一种用于车载电子系统中计算机设备的电源管理装置的制作方法

本发明涉及电源技术领域，具体涉及到一种用于车载电子系统中计算机设备的电源管理装置。

背景技术：

锂离子电池是一种二次电池(可充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反；电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表，锂系电池分为锂电池和锂离子电池，手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，所以在使用的时候都会加上电源管理装置，现有的电源管理装置的功耗比较大，车载系统中，使用的都是12V锂电池或者24V的锂电池，对于多节电池的充放电管理比较麻烦，若使用专用的多节锂电池充放电管理IC，成本非常高。

技术实现要素：

本发明提供一种用于车载电子系统中计算机设备的电源管理装置，解决电池在长时间不使用时导致电池损坏的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种用于车载电子系统中计算机设备的电源管理装置，包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的第五引脚分别与电阻R1的一端和电容C1的一端电连接，且电阻R1的另一端分别与第四串电池正极接口、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极和输出正极电连接，所述控制芯片U1的第四引脚悬空，所述控制芯片U1的第六引脚分别与电容C1的另一端、第三串电池正极接口、控制芯片U1的第二引脚、三极管Q3的发射极和三极管Q4的发射极电连接，所述控制芯片U1的第一引脚与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与三极管Q1的基极电连接，三极管Q1的集电极与电阻R4的一端电连接，所述控制芯片U1的第三引脚与电阻R3的一端电连接，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极电连接，三极管Q2的集电极与电阻R5的一端电连接，所述电阻R1、电容C1、控制芯片U1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1、电阻R4、三极管Q2和电阻R5构成第四节单节锂电池保护单元，所述电阻R6、电容C2、控制芯片U2、电阻R7、电阻R8、三极管Q3、电阻R9、三极管Q4和电阻R10构成第三节单节锂电池保护单元，所述电阻R11、电容C3、控制芯片U3、电阻R12、电阻R13、三极管Q5、电阻R14、三极管Q6和电阻R15构成第二节单节锂电池保护单元，所述电阻R16、电容C4、控制芯片U4、电阻R17、电阻R18、三极管Q9、电阻R19、三极管Q10和电阻R20构成第一节单节锂电池保护单元，所述电池负极接口分别与控制芯片U4的第二引脚、控制芯片U4的第六引脚、电容C4的一端、电阻R23的一端、电阻R22的一端、第三串电池正极接口的一端和电流检测及过流保护检测口电连接，所述电阻R22的另一端分别与电阻R19和场效应管Q8的栅极电连接，所述电阻R23另一端分别与电阻R20的一端和场效应管Q7的栅极电连接，电阻R21的另一端与场效应管Q8的源极电连接，所述场效应管Q8的漏极与效应管Q7的漏极电连接，效应管Q7漏极与输出负极电连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述控制芯片U1、U2、U3、U4采用型号为日本精工电子公司生产的S-8261系列的单节锂电池保护IC芯片，所述三极管Q2、Q4、Q6、Q10和三极管Q1、Q3、Q5、Q9的型号为2N3906，所述场效应管Q7和场效应管Q8的型号为IRF3205。

作为本发明一种优选的技术方案，所述电阻R1、R6、R11、R16的阻值为470Ω，所述电阻R2、R7、R12、R17的阻值为500KΩ，所述电阻R3、R8、R13、R18的阻值为500KΩ，所述电阻R4、R9、R14、R19的阻值为100KΩ，所述电阻R5、R10、R15、R20的阻值为1MΩ，所述电容C1、C2、C3、C4的容值大小为0.1uf，所述电阻R21的阻值为0.02Ω，所述电阻R22的阻值为510KΩ，所述电阻R23的阻值为510KΩ。

作为本发明一种优选的技术方案，所述电池负极接口与电池的总负极相连接，第一串电池正极接口、第二串电池正极接口、第三串电池正极接口、第四串电池正极接口分别与四串锂电池的正极电连接。

作为本发明一种优选的技术方案，当四串电池的电压均在2.8V到4.2V之间时，场效应管Q7和场效应管Q8均开启，当任意一串电池电压小于2.8V时，场效应管Q8断开，当任意一串电池电压大于4.2V时，场效应管Q7断开。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可以实现锂电池过充、过放的保护，有利于增加锂电池的使用寿命，防止锂电池因过充过放而损坏，由于使用的是单节锂电池充放电管理IC串联来代替多节充放电管理IC，再加上基本的电阻电容就可以正常工作，其成本大大的降低，适合规模化的生产，再就是这种单节锂电池充放电管理IC的功耗非常低，经验证，其正常工作的电流小于0.5mA,较现有设备有了很大的提升，使电池的寿命大大增加，同时也增加了电池在静态下的存储时间，防止电池在长时间不使用时导致电池损坏。

