[發(fā)明專利]電池組充放電保護器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210253458.9
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102780210A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳訊馳
• 申請（專利權(quán)）人: 吳訊馳
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其是鉛電池的保護，具體是一種電池組充放電保護電路，適用于多單元電池組。

背景技術(shù)

現(xiàn)有常用的可充電單元電池電壓有1.2V，2V、3.2V，3.6V等，而實際應(yīng)用需要較高的直流電壓，因此需要若干的單元電池串聯(lián)工作，電池組中串聯(lián)單元的數(shù)量少則幾個，多則有上百個。單元電池的故障諸如：電池失水、電池容量不足、電池浮充電壓均勻性差、排氣閥失效、熱失控、極板氧化腐蝕、極板硫化、極板老化問題，而電池組是由單元電池串聯(lián)而成，電池組更容易失效，故障更嚴(yán)重。當(dāng)電池串聯(lián)使用時，會產(chǎn)生“木桶效應(yīng)”，也就是某個單元電池的質(zhì)量下降會影響整個串聯(lián)電池組其余電池質(zhì)量的下降，加速蓄電池組的損壞速度。所以，只有對電池組中的單元電池都進行充放電保護，才能有效地延長整個電池組的使用壽命，提高電池組供電可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種電池組充放電保護電路，可有效地延長整個電池組的使用壽命，提高電池組供電可靠性。

為實現(xiàn)該技術(shù)目的，本發(fā)明的方案是：一種電池組充放電保護器，所述電池組由單元電池組成，該保護器是并聯(lián)在單元電池上的基于齊納二極管的保護電路，該電路包括電壓取樣及溫度補償模塊，電壓基準(zhǔn)模塊，比較與放大模塊，驅(qū)動模塊，功率電流調(diào)整管，大功率肖特基續(xù)流二極管，報警模塊；電壓取樣模塊把電池的端電壓取樣分壓至比較器一端，且模塊內(nèi)設(shè)有溫度補償電路；電壓基準(zhǔn)模塊提供基準(zhǔn)電壓至比較器的另一端，兩路電壓經(jīng)比較放大后，由驅(qū)動模塊器連接功率電流調(diào)整管；調(diào)整管集電極串聯(lián)功率電阻用于分擔(dān)部分調(diào)整管的功率消耗并提供作為狀態(tài)報警器的取樣電阻。

作為優(yōu)選，所述報警模塊包括與電池單元并聯(lián)的放電低壓檢測器，和電池單元的充電電壓達到最大允許電壓的狀態(tài)檢測器。

作為優(yōu)選，所述保護器還包括復(fù)用的光電隔離報警LED燈或光電耦合器。

本發(fā)明的有益效果是穩(wěn)壓限壓值精確可調(diào)，該值可設(shè)得很低(可小于1.25V)；可容易制成大功率器件，正反向電流都可以很大(可達數(shù)安培)；在穩(wěn)壓值臨界附近，電流曲線非常陡峭，正向電壓降小很多；施加小于穩(wěn)壓值的電壓，漏電非常小；可以是由元器件組裝在PCB板上，也可以制成一個模塊電路，還可以把全部或大部分電路制成集成電路。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的電路圖；

圖3為本發(fā)明的電路之伏安特性圖；

圖4為保護電路在電池組充電時的電路示意圖；

圖5為保護電路在電池組放電時的電路示意圖；

圖6為保護電路的溫度補償表。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種電池組充放電保護器，它包括電壓取樣模塊，電壓基準(zhǔn)模塊，比較與放大模塊，驅(qū)動模塊，功率電流調(diào)整管，大功率肖特基續(xù)流二極管，報警模塊，它們組成系統(tǒng)與單元電池通過并聯(lián)的方式連接。

由圖2可以看出，所述電壓取樣模塊把電池的端電壓取樣分壓至比較器一端，電壓取樣模塊內(nèi)設(shè)有溫度補償電路，電壓基準(zhǔn)模塊提供基準(zhǔn)電壓至比較器的另一端，兩路電壓經(jīng)比較放大后，由驅(qū)動模塊器連接功率電流調(diào)整管。調(diào)整管集電極串聯(lián)功率電阻，它既可以分擔(dān)部分調(diào)整管的功率消耗，又提供作為狀態(tài)報警器的取樣電阻。

電壓取樣模塊內(nèi)設(shè)有溫度補償電路，溫度補償器件是PTC電阻或NTC電阻或半導(dǎo)體PN結(jié)

這一電路的組成和實現(xiàn)，實際上組成的高性能的功率齊納二極管，它與電池并聯(lián)連接，平時對被保護的電池幾乎無任何影響，充電時保證每一個單元電池充電時不會超過最大允許電壓。電池組中每個單元電池的充電電壓被鉗制在固定的安全值，電池充電過程中，如果某個電池充滿電達到了鉗位電壓，將旁路充電電流，電池組中的其他電池仍然可以繼續(xù)得到充電直至充滿。這樣即使長期反復(fù)充放電也不會使個別單元電池失衡失控。

大功率肖特基二極管11，提供大電流續(xù)流通道，防止蓄電池反極現(xiàn)象，在電池深放電過程中，單元電池性能參差不齊也不會被反充而極性顛倒。即使個別單元電池失效，電池組還能正常工作。

充電電壓鉗位安全值可根據(jù)不同電池類型調(diào)整設(shè)置，并有溫度補償功能。