一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路及装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路及装置。


背景技术：

2.随着电动汽车技术的推广和风能、太阳能等一些绿色能源发电技术的发展，将会大幅增加对双向dc-dc变换器的需求。双向dc-dc电源将面向大电流，输出电压可调，精度高，体积小，重量轻等方向发展。现有技术的锂电池化成设备充电时由充电电源完成，放电时却是通过在充电电源两端并联电阻的方式完成，这样将电池能量完全消耗在电阻上。这种化成设备尽管成本低，结构简单易实现，但从节能角度考虑，是一种能量浪费的现象。因此，发明一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路成为该领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路及装置。
4.第一方面，本实用新型公开了一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路，包括直流稳压电源、模式选择模块、双向变换控制模块、电池及恒流控制模块；所述直流稳压电源与所述模式选择模块电连接，所述模式选择模块与所述双向变换控制模块电连接，所述双向变换模块及所述恒流控制模块与所述电池电连接；所述双向变换控制模块包括boost升压单元、放电控制单元、buck 降压单元及充电控制单元；所述boost升压单元分别与所述模式选择模块及所述放电控制单元电连接，所述buck降压单元分别与所述模式选择模块及所述充电控制单元电连接，所述放电控制单元及所述充电控制单元分别与所述电池电连接。
5.优选地，所述一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路还包括防过充模块，所述防过充模块分别与所述充电控制单元及所述电池电连接。
6.优选地，所述buck降压单元包括第一控制子单元及buck降压子单元；所述buck降压子单元分别与所述模式选择模块及所述充电控制单元电连接，所述第一控制子单元与所述buck降压子单元电连接。
7.优选地，所述boost升压单元包括第二控制子单元及boost升压子单元；所述boost升压子单元分别与所述模式选择模块及所述放电控制单元电连接，所述第二控制单元与所述boost升压子单元电连接。
8.优选地，所述模式选择模块包括第一比较器、逻辑单元、第一电阻及第二电阻；所述第一电阻的第一端与所述直流稳压电源电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一比较器的正相输入端及所述第二电阻的第一端电连接，所述第一比较器的反相输入端为参考电压输入端，所述第二电阻的第二端接地，所述第一比较器的输出端分别与所述boost升
压单元及所述逻辑单元的输入端电连接，所述逻辑单元的输出端与所述buck降压单元电连接。
9.优选地，所述防过充模块包括第二比较器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第一二极管及第二二极管；所述第三电阻的第一端与所述电池电连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端、所述第四电阻的第一端、所述第一二极管的第一端及所述第二比较器的同相输入端电连接，所述第一电容的第二端及所述第四电阻的第二端接地，所述第五电阻的第一端及所述第六电阻的第一端分别与所述第二比较器的反相输入端电连接，所述第五电阻的第二端为参考电压输入端，所述第六电阻的第二端接地，所述第二比较器的输出端分别与所述第一二极管的第二端及所述第二二极管的第一端电连接，所述第二二极管的第二端与所述第七电阻的第一端电连接，所述第七电阻的第二端与所述buck降压单元电连接。
10.第二方面，本实用新型公开了一种基于电池充放电管理的直流转换控制装置，包括第一方面所述的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路。
11.本实用新型的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路具有如下有益效果，本实用新型公开的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路包括：直流稳压电源、模式选择模块、双向变换控制模块、电池及恒流控制模块；所述直流稳压电源与所述模式选择模块电连接，所述模式选择模块与所述双向变换控制模块电连接，所述双向变换模块及所述恒流控制模块与所述电池电连接；所述双向变换控制模块包括boost升压单元、放电控制单元、buck降压单元及充电控制单元；所述boost升压单元分别与所述模式选择模块及所述放电控制单元电连接，所述buck降压单元分别与所述模式选择模块及所述充电控制单元电连接，所述放电控制单元及所述充电控制单元分别与所述电池电连接。所述直流稳压电源用于提供电压输入；当所述电池向负载供电时，所述放电控制单元控制所述boost升压单元工作，当所述电池电量不足时，所述充电控制单元控制所述buck降压单元工作；所述模式选择模块用于采集所述电池的电压与参考电压比较，从而实现对电池充电模式及放电模式的切换；所述恒流控制模块用于实现充电电流的恒流控制。本实用新型能够实现对充电模式与放电模式的可靠转换，替代了传统将放电电流消耗在电阻上的方式，避免了能源的浪费。因此，本实用新型能够有效节约资源。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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附图：
13.图1是本实用新型较佳实施例的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路的原理框图；
14.图2是本实用新型另一较佳实施例的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路的原理框图；
15.图3是本实用新型较佳实施例的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路的模式选择模块的电路图；
16.图4是本实用新型较佳实施例的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路的防过充模块的电路图。
