一种组合移动电源电池平衡单元电路的制作方法

1.本发明涉及一种移动电源电池上使用的电路，特别是指一种组合移动电源电池平衡单元电路。


背景技术：

2.现有的移动电源电池基本上是单个使用，在充放电的电路设置上基本上可以通过普通的电路设定好，不存在充电电流过大容易损伤移动电源电池的问题。
3.专利号为 cn201710544135 .8 的电池并联均衡装置及电池并联均衡方法专利，其技术方案如下，一种电池并联均衡装置，包括电池模块、开关模块、控制模块以及微处理器；其特征在于，所述电池模块包括至少两个并联的电池组；所述开关模块包括至少一个开关管；所述控制模块包括至少一个pwm驱动控制电路；其中，每条并联支路上连接有一个所述开关管，所述开关管导通时连接的并联支路导通，所述开关管截止时连接的并联支路断开；每个所述开关管的控制端与一个所述pwm驱动控制电路电性连接；所述pwm驱动控制电路用于控制所述开关管导通的占空比；所述微处理器分别与每个所述pwm驱动控制电路电性连接；所述微处理器还用于采集每条并联支路的实时电流；所述微处理器根据所述实时电流通过所述pwm驱动控制电路控制所述开关管的实时导通占空比，使得所述实时电流不超过该并联支路两端的电池组所允许的最大充电电流。上述专利并没有描述具体的平衡单元电路，只是简单说明通过微处理器实现电流不超过该并联支路两端的电池组所允许的最大充电电流，并没有解决在第一组移动电源电池放完电，第二组、第三组等移动电源电池充满电的情况下，直接并联，会导致第一组移动电源电池充电电流过大，容易损伤移动电源电池的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的：为了克服现有技术中常规电池组在第一组电池放完电，第二组电池充满电的情况下，直接并联，会导致第一组电池充电电流过大（充电电流一般会超过2c），容易损伤电池的问题。本电路主要解决并联时限制充电电流，自动检测和平稳过渡电池组电压，达到电池组安全并联组合使用的目的。
5.实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种组合移动电源电池平衡单元电路，其特征在于：包括有并联组合/分开检测开关u2、电源bt1、电压或电流采集检测单元、充电回路单元、放电回路单元和dc/dc转换单元，其中充电回路单元包括有p沟道场效应管q1、充电dc/dc转换储能电感l1、续流二极管d1，放电回路单元包括有二极管d2，d2的正极与电源bt1的正极连接，d2的负极与p沟道场效应管q1的漏极连接，p沟道场效应管q1的栅极连接在电压或电流采集检测单元的mcu上，p沟道场效应管q1的源极与续流二极管d1负极连接，续流二极管d1的正极通过电阻r4或直接连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3或直接连接在电源bt1的正极上。
6.通过采用上述方案，本电路主要解决并联时限制充电电流，自动检测和平稳过渡电池组电压，达到电池组安全并联组合使用的目的。
7.本发明的进一步方案是：所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电压或电流采集检测单元为电压采集检测单元，电压采集检测单元包括有主控mcu、分压电阻r1和r2，联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极连接在电源bt1的负极上，dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端连接在电源bt1的正极上，dc/dc转换单元的两个脚连接在电源bt1的正负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起。
8.上述方案是对所述电压或电流采集检测单元为电压采集检测单元的一种方案，上述方案主控mcu的第1脚为电池电压检测输入端，主控mcu内部自带电压检测功能，也可以用普通io口加分压电阻输入；r1、r2为总线电压分压电阻。
9.本发明的进一步方案是：所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电压或电流采集检测单元为电流采集检测单元，电流采集检测单元包括有主控mcu、电阻r3、电阻r4、分压电阻r1和r2，并联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3连接在电源bt1的正极上，dc/dc转换单元的一个脚连接在电源bt1的正极上，另一个脚通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起。通过采用上述方案，对所述电压或电流采集检测单元为电流采集检测单元的一种方案。也能实现达到电池组安全并联组合使用的目的。
10.本发明的进一步方案是：所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电压或电流采集检测单元为电流采集检测单元，电流采集检测单元包括有主控mcu、电阻r4、分压电阻r1和r2，并联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端连接在电源bt1的正极上，电阻r4的接电源端直接连到主控mcu输入端口或经过运放信号放大后再连到主控mcu输入端口，dc/dc转换单元的一个脚连接在电源bt1的正极上，另一个脚通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起。
11.通过采用上述方案，对所述电压或电流采集检测单元为电流采集检测单元的另一种方案。也能实现达到电池组安全并联组合使用的目的。
12.本发明的进一步设置是：所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电压或电流采集检测单元为电流采集检测单元，电流采集检测单元包括有主控mcu、电阻r3、分压
电阻r1和r2，并联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3连接在电源bt1的正极上，电阻r3的接电源端直接连到主控mcu输入端口或经过运放信号放大后再连到主控mcu输入端口，dc/dc转换单元的一个脚连接在电源bt1的正极上，另一个脚连接在电源bt1的负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起。
13.通过采用上述方案，对所述电压或电流采集检测单元为电流采集检测单元的另一种方案。也能实现达到电池组安全并联组合使用的目的。
14.下面结合附图对本发明做一进步描述。
附图说明
15.图1为本发明实施例一的电路图；图2为本发明实施例二的电路器；图3为本发明实施例三的电路器；图4本发明实施例四的电路器。
具体实施方式
