專利名稱：一種鋰電池保護電路的制作方法
技術領域：
本發明屬于電池領域，特別涉及一種鋰電池保護電路。
背景技術：
隨著動力鋰離子電池的應用領域越來越廣泛，尤其是在汽車電子方面的應用，出于安全性能考慮，當前社會對動力鋰離子電池保護板的功能要求也越來越多，而且對成本方面也有進一步的要求，尤其是多串動力鋰離子電池應用時更為明顯。現有的鋰離子電池保護板采用的是專用保護芯片。其電路原理為IC芯片通過檢測電池電壓、電流等信息，并根據上述信息控制MOSFET (金氧半場效晶體管)。一旦電壓或者電流信息超過IC芯片的預設值，IC芯片則控制MOSFET斷開電路，實現對電池的充電或 放電保護。雖然現有的方案能夠實現對鋰離子電池的保護，但其存在以下缺點1、IC芯片功能固化，應用上不夠靈活，當實現功能要求較高的時候需要重新設計，應用成本較高；2、由于IC芯片功能固化，電壓和電流的預設值固定，對于不同型號的鋰電池需要不同型號芯片與之匹配，因而需要應用成本較高。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供能夠滿足一種成本低、應用靈活的鋰電池保護電路。本發明采用如下方案實現
一種鋰電池保護電路，連接于鋰電池兩端，該保護電路包括一 MCU主控器以及
運算放大器電壓跟隨電路模塊，該運算放大器電壓跟隨電路模塊設置有連接鋰電池各電芯兩端的才電壓采集線，用于將各電芯兩端的電壓轉換為檢測電壓；
分壓電路模塊，該分壓電路模塊連接于MCU主控器與運算放大器電壓跟隨電路模塊之間，用于實現將運算放大器電壓跟隨電路模塊轉換后的檢測電壓按分壓處理后提供給MCU主控器進行AD電壓采樣；
電流檢測模塊，該電流檢測模塊連接于鋰電池負極與MCU主控器之間，用于實現將鋰電池放電電流轉換成電壓信號供給MCU主控器采樣處理；
放電控制模塊，該放電控制模塊連接于鋰電池負極與MCU主控器之間，用于控制鋰電池負極輸出端的通斷；
充電控制模塊，該充電控制模塊連接于鋰電池正極與MCU主控器之間，用于控制鋰電池正極輸入端的通斷。其中，所述的運算放大器電壓跟隨電路模塊包括與鋰電池各電芯配對的多個運算放大器，在各運算放大器輸入端與各自配對的電芯正極通過電阻連接。并且，在各運算放大器輸出端與鋰電池負極之間均串聯有兩個分壓電阻，MCU主控器信號采集端連接于兩分壓電阻之間，在鋰電池負極與該MCU主控器信號采集端串聯有電容，所述分壓電阻、電容組成分壓電路模塊。
其中，所述的電流檢測模塊包括串聯于鋰電池負極中的采樣電阻Rl，采樣電阻Rl兩端連接運算放大器反相輸入端和同相輸入端，該運算放大器的輸出端與MCU主控器連接，該運算放大器為并列設置的兩個，各輸出端分別與MCU主控器兩個輸入腳連接。其中，所述的放電控制模塊包括串聯于鋰電池負極中的金氧半場效晶體管Q1，該金氧半場效晶體管Ql的柵極G連接一三極管Q2的集電極，該集電極與鋰電池正極連接，該三極管Q2的基極與MCU主控器控制輸出端連接，該金氧半場效晶體管Ql的原極S與漏極D之間連接有一二極管Dl。其中，所述的充電控制模塊包括串聯于鋰電池正極中的金氧半場效晶體管Q3，該金氧半場效晶體管Q3的柵極G連接一三極管Q4的集電極，該三極管Q4的基極與MCU主控器控制輸出端連接，該金氧半場效晶體管Q3的原極S與漏極D之間連接有一二極管D2。與現有技術相比，本發明有如下有益效果