附图说明

图1为本发明总体逻辑图；

图2为本发明电路结构框图；

图3为本发明工作流程图。

图中：1-电阻R1；2-电容C1；3-控制芯片U1；4-电阻R2；5-电阻R3；6-三极管Q1；7-电阻R4；8-三极管Q2；9-电阻R5；10-场效应管Q7；11-场效应管Q8；12-电阻R21；13-电阻R23；14-电阻R22；15-输出正极；16-输出负极；17-电流检测及过流保护检测口；18-电池负极接口；19-第一串电池正极接口；20-第二串电池正极接口；21-第三串电池正极接口；22-第四串电池正极接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种用于车载电子系统中计算机设备的电源管理装置，包括控制芯片U1 3，控制芯片U1 3的第五引脚分别与电阻R1 1的一端和电容C1 2的一端电连接，且电阻R1 1的另一端分别与第四串电池正极接口22、三极管Q1 6的发射极、三极管Q2 8的发射极和输出正极15电连接，控制芯片U1 3的第四引脚悬空，控制芯片U1 3的第六引脚分别与电容C1 2的另一端、第三串电池正极接口21、控制芯片U1 3的第二引脚、三极管Q3 6的发射极和三极管Q4 8的发射极电连接，控制芯片U1 3的第一引脚与电阻R2 4的一端电连接，电阻R2 4的另一端与三极管Q1 6的基极电连接，三极管Q1 6的集电极与电阻R4 7的一端电连接，控制芯片U1 3的第三引脚与电阻R3 5的一端电连接，电阻R3 5的另一端与三极管Q2 8的基极电连接，三极管Q2 8的集电极与电阻R5 9的一端电连接，电阻R1 1、电容C1 2、控制芯片U1 3、电阻R2 4、电阻R3 5、三极管Q1 6、电阻R4 7、三极管Q2 8和电阻R5 9构成第四节单节锂电池保护单元，电阻R6 1、电容C2 2、控制芯片U2 3、电阻R7 4、电阻R8 5、三极管Q3 6、电阻R9 7、三极管Q4 8和电阻R10 9构成第三节单节锂电池保护单元，电阻R11 1、电容C3 2、控制芯片U3 3、电阻R12 4、电阻R13 5、三极管Q5 6、电阻R14 7、三极管Q6 8和电阻R15 9构成第二节单节锂电池保护单元，电阻R16 1、电容C4 2、控制芯片U4 3、电阻R17 4、电阻R18 5、三极管Q9 6、电阻R19 7、三极管Q10 8和电阻R20 9构成第一节单节锂电池保护单元，电池负极接口18分别与控制芯片U4 3的第二引脚、控制芯片U4 3的第六引脚、电容C4 2的一端、电阻R23 13的一端、电阻R22 14的一端、第三串电池正极接口21的一端和电流检测及过流保护检测口17电连接，电阻R22 14的另一端分别与电阻R19 7和场效应管Q8 11的栅极电连接，电阻R23 13另一端分别与电阻R20 9的一端和场效应管Q7 10的栅极电连接，电阻R21 12的另一端与场效应管Q8 11的源极电连接，场效应管Q8 11的漏极与效应管Q7 10的漏极电连接，效应管Q7 10漏极与输出负极16电连接，控制芯片U1、U2、U3、U4 3采用型号为日本精工电子公司生产的S-8261系列的单节锂电池保护IC芯片，三极管Q2、Q4、Q6、Q10 8和三极管Q1、Q3、Q5、Q9 6的型号为2N3906，场效应管Q7 10和场效应管Q8 11的型号为IRF3205，电阻R1、R6、R11、R16 1的阻值为470Ω，电阻R2、R7、R12、R17 4的阻值为500KΩ，电阻R3、R8、R13、R18 5的阻值为500KΩ，电阻R4、R9、R14、R19 7的阻值为100KΩ，电阻R5、R10、R15、R20 9的阻值为1MΩ，电容C1、C2、C3、C4 2的容值大小为0.1uf，电阻R21 12的阻值为0.02Ω，电阻R22 14的阻值为510KΩ，电阻R23 13的阻值为510KΩ。

本发明的优越性体现在：由于使用的是单节锂电池充放电管理IC的级联来代替多节充放电管理IC，再加上基本的电阻电容就可以正常工作，其成本大大的降低，适合规模化的生产。

本发明的工作原理是：电池负极接口18与电池的总负极相连接，第一串电池正极接口19、第二串电池正极接口20、第三串电池正极接口21、第四串电池正极接口22分别与四串锂电池的正极电连接，当四串电池的电压均在2.8V到4.2V之间时，场效应管Q7 10和场效应管Q8 11均开启，这时电池可以正常的充放电，而当任意一串电池电压小于2.8V时，场效应管Q8 11断开，电池停止放电，防止电池过放，当任意一串电池电压大于4.2V时，场效应管Q7 10断开，电池停止充电，防止电池过充。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。