具体实施方式
17.为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
18.实施例一
19.本实用新型较佳实施例的如图1所示，包括直流稳压电源1、模式选择模块 2、双向变换控制模块3、电池4及恒流控制模块5；所述直流稳压电源1与所述模式选择模块2电连接，所述模式选择模块2与所述双向变换控制模块3电连接，所述双向变换模块3及所述恒流控制模块5与所述电池4电连接；所述双向变换控制模块3包括boost升压单元31、放电控制单元32、buck降压单元 33及充电控制单元34；所述boost升压单元31分别与所述模式选择模块2及所述放电控制单元32电连接，所述buck降压单元33分别与所述模式选择模块 2及所述充电控制单元34电连接，所述放电控制单元32及所述充电控制单元 34分别与所述电池4电连接。所述直流稳压电源1用于提供电压输入；当所述电池4向负载供电时，所述放电控制单元32控制所述boost升压单元31工作，当所述电池4电量不足时，所述充电控制单元34控制所述buck降压单元33工作；所述模式选择模块2用于采集所述电池的电压与参考电压比较，从而实现对电池充电模式及放电模式的切换；所述恒流控制模块5用于实现充电电流的恒流控制。本实用新型能够实现对充电模式与放电模式的可靠转换，替代了传统将放电电流消耗在电阻上的方式，避免了能源的浪费。因此，本实用新型能够有效节约资源。
20.优选地，请参阅图2，所述一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路还包括防过充模块6，所述防过充模块6分别与所述充电控制单元34及所述电池 4电连接。
21.优选地，所述buck降压单元33包括第一控制子单元331及buck降压子单元332；所述buck降压子单元332分别与所述模式选择模块2及所述充电控制单元34电连接，所述第一控制子单元331与所述buck降压子单元332电连接。在本实施例中，所述第一控制子单元331用于实现对buck降压子单元332的控制，所述第一控制子单元331的芯片型号为sg3525。
22.优选地，所述boost升压单元31包括第二控制子单元311及boost升压子单元312；所述boost升压子单元312分别与所述模式选择模块2及所述放电控制单元32电连接，所述第二控制单元311与所述boost升压子单元312电连接。在本实施例中，所述第二控制子单元311用于实现对boost升压子单元312的控制，所述第二控制子单元311的芯片型号为us3843。
23.优选地，请参阅图3，所述模式选择模块2包括第一比较器u1、逻辑单元u2、第一电阻r18及第二电阻r24；所述第一电阻r18的第一端与所述直流稳压电源1电连接，所述第一电阻r18的第二端分别与所述第一比较器u1的正相输入端及所述第二电阻r24的第一端电连接，所述第一比较u1器的反相输入端为参考电压输入端，所述第二电阻r24的第二端接地，所述第一比较器u1的输出端分别与所述boost升压子单元312及所述逻辑单元u2的输入端电连接，所述逻辑单元u2的输出端与所述buck降压子单元332电连接。可以理解的是，在
本实施例中，第一比较器u1采集直流稳压源的电压后与参考电压比较，输出端接入逻辑单元u2，对充放电模式进行选择，若高于参考电压则进入充电模式，反之进入放电模式。
24.优选地，请参阅图4，所述防过充模块6包括第二比较器u3、第三电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r3、第六电阻r5、第七电阻r2、第一电容c1、第一二极管d1及第二二极管d2；所述第三电阻r1的第一端与所述电池4电连接，所述第三电阻r1的第二端分别与所述第一电容c1的第一端、所述第四电阻r4的第一端、所述第一二极管d1的第一端及所述第二比较器u3的同相输入端电连接，所述第一电容c1的第二端及所述第四电阻r4的第二端接地，所述第五电阻r3的第一端及所述第六电阻r5的第一端分别与所述第二比较器u3的反相输入端电连接，所述第五电阻r3的第二端为参考电压输入端，所述第六电阻r5 的第二端接地，所述第二比较器u3的输出端分别与所述第一二极管d1的第二端及所述第二二极管d2的第一端电连接，所述第二二极管d2的第二端与所述第七电阻r2的第一端电连接，所述第七电阻r2的第二端与所述buck降压单元 33电连接。可以理解的是，在本实施例中，通过所述第二比较器u3将采集的输出电压u1分压后与参考电压比较，若高于参考电压，输出高电平，并送入控制模块的使能引脚，关断芯片；所述第二比较器u3的前后级接入二极管实现电压钳位，保持芯片的关断状态。
25.实施例二
26.本实用新型还公开了一种基于电池充放电管理的直流转换控制装置，包括实施例一所述的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路。
27.综上所述，本实用新型所提供的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路包括直流稳压电源1、模式选择模块2、双向变换控制模块3、电池4及恒流控制模块5；所述直流稳压电源1与所述模式选择模块2电连接，所述模式选择模块2与所述双向变换控制模块3电连接，所述双向变换模块及所述恒流控制模块5与所述电池4电连接；所述双向变换控制模块3包括boost升压单元 31、放电控制单元32、buck降压单元33及充电控制单元34；所述boost升压单元31分别与所述模式选择模块2及所述放电控制单元32电连接，所述buck 降压单元33分别与所述模式选择模块2及所述充电控制单元34电连接，所述放电控制单元32及所述放电控制单元34分别与所述电池4电连接。所述直流稳压电源1用于提供电压输入；当所述电池4向负载供电时，所述放电控制单元32控制所述boost升压单元31工作，当所述电池4电量不足时，所述充电控制单元34控制所述buck降压单元33工作；所述模式选择模块2用于采集所述电池的电压与参考电压比较，从而实现对电池充电模式及放电模式的切换；所述恒流控制模块5用于实现充电电流的恒流控制。本实用新型能够实现对充电模式与放电模式的可靠转换，替代了传统将放电电流消耗在电阻上的方式，避免了能源的浪费。因此，本实用新型能够有效节约资源。
28.以上对本实用新型所提供的一种基于电池充放电管理的直流转换控制电路及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为
对本实用新型的限制。