I、本發明能夠根據鋰電池型號不同，選擇不同預設值，滿足多型號鋰電池需求。2、本發明中采用MCU主控器作為控制中心，功能不固化，可滿足不同客戶的不同需求。3、所采用的部件價格較低，整個控制電路成本較低。4、本電路可實現更高的控制精度，有效保護鋰電池的充放電。


圖I為本發明實施例電路模塊圖。圖2為本實施例具體電路結構圖。
具體實施例方式針對現有技術存在的缺陷，為了便于本領域技術人員理解，下面將對本發明作進一步詳細描述
如附圖I所示。本實施例解釋的鋰電池保護電路連接于具有多個電芯的鋰電池兩端，包括一 MCU主控器1，該MCU主控器I用于控制電壓數據采集、電流數據采集、驅動充電保護和放電保護、以及各種邏輯功能的實現，為了實現整個功能，在該MCU主控器I外圍設置有
運算放大器電壓跟隨電路模塊2，該運算放大器電壓跟隨電路模塊2設置有連接鋰電池各電芯兩端的才電壓采集線，用于將各電芯兩端的電壓轉換為1:1輸出的檢測電壓，該運算放大器電壓跟隨電路模塊2包括與鋰電池各電芯配對的多個運算放大器21，在各運算放大器21輸入端與各自配對的電芯正極通過電阻連接，具體如附圖2所示；
分壓電路模塊3，該分壓電路模塊3連接于MCU主控器I與運算放大器電壓跟隨電路模塊2之間，用于實現將運算放大器電壓跟隨電路模塊2轉換后的檢測電壓按分壓處理后提供給MCU主控器進行AD電壓采樣，在各運算放大器輸出端與鋰電池負極之間均串聯有兩個分壓電阻R2、分壓電阻R3，MCU主控器信號采集端連接于兩分壓電阻之間，在鋰電池負極與該MCU主控器I信號采集端串聯有電容Cl，所述分壓電阻、電容則組成分壓電路模塊；電流檢測模塊4，該電流檢測模塊4連接于鋰電池負極與MCU主控器I之間，用于實現將鋰電池放電電流轉換成電壓信號供給MCU主控器I采樣處理，該電流檢測模塊4包括串聯于鋰電池負極中的采樣電阻R1，采樣電阻Rl兩端連接運算放大器反相輸入端和同相輸入端，該運算放大器的輸出端與MCU主控器I連接，該運算放大器為并列設置的兩個，各輸出端分別與MCU主控器I兩個輸入腳連接；
放電控制模塊5，該放電控制模塊5連接于鋰電池負極與MCU主控器I之間，用于控制鋰電池負極輸出端的通斷，該放電控制模塊5包括串聯于鋰電池負極中的金氧半場效晶體管Ql，該金氧半場效晶體管Ql的柵極G連接一三極管Q2的集電極，該集電極與鋰電池正極連接，該三極管Q2的基極與MCU主控器控制輸出端連接，該金氧半場效晶體管Ql的原極S與漏極D之間連接有一二極管Dl ；
充電控制模塊6，該充電控制模塊6連接于鋰電池正極與MCU主控器之間，用于控制鋰電池正極輸入端的通斷，該充電控制模塊6包括串聯于鋰電池正極中的金氧半場效晶體管Q3，該金氧半場效晶體管Q3的柵極G連接一三極管Q4的集電極，該三極管Q4的基極與MCU主控器控制輸出端連接，該金氧半場效晶體管Q3的原極S與漏極D之間連接有一二極管D2。 本實施例滿足了不同市場對不同產品應用的需求，使動力鋰電池保護板方案脫離傳統的控制方式，采用以MCU主控器核心，代替了傳統的IC芯片，參數修改方便，結合運算放大器電壓跟隨電路模塊，通過電阻分壓提供給MCU主控器進行AD電壓數據采樣，再由MCU主控器控制充電控制模塊和放電控制模塊，靈活實現不同市場對不同產品應用的功能需求，控制精度高，達到對動力鋰離子電池保護的目的。