采样电路、7
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电流采样电路、8
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输出端。
具体实施方式
[0017]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0018]
请参阅图1～图3，本发明提供一种具有电池反接保护功能的锂电池充电器电路：
[0019]
包括电源输入端1、反接电压识别电路2、反接电流识别电路3、控制电路4、振荡电路5、电压采样电路6、电流采样电路7和输出端8，所述振荡电路5与所述电源输入端1连接，所述电压采样电路6和所述电流采样电路7与所述电源输入端1连接，所述反接电流识别电路3与所述电流采样电路7连接，所述反接电压识别电路2与所述反接电流识别电路3连接，所述控制电路4与所述反接电压识别电路2和反接电流识别电路3连接，所述输出端8与所述控制电路4连接。
[0020]
在本实施方式中，从所述电源输入端1进行供电，通过所述振荡电路5实现按一定的占空比进行充电，所述电压采样电路6和所述电流采样电路7可以采集电路中充电的电流
信息和电压信息，所述反接电压识别电路2用于检测电池的状态，当电池处于反接时，所述反接电压识别电路2驱动所述控制电路4关闭，所述反接电流识别电路3用于识别电路中的电流，当电池反接时，电路中的电流会很大，从而控制所述控制电路4关闭，所述控制电路4可以控制所述输出端8的开闭，所述控制电路4关闭时，所述输出端8不输出控制电压，从而可以方便地对电池反接进行检测，避免电池反接充电引起危险。
[0021]
进一步的，所述反接电压识别电路2包括光耦ic5、二极管d22、电阻r72和三极管q8，所述电阻r72的一端与所述输出端8连接，所述二极管d22的负极与所述电阻r72的另一端连接，所述二极管d22的阳极与所述光耦ic5的
‑
in脚连接，所述三极管q8的基极与所述光耦ic5的ot脚连接，所述三极管q8的集电极接地。
[0022]
在本实施方式中，所述ic5的型号为6n137，当电池反接后，所述输出端8可以相当为短路，此时所述光耦ic5的发光二极管点亮，电流从管脚out
‑
到光耦发光二极管，然后到二极管d22和电阻r72，那么光耦ic5的输出脚6输出为低，6脚输出为低后，可以使得所述控制电路4关闭，直到撤除反接的电池。
[0023]
进一步的，所述控制电路4包括功率管q4、功率管q6、三极管q7、三极管q5、电阻r69、二极管d14和电阻r58，所述二极管d14的负极与所述三极管q8的发射极连接，所述电阻r58的一端与所述二极管d14的阳极连接，所述三极管q5的基极与所述电阻r58的另一端连接，所述电阻r69的一端与所述三极管q5的发射极连接，所述三极管q7的集电极与所述电阻r69的另一端连接，所所述三极管q7的发射极与所述输入端连接，所述三极管q7的集电极与所述振荡电路5连接，所述功率管q4和所述功率管q6的栅极与所述三极管q5的发射极连接，所述功率管q4的源极和所述功率管q6的源极与所述三极管q5的集电极连接，所述功率管q6的漏极与所述输出端8连接，所述功率管q4的漏极接地。
[0024]
在本实施方式中，当光耦ic5的输出脚6输出为低时，二极管d14的阴极为低电平，那么q5导通，一旦q5导通，功率管就没有驱动电压，功率管q4和功率管q6因此关断，所述光耦ic5和三极管q5的响应速度都很快，因此功率管q4和功率管q6关断速度也快。另一方面光耦ic5通过其6脚对振荡电路5中的c32进行放电，具体为振荡电路5中的二极管d15的阴极为低电位，c32通过d15再到ic5的6脚放电，那么以ic2的b单元组成的振荡电路5输出为高(同时电池接反时，ic2的c单元输出为高)，因此q7不通，所以功率管得不到驱动电压，一直处于关闭状态。直到撤除反接的电池。
[0025]
进一步的，所述反接电流识别电路3包括电阻r47和放大器ic2a，所述电阻r47与所述输入端连接，所述电流采样电路7与所述电阻r47连接，所述放大器ic2a的同相输入端与所述电流采样电路7连接，所述放大器ic2a的输出端8与所述二极管d14的负极连接。
[0026]
在本实施方式中，若电池反接后，且电池电压较低时，高速光耦ic5的响应时间加长时，会导致电池保护不够及时，但是当功率管打开的那段时间内，流过电阻r47的电流就很大，其电流在r47上形成的电压超过反接的判别阈值后，放大器ic2a状态翻转，驱动三级管q5关断功率管。在本设计中，将电池反接的电流阈值设为0.29v，折算电流为2.9a(0.29/0.1r)，如果超过此电流值，视为电池反接，那么放大器ic2a输出为低，三极管q5导通，一旦三极管q5导通，功率管就不导通，另一方面，还对振荡电路5中的c32进行放电，使振荡电路5进入下一个循环。如果发生电池反接后，电路对振荡电容c32放电。这样的好处是：当拆除反接的电池后相当长一段时间后，功率管才能打开，因为此时电容c32在充电。这样就避免了
在拆除过程中发生大火的危险。当短路发生后，也要对c32放电。那么就形成了短路发生后，相当长一段时间后，功率管q4和q6才再次开启，这样就避免了功率管频繁打开而发热，损坏功率管的情况发生。
[0027]
进一步的，所述反接电流识别电路3还包括二极管d21，所述二极管d21并联在所述电阻r47两端。
[0028]
在本实施方式中，于电池的能量巨大，当反接时，电流取样电阻r47上的压降上升很快，如果压降过大，超过了放大器ic2a的差模范围，那么放大器ic2a可能会损坏，因此增加钳位二极管d21进行限幅值处理，保护放大器ic2a。
[0029]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。