一种电池充电休眠控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电池充电管理技术，尤其与一种电池充电休眠控制电路有关。


背景技术：

2.为了防止电池(组)长期处于浮充或涓流充电状态导致电池损坏，以及某些充电电路无法完全关断充电回路的补充和补偿，常常需要对电池(组)充电进行休眠管理，然而目前的电池(组)组充电器存在以下问题：
3.1、不能完全关断充电回路，使电池(组)长期处于浮(过)充状态，并形成累积升温与电能浪费；
4.2、大多数充电器并不存在温度补偿功能，使得电池(组)在低温下欠压，高温下充过充。


技术实现要素：

5.为解决上述相关现有技术不足，本实用新型一种电池充电休眠控制电路，在保证关断充电回路的情况下不影响放电回路，并通过感知环境温度调整电池充电关断时机，保证其不欠充、过充，避免电池长期处于浮充状态，可有效降低电池自身累积热量，有效延长电池寿命。
6.为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：
7.一种电池充电休眠控制电路，包括控制单元、电压检测单元、电流检测单元、继电器k1、温度传感器，其中，温度传感器、电压检测单元、电流检测单元分别连接控制单元，电压检测单元、电流检测单元分别连接电池，电池连接有负载，负载两端用于连接充电器；
8.温度传感器设于电池处，用于采集电池温度，并反馈于控制单元；
9.继电器k1的输入控制端连接控制单元，被控端桥接一功率二极管d5，且被控端连接于电池正极与负载之间，继电器k1用于根据控制单元的控制信号对充电回路进行通断；功率二极管d5用于在继电器k1的被控端断开时，保证电池放电不受影响；
10.电压检测单元，用于实时检测电池端电压，并反馈于控制单元；
11.电流检测单元，用于实时检测电池充放电电流，并反馈于控制单元；
12.控制单元，用于根据电压检测单元反馈的电池端电压、电流检测单元反馈的充放电电流、温度传感器反馈的电池温度，向继电器k1发出控制信号。
13.进一步，控制单元包括：mcu芯片u2、光耦u1、mos管q2；
14.mcu芯片u2的pa08引脚通过一个电阻r2连接光耦u1初级端引脚1，光耦u1初级端引脚2连接地，光耦u1次级端引脚3通过一电阻r8连接mos管q2的g极，光耦u1次级端引脚4连接+12v，mos管q2的d极连接一二极管d4的负极，mos管q2的s极连接agnd，二极管d4的正极连接继电器k1输入控制端引脚2，继电器k1输入控制端引脚2连接一个二极管d3的正极，二极管d3的负极连接+12v，继电器k1被控端引脚1连接电池正极和功率二极管d5正极，继电器k1被控端引脚4连接功率二极管d5负极。
15.进一步，mcu芯片u2的pa08引脚通过一个电容c1连接地，电容c1两端并联一电阻r9。
16.进一步，电流检测单元包括：限流电阻r21、电源滤波电容c3、输出滤波电容c4、霍尔互感器u3；
17.霍尔互感器u3的ip
‑
引脚连接负载一端，负载另一端连接电池负极；
18.霍尔互感器u3的ip+引脚连接功率二极管d5负极，霍尔互感器u3的gnd引脚连接地；
19.霍尔互感器u3的vcc引脚连接vcc和电源滤波电容c3正极，电源滤波电容c3负极连接地和输出滤波电容c4一端，输出滤波电容c4另一端mcu芯片u2的pa02引脚，mcu芯片u2的pa02引脚通过限流电阻r21连接霍尔互感器u3的viout引脚。
20.进一步，电压检测单元包括：分压电阻r45和分压电阻r46；
21.分压电阻r45一端连接mcu芯片u2的pa03引脚和分压电阻r46一端，分压电阻r45另一端连接电池正极，分压电阻r46另一端连接地。
22.进一步，电压检测单元还包括：电容c11和电容c12；电容c11和电容c12均并联于分压电阻r46两端。
23.本实用新型的有益效果在于：
24.1、在保证关断充电回路的情况下不影响放电回路；
25.2、通过感知环境温度调整电池(组)充电关断时机，保证其不欠充、过充；
26.3、避免电池(组)长期处于浮充状态，可有效降低电池(组)自身累积热量，有效延长电池寿命。
附图说明
27.本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本技术的范围。
28.图1为本技术实施例的详细电路结构图。
29.图2为本技术实施例的mcu芯片连接关系局部示意图。
30.图3为本技术实施例的结构框图。
31.图4为本技术实施例的检测温度及充放电电流的结构框图。
32.图5为本技术实施例的完全关断充电回路结构框图。
33.图6为本技术实施例的桥接放电回路结构框图。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，但本实用新型所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.如图1~6所示，为本实例提供的一种电池充电休眠控制电路，包括控制单元、电压检测单元、电流检测单元、继电器k1、温度传感器，其中，温度传感器、电压检测单元、电流检测单元分别连接控制单元，电压检测单元、电流检测单元分别连接电池。电池连接有负载，负载两端用于连接充电器。
36.温度传感器设于电池处，用于采集电池温度并反馈于控制单元。
37.继电器k1的输入控制端连接控制单元，被控端桥接一功率二极管d5，且被控端连接于电池正极与负载之间，继电器k1用于根据控制单元的控制信号对充电回路进行通断；功率二极管d5用于在继电器k1的被控端断开时，保证电池放电不受影响。
