[實用新型]嵌入可編程開關式充電功能的鋰電池保護模塊

有效

• 申請號: 201020106523.1
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN201667547U
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 鄔偉;張樹望;曾明球
• 申請（專利權）人: 上海長園維安電子線路保護股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

1.一種嵌入可編程開關式充電功能的鋰電池保護模塊，裝置在充電器內，用于鋰離子可充電電池組的充放電保護和充電控制裝置，由分別與單片機芯片連接的充電控制模塊和保護模塊構成，所有元件采用貼片式或插件式封裝，裝在印刷線路板上或封裝在不同的線路板上，其特征在于：

所述的充電控制模塊包括一單片機芯片U2、一脈寬調制芯片U1、充電開關N溝道場效應管Q1、耦合電感L1、輸入輸出濾波電容C1、C2、C4、熱敏電阻RT1以及狀態顯示LED管D2、D3、D4，由于脈寬調制芯片U1最大輸入電壓為16V，設置前端保護電路單元，此前端保護單元由晶體三極管Q3，Q4，P溝道場效應管Q5以及6顆分壓電阻構成，輸入電壓高于16V時，Q3，Q5導通，場效應管Q5關斷，充電控制模塊不工作，來自U1的PWM信號控制充電開關，通過電感L1對電池進行充電，充電分為預充電、恒流充電、恒壓充電、涓流充電四個階段，通過設置單片機U2的程序調節PWM信號的占空比和開關頻率，使充電電壓、電流以及充電曲線達到設定的輸出值，單片機同時燒入多種針對不同化學特性鋰電池的充電曲線，通過外部跳線J3和電阻R19、R22阻值匹配進行選擇；充電電壓單片機程序燒入通過J4編程接口進行，充電狀態通過3個LED管D2、D3、D4顯示，上電時D2常亮，充電時D3閃爍，充電完成D4常亮；通過R16，R17對充電回路進行閉環控制，在整個充電過程中保證各項參數控制在設定的范圍內；

所述的保護模塊：包括一顆3-4節鋰電池管理保護芯片U3?S8254、一個雙P溝道充放電功率場效應管Q2、場效應管散熱片及場效應管濾波電容C17、C18、C19、C20和C21，通過保護芯片的COP、DOP端子來控制場效應管Q2的通、斷；電流檢測精密電阻SR1、SR2；充放電保護延遲時間設置電容C22、C23以及電池3-4節切換電阻R36、R37、R38；當對電池組充電時，檢測電池電壓達到設定的保護電壓，當溫度上升導致電池內壓升高，需要終止充電狀態，此時激活過充電保護功能，關閉充電場效應管Q2，終止充電；電池組放電時，檢測到電壓低于電池過放電保護電壓檢測點時，激活過放電保護功能，關閉放電場效應管Q2，終止放電，并將電池保持低靜態電流的待機模式；電池在過電流和短路的情況下，激活過電流保護功能，關閉放電場效應管Q2，終止放電，通過調節外接電容C22、C23設置過電流檢測延遲時間控制端，以免出現場效應管Q2的誤操作，對于不同產品的工作電流要求不同，通過調節電阻SR1，SR2阻值來實現。

2.根據權利要求1所述嵌入可編程開關式充電功能的鋰電池保護模塊，其特征在于：所述的鋰電池管理保護芯片U3?S8254在3、4組電池的切換通過電阻R36，R37，R38實現，裝配R36，不裝配R37，R38用于4節串聯電池組，反之不裝配R36，裝配R37，R38適用于3節串聯電池組，每節電池輸入端需加RC濾波電路。

3.根據權利要求1所述嵌入可編程開關式充電功能的鋰電池保護模塊，其特征在于：所述的場效應管Q2為P溝道的低內阻金屬氧化物半導體場效應晶體管，位于充電器電芯正極和電池包正極之間，通過并聯多個場效應晶體管實現更大的載流能力。

4.根據權利要求1所述嵌入可編程開關式充電功能的鋰電池保護模塊，其特征在于：所述的充電控制模塊通過外置熱敏電阻監測環境溫度，當溫度超過設定值時，充電過程停止。

5.根據權利要求1所述嵌入可編程開關式充電功能的鋰電池保護模塊，其特征在于：所述的印刷電路板為環氧樹脂基板。