一种电池充电控制电路

本发明涉及电池充电，特别涉及一种电池充电控制电路。

背景技术：

1、受当前节能减排环保方面要求越来越高的重视，致使锂电池得到了广泛的应用，最为显著的就是各种消费类电子设备所用的电源和新能源电动车等均配备有锂电池。尤其是在电动汽车领域，需要能输出高电压高功率，这就需要将多个单节锂电池进行串联，组成一个电池组，然后再将多个电池组进行并联使用。但由于电芯个体存在差异性，串联连接充电时会导致部分电池电压高，处于过充状态。而另一部分处于欠充等问题。这种情况如果不及时处理，会导致电池组出现鼓包、漏液甚至爆炸等事故。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电池充电控制电路。本发明可以实现锂电池的充电均衡，能够有效的提升电池的使用寿命，而且本发明具有结构简单、实用性好等优点。

2、本发明的技术方案如下：一种电池充电控制电路，包括开通电路和控制电路；所述开通电路连接在锂电池的正负极；所述控制电路的一端与开通电路连接，控制电路的另一端与锂电池的负极连接；所述控制电路包括电池电压采样电路、最大充电电压设定电路、环路控制电路、电压转电流电路和充电分流电路；所述最大充电电压设定电路和电池电压采样电路分别与环路控制电路连接；所述环路控制电路的输出端与电压转电流电路连接，电压转电流电路与充电分流电路连接。

3、上述的电池充电控制电路，所述开通电路包括稳压二极管z1、电阻r1、npn管q1和pmos管q2；所述稳压二极管z1的阴极和pmos管q2的源极一同连接锂电池的正极；所述稳压二极管z1的阳极与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与npn管q1的基极连接，npn管q1的发射极与锂电池的负极连接，npn管q1的集电极与pmos管q2的栅极连接。

4、前述的电池充电控制电路，所述电池电压采样电路包括电阻r2和电阻r3，所述电阻r2的一端与pmos管q2的漏极连接，电阻r2的另一端与电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与锂电池的负极连接。

5、前述的电池充电控制电路，所述最大充电电压设定电路包括电阻r4和稳压二极管z2；所述电阻r4的一端与pmos管q2的漏极连接，电阻r4的另一端与稳压二极管z2的阴极连接；所述稳压二极管z2的阳极与锂电池的负极连接；

6、前述的电池充电控制电路，所述环路控制电路对电池电压采样电路采集的采样电压与稳压二极管的稳压电压进行求差，得到差值电压，并通过pid控制，得到控制电压；所述环路控制电路分别与pmos管q2的漏极和锂电池的负极连接。

7、前述的电池充电控制电路，所述电压转电流电路包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9和运算放大器op1；所述运算放大器op1的正极连接电阻r5的一端，电阻r5的另一端连接环路控制电路的输出端；所述运算放大器op1的负极连接电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接锂电池的负极；所述运算放大器op1的输出端连接电阻r9的一端；所述电阻r7的一端连接在电阻r9的另一端，电阻r7的另一端连接在运算放大器op1的正极和电阻r5之间；所述电阻r8的一端连接在运算放大器op1的输出端与电阻r9之间，电阻r8的另一端连接在运算放大器op1的负极与电阻r6之间；所述运算放大器op1还与pmos管q2的漏极和锂电池的负极连接。

8、前述的电池充电控制电路，所述充电分流电路包括电阻r10和npn管q3；所述npn管q3的基极与电阻r9连接，npn管q3的发射极与锂电池的负极，npn管的集电极与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端与pmos管q2的漏极连接。