16.如图1所示，本发明的实施例一，一种组合移动电源电池平衡单元电路，包括有并联组合/分开检测开关u2、电源bt1、电压采集检测单元、充电回路单元、放电回路单元和dc/dc转换单元，其中充电回路单元包括有p沟道场效应管q1、充电dc/dc转换储能电感l1、续流二极管d1，放电回路单元包括有二极管d2，d2的正极与电源bt1的正极连接，d2的负极与p沟道场效应管q1的漏极连接，p沟道场效应管q1的栅极连接在电压或电流采集检测单元的主控mcu上，p沟道场效应管q1的源极与续流二极管d1负极连接，续流二极管d1的正极通过电阻r4或直接连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3或直接连接在电源bt1的正极上；所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电压或电流采集检测单元为电压采集检测单元，所述电压采集检测单元包括有主控mcu、分压电阻r1和r2，联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极连接在电源bt1的负极上，dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端连接在电源bt1的正极上，dc/dc转换单元的两个脚连接在电源bt1的正负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起，上述主控mcu采用型号为ms52a031-sop8的单片机，当然也可以采用其他类型的。本实施例一中，电压检测，粗略平衡。主控mcu根据电压采样输入端pin1和pin5端电压，计算出并联总线正极电压和bt1 电池电压差，当电压差较大时（不管放电，只管充电），控制降低pin4端pwm占空比，减小充电电流；当电压差较小时，控制调高pwm占空比，增加充电电流。主控mcu可以根据电压差来粗略控制充电电流，实现充电平稳过渡。
17.如图2所述，本发明实施例二，一种组合移动电源电池平衡单元电路，包括有并联
组合/分开检测开关u2、电源bt1、电流采集检测单元、充电回路单元、放电回路单元和dc/dc转换单元，其中充电回路单元包括有p沟道场效应管q1、充电dc/dc转换储能电感l1、续流二极管d1，放电回路单元包括有二极管d2，d2的正极与电源bt1的正极连接，d2的负极与p沟道场效应管q1的漏极连接，p沟道场效应管q1的栅极连接在电压或电流采集检测单元的mcu上，p沟道场效应管q1的源极与续流二极管d1负极连接，续流二极管d1的正极通过电阻r4或直接连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3或直接连接在电源bt1的正极上；所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电流采集检测单元包括有主控mcu、电阻r3、电阻r4、分压电阻r1和r2，并联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3连接在电源bt1的正极上，dc/dc转换单元的一个脚连接在电源bt1的正极上，另一个脚通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起，上述主控mcu采用型号为ms52a031-sop8的单片机，当然也可以采用其他类型的。本实施中，电流检测，精确平衡，可以实现恒流充电。主控mcu根据电流采样输入端pin6，计算出电源bt1充电电流，当充电电流比基准电流大时，控制降低主控mcu的pin4端pwm占空比，减小充电电流；当充电电流比基准电流小时，控制调高pwm占空比，增加充电电流。主控mcu可以设定基准电流值来精确控制恒流充电电流，实现充电平稳过渡。如图3所述，本发明实施例三，一种组合移动电源电池平衡单元电路，包括有并联组合/分开检测开关u2、电源bt1、电流采集检测单元、充电回路单元、放电回路单元和dc/dc转换单元，其中充电回路单元包括有p沟道场效应管q1、充电dc/dc转换储能电感l1、续流二极管d1，放电回路单元包括有二极管d2，d2的正极与电源bt1的正极连接，d2的负极与p沟道场效应管q1的漏极连接，p沟道场效应管q1的栅极连接在电压或电流采集检测单元的mcu上，p沟道场效应管q1的源极与续流二极管d1负极连接，续流二极管d1的正极通过电阻r4或直接连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3或直接连接在电源bt1的正极上；所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电流采集检测单元包括有主控mcu、电阻r4、分压电阻r1和r2，并联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端连接在电源bt1的正极上，电阻r4的接电源端直接连到主控mcu输入端口或经过运放信号放大后再连到主控mcu输入端口，dc/dc转换单元的一个脚连接在电源bt1的正极上，另一个脚通过电阻r4连接在电源bt1的负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起，上述主控mcu采用型号为ms52a031-sop8的单片机，当然也可以采用其他类型的。
18.如图4所述，本发明实施例四，一种组合移动电源电池平衡单元电路，包括有并联
组合/分开检测开关u2、电源bt1、电流采集检测单元、充电回路单元、放电回路单元和dc/dc转换单元，其中充电回路单元包括有p沟道场效应管q1、充电dc/dc转换储能电感l1、续流二极管d1，放电回路单元包括有二极管d2，d2的正极与电源bt1的正极连接，d2的负极与p沟道场效应管q1的漏极连接，p沟道场效应管q1的栅极连接在电压或电流采集检测单元的mcu上，p沟道场效应管q1的源极与续流二极管d1负极连接，续流二极管d1的正极通过电阻r4或直接连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3或直接连接在电源bt1的正极上；所述并联组合/分开检测开关u2采用霍尔磁感应传感器或弹针触点，包括有一个磁铁或弹针输出端和一个霍尔传感器或弹针输入端，所述电流采集检测单元包括有主控mcu、电阻r3、分压电阻r1和r2，并联组合/分开检测开关u2输出接在主控mcu上，分压电阻r1和r2共同端连接在主控mcu上，分压电阻r2另一端接地，分压电阻r1的另一端连接在p沟道场效应管q1的漏极上，续流二极管d1的正极连接在电源bt1的负极上，所述充电dc/dc转换储能电感l1一端连接在续流二极管d1的负极上，另一端通过电阻r3连接在电源bt1的正极上，电阻r3的接电源端直接连到主控mcu输入端口或双端转单端差分运放再接入连到主控mcu输入端口，dc/dc转换单元的一个脚连接在电源bt1的正极上，另一个脚连接在电源bt1的负极上，所述并联组合/分开检测开关u2的接地与主控mcu接地连接在一起，上述主控mcu采用型号为ms52a031-sop8的单片机，当然也可以采用其他类型的。