以上所述實施例僅表達了本發明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種鋰電池保護電路，連接于鋰電池兩端，其特征在于，該保護電路包括一 MCU主控器⑴以及 運算放大器電壓跟隨電路模塊(2)，該運算放大器電壓跟隨電路模塊設置有連接鋰電池各電芯兩端的才電壓采集線，用于將各電芯兩端的電壓轉換為檢測電壓； 分壓電路模塊(3)，該分壓電路模塊連接于MCU主控器與運算放大器電壓跟隨電路模塊之間，用于實現將運算放大器電壓跟隨電路模塊轉換后的檢測電壓按分壓處理后提供給MCU主控器進行AD電壓采樣； 電流檢測模塊(4)，該電流檢測模塊連接于鋰電池負極與MCU主控器之間，用于實現將鋰電池放電電流轉換成電壓信號供給MCU主控器采樣處理； 放電控制模塊(5 )，該放電控制模塊連接于鋰電池負極與MCU主控器之間，用于控制鋰電池負極輸出端的通斷； 充電控制模塊(6 )，該充電控制模塊連接于鋰電池正極與MCU主控器之間，用于控制鋰電池正極輸入端的通斷。
2.根據權利要求I所述的鋰電池保護電路，其特征在于，所述的運算放大器電壓跟隨電路模塊包括與鋰電池各電芯配對的多個運算放大器，在各運算放大器輸入端與各自配對的電芯正極通過電阻連接。
3.根據權利要求2所述的鋰電池保護電路，其特征在于，在各運算放大器輸出端與鋰電池負極之間均串聯有兩個分壓電阻，MCU主控器信號采集端連接于兩分壓電阻之間，在鋰電池負極與該MCU主控器信號采集端串聯有電容，所述分壓電阻、電容組成分壓電路模塊。
4.根據權利要求I所述的鋰電池保護電路，其特征在于，所述的電流檢測模塊包括串聯于鋰電池負極中的采樣電阻R1，采樣電阻Rl兩端連接運算放大器反相輸入端和同相輸入端，該運算放大器的輸出端與MCU主控器連接，該運算放大器為并列設置的兩個，各輸出端分別與MCU主控器兩個輸入腳連接。
5.根據權利要求I所述的鋰電池保護電路，其特征在于，所述的放電控制模塊包括串聯于鋰電池負極中的金氧半場效晶體管Q1，該金氧半場效晶體管Ql的柵極G連接一三極管Q2的集電極，該集電極與鋰電池正極連接，該三極管Q2的基極與MCU主控器控制輸出端連接，該金氧半場效晶體管Ql的原極S與漏極D之間連接有一二極管Dl。
6.根據權利要求I所述的鋰電池保護電路，其特征在于，所述的充電控制模塊包括串聯于鋰電池正極中的金氧半場效晶體管Q3，該金氧半場效晶體管Q3的柵極G連接一三極管Q4的集電極，該三極管Q2的基極與MCU主控器控制輸出端連接，，該金氧半場效晶體管Q3的原極S與漏極D之間連接有一二極管D2。
全文摘要
一種鋰電池保護電路，連接于鋰電池兩端，該保護電路包括一MCU主控器以及運算放大器電壓跟隨電路模塊、分壓電路模塊、電流檢測模塊、放電控制模塊以及充電控制模塊。與現有技術相比，本發明有如下有益效果1、本發明能夠根據鋰電池型號不同，選擇不同預設值，滿足多型號鋰電池需求。2、本發明中采用MCU主控器作為控制中心，功能不固化，可滿足不同客戶的不同需求。3、所采用的部件價格較低，整個控制電路成本較低。4、本電路可實現更高的控制精度，有效保護鋰電池的充放電。
文檔編號H02H7/18GK102969699SQ20121044314
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者余敏 申請人:惠州市藍微電子有限公司