38.电压检测单元，用于实时检测电池端电压，并反馈于控制单元。
39.电流检测单元，用于实时检测电池充放电电流，并反馈于控制单元。
40.控制单元，用于根据电压检测单元反馈的电池端电压、电流检测单元反馈的充放电电流、温度传感器反馈的电池温度，向继电器k1发出控制信号。
41.作为本实例的详细实施方式：
42.控制单元包括：mcu芯片u2、光耦u1、mos管q2；mcu芯片u2的pa08引脚通过一个电阻r2连接光耦u1初级端引脚1，光耦u1初级端引脚2连接地，光耦u1次级端引脚3通过一电阻r8连接mos管q2的g极，光耦u1次级端引脚4连接+12v，mos管q2的d极连接一二极管d4的负极，mos管q2的s极连接agnd，二极管d4的正极连接继电器k1输入控制端引脚2，继电器k1输入控制端引脚2连接一个二极管d3的正极，二极管d3的负极连接+12v，继电器k1被控端引脚1连接电池正极和功率二极管d5正极，继电器k1被控端引脚4连接功率二极管d5负极。二极管d3和二极管d4用于继电器k1的续流。
43.更加具体的，mcu芯片u2的pa08引脚通过一个电容c1连接地，电容c1两端并联一电阻r9，作为下拉。
44.更加具体的，mcu芯片u2的连接电阻r2的输出引脚连接一个电阻r1一端，电阻r1另一端连接一个发光二极管led
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trg2正极，发光二极管led
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trg2正极负极连接地。
45.更加具体的，电阻r8一端连接光耦u1次级端引脚3，另一端连接一个电阻r3一端和一个电阻r4一端，电阻r4另一端连接agnd，电阻r3另一端连接一个发光二极管led
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rts2正极，发光二极管led
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rts2负极连接agnd。
46.发光二极管led
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rts2和发光二极管led
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trg2用于进行状态的指示。
47.电流检测单元包括：限流电阻r21、电源滤波电容c3、输出滤波电容c4、霍尔互感器u3；霍尔互感器u3的ip
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引脚连接负载一端，负载另一端连接电池负极；霍尔互感器u3的ip+引脚连接功率二极管d5负极，霍尔互感器u3的gnd引脚连接地；霍尔互感器u3的vcc引脚连接vcc和电源滤波电容c3正极，电源滤波电容c3负极连接地和输出滤波电容c4一端，输出滤波电容c4另一端mcu芯片u2的pa02引脚，mcu芯片u2的pa02引脚通过限流电阻r21连接霍尔互感器u3的viout引脚。
48.电压检测单元包括：分压电阻r45和分压电阻r46；分压电阻r45一端连接mcu芯片u2的pa03引脚和分压电阻r46一端，分压电阻r45另一端连接电池正极，分压电阻r46另一端连接地。
49.更加具体的，电压检测单元还包括：电容c11和电容c12；电容c11和电容c12均并联于分压电阻r46两端，用于滤波。
50.工作方式说明：
51.通过温度传感采集电池温度并反馈于控制单元，控制单元接收采集的温度数据，并根据预设的温度阈值进行判断，若采集的温度数据超过温度阈值，则发出控制信号，使继电器k1断开，从而使电池(组)充电关断时机，保证其不欠充、过充。
52.分压电阻r45和分压电阻r46构成串联分压电路，并mcu芯片u2的pa03引脚通过adc采集分压电阻r46端电压v2按比例计算出电池(组)总电压v1：
53.v1=v2 / r46 * (r45 + r46)；
54.r21限流电阻、c3电源滤波电容、c4输出滤波电容以及u3霍尔互感器构成的电流检测电路，以便于mcu芯片u2的pa02引脚检测电池(组)母线充放电电流i。
55.mcu芯片u2对测得电池(组)电压v1与设定休眠上限电压vs1、下限电压vs2，并对比v1和vs1、vs2：
56.当v1大于vs1，且i小于预设的电流阈值时，mcu芯片u2向光耦u1输出高电平，光耦u1导通，使mos管q2的g极为高电平，mos管q2导通，继电器k1的输入控制端受到控制信号，使继电器k1被控端的引脚1和引脚4分离断开，从而断开充电回路；由于功率二极管d5桥接的存在，使的整个电路不影响放电过程。
57.当v1小于vs2时，忽略i值，mcu芯片u2向光耦u1输出低电平，光耦u1截止，mos管q2的g极为低电平，mos管q2截止，继电器k1的输入控制端未受到控制信号，继电器k1被控端的引脚1和引脚4保持闭合接通，从而接通充放电回路，使电池(组)能够进行充放电。
58.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本实用新型。本领域技术人员应理解，在不脱离本实用新型的范围情况下，对本实用新型进行的各种改变或同等替换，均属于本实用新型保护的范围。