[實用新型]鋰離子電池節能控制電路

無效

• 申請號: 200820168666.8
• 申請日: 2008-11-25
• 公開（公告）號: CN201307773Y
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 沈煒;劉文昊
• 申請（專利權）人: 浙江東冠瑞寶科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18;H01M10/44
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所
• 代理人: 陳 紅

技術領域：

本實用新型涉及一種鋰離子電池節能控制電路，它適用于基于微處理器的鋰離子電池保護電路。

背景技術：

相比其他類型的電池，鋰離子電池具有眾多突出的優勢，主要有高能量密度，高電壓，放電率特性好，無記憶效應，無污染等。由于鋰離子電池具有良好的特性，已經得到了廣泛的應用。但是，鋰離子電池也有相應的弱點，在過充、過放的情況下，容易對電池造成損壞，在極端情況下，如短路時有發生爆炸的危險，因此，鋰離子電池必須加以保護。保護的最主要目的有3個：防止過充，過放和短路，另外，還要防止鋰離子電池在工作中，溫度不能超過一個特定的閾值。(本文中鋰離子電池加上保護電路的整體稱為鋰離子電池，而把單純的鋰離子電池按業內說法稱為電芯)。

目前已經在使用的保護技術主要有三類：一類是基于專門的保護芯片的組合方案，第二類是基于模擬開關電路的方案，第三類是基于通用微處理器的保護電路方案。

基于專門保護芯片的組合方案來源于用于筆記本電腦的鋰離子電池保護方案。該方案在筆記本電腦應用方面已經比較成熟，許多公司也推出了較為優秀的鋰離子電池管理芯片，如MITUSUMI、Seiko、Microchip、TexasInstruments、Maxim-Dallas、02Micro等等。由于筆記本電腦要求的電壓并不高，不超過14.4V，所以使用的鋰離子電池一般最多使用4組(電芯)串聯的組合方式，因此單個保護芯片最多只能管理4個電芯；而且筆記本用鋰離子電池的工作電流也不大，一般不超過5A。因此該方案難于應用于電芯數量多的場合。

基于模擬開關電路的方案是一種低級的實現。這種方案只能應用在電流不太大，電壓不太高的場合，因為模擬電路難以實現精確的控制，而且各方面的保護功能也不完善，如均衡功能；另外，該方案自耗電也較大。

基于微處理器的方案是第一種方案的擴展，該方案一般采用通用微處理器，如PIC、瑞薩等SOC芯片。該方案在SoC芯片內集成了一個小系統，能夠嵌入特定的目標代碼，從而實現特定的控制功能，因此可以實現管理電芯的各個方面的功能，而且能夠顯著地降低產品的尺寸和成本。同時，在該方案中，SoC用于管理外圍電路，因此，SoC芯片不需要直接面對高電壓、大電流，而只需要處理外圍電路傳遞的信號，從而實現靈活高效的控制。最后，由于SOC的擴展性，使得同一個SOC芯片，可以管理多種電芯組合方式，而不需要重新設計電路。這些都是該方案的優勢。

但是，基于微處理器的方案有一個問題，微處理器在進行保護時，必須處于工作狀態，即使在電池未處于工作狀態時，在這樣的情況下，微處理器功耗較大，消耗電芯的電能，從而難以滿足鋰電池半電量保存三個月的要求。

實用新型內容：

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術中所存在的上述不足，而提供一種功耗低、延長鋰離子電池自放電周期的基于微處理器的鋰離子電池節能控制電路。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：該鋰離子電池節能控制電路，包括過充過放保護電路，其特征在于還設置有電流電壓轉換電路、絕對值電路、電壓比較器、放大電路、鉗位電路和微處理器，過充過放保護電路與電流電壓轉換電路連接，電流電壓轉換電路與絕對值電路連接，絕對值電路與電壓比較器連接，電壓比較器與放大電路連接，放大電路通過鉗位電路與微處理器連接。

本實用新型所述電流電壓轉換電路包括第十電阻、第九電阻、第二電容、第一電容、第八電阻、第四運算放大器，第九電阻一端接地，另一端接入第四運算放大器的反向輸入端；第十電阻一端與過充過放保護電路連接，另一端接入第四運算放大器的同向輸入端；第二電容一端接地，另一端與第十電阻連接；第一電容和第八電阻并聯后跨接在第四運算放大器的反向輸入端和輸出端之間，第四運算放大器輸出端與絕對值電路連接。

本實用新型所述絕對值電路包括第六電阻、第五電阻、第七電阻、第一二極管、第二二極管和第三運算放大器，第六電阻一端與電流電壓轉換電路的輸出連接，另一端接入第三運算放大器的反向輸入端；第七電阻一端接地，另一端接入第三運算放大器的同向輸入端；第五電阻跨接在第三運算放大器的同向輸入端與輸出端之間；第一二極管的陽極接在第三運算放大器的輸出端，第一二極管陰極接電壓比較器；第二二極管的陽極接電流電壓轉換電路輸出端，第二二極管陰極與電壓比較器連接。