9、与现有技术相比，本发明的开通电路用于实时检测电池充电电压是否达到额定电压，如果达到额定电压则控制电路开始工作；否则，充电控制电路不工作。本发明由于在电池电压小于额定电压时，启动电路不工作，对应的控制电路电流为零，因而此举可提高锂电池在前期充电的速度和效率。本发明在驱动控制电路工作后，实时采样电池电压与最大充电电压之间的差值，并经控制电路得到控制电压，进而调节分流电路的电流，确保电池电压不超过最大充电电压。本发明的分流电路受驱动控制电路的电压控制，动态调节电池的充电电流，如果将具有充电控制电路的锂电池进行串联组成电池组，可以很方便实现电池组内各个锂电池的充电保护功能以及实现电池组内锂电池电压的均衡控制。此外，本发明具有结构简单，成本低，实用性好，模块化程度高及通用性好的优点。

技术特征：

1.一种电池充电控制电路，其特征在于：包括开通电路和控制电路；所述开通电路连接在锂电池的正负极；所述控制电路的一端与开通电路连接，控制电路的另一端与锂电池的负极连接；所述控制电路包括电池电压采样电路、最大充电电压设定电路、环路控制电路、电压转电流电路和充电分流电路；所述最大充电电压设定电路和电池电压采样电路分别与环路控制电路连接；所述环路控制电路的输出端与电压转电流电路连接，电压转电流电路与充电分流电路连接。

2.根据权利要求1所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述开通电路包括稳压二极管z1、电阻r1、npn管q1和pmos管q2；所述稳压二极管z1的阴极和pmos管q2的源极一同连接锂电池的正极；所述稳压二极管z1的阳极与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与npn管q1的基极连接，npn管q1的发射极与锂电池的负极连接，npn管q1的集电极与pmos管q2的栅极连接。

3.根据权利要求2所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述电池电压采样电路包括电阻r2和电阻r3，所述电阻r2的一端与pmos管q2的漏极连接，电阻r2的另一端与电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与锂电池的负极连接。

4.根据权利要求2所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述最大充电电压设定电路包括电阻r4和稳压二极管z2；所述电阻r4的一端与pmos管q2的漏极连接，电阻r4的另一端与稳压二极管z2的阴极连接；所述稳压二极管z2的阳极与锂电池的负极连接。

5.根据权利要求3所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述环路控制电路对电池电压采样电路采集的采样电压与稳压二极管的稳压电压进行求差，得到差值电压，并通过pid控制，得到控制电压；所述环路控制电路分别与pmos管q2的漏极和锂电池的负极连接。

6.根据权利要求1所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述电压转电流电路包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9和运算放大器op1；所述运算放大器op1的正极连接电阻r5的一端，电阻r5的另一端连接环路控制电路的输出端；所述运算放大器op1的负极连接电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接锂电池的负极；所述运算放大器op1的输出端连接电阻r9的一端；所述电阻r7的一端连接在电阻r9的另一端，电阻r7的另一端连接在运算放大器op1的正极和电阻r5之间；所述电阻r8的一端连接在运算放大器op1的输出端与电阻r9之间，电阻r8的另一端连接在运算放大器op1的负极与电阻r6之间；所述运算放大器op1还与pmos管q2的漏极和锂电池的负极连接。

7.根据权利要求6所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述充电分流电路包括电阻r10和npn管q3；所述npn管q3的基极与电阻r9连接，npn管q3的发射极与锂电池的负极，npn管的集电极与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端与pmos管q2的漏极连接。

技术总结
本发明公开了一种电池充电控制电路，包括开通电路和控制电路；所述开通电路连接在锂电池的正负极；所述控制电路的一端与开通电路连接，控制电路的另一端与锂电池的负极连接；所述控制电路包括电池电压采样电路、最大充电电压设定电路、环路控制电路、电压转电流电路和充电分流电路；所述最大充电电压设定电路和电池电压采样电路分别与环路控制电路连接；所述环路控制电路的输出端与电压转电流电路连接，电压转电流电路与充电分流电路连接。本发明可以实现锂电池的充电均衡，能够有效的提升电池的使用寿命，而且本发明具有结构简单、实用性好等优点。

技术研发人员：彭志辉,张佳雯,谢益康,覃成恒
受保护的技术使用者：温州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13