[發明專利]一種鋰電池保護電路設計方法

在審

• 申請號: 201711397271.5
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107887888A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 付承艷;金瑞雪;李承金
• 申請（專利權）人: 云南聚誠科技有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鋰電池保護技術領域，具體為一種鋰電池保護電路設計方法。

背景技術

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池，由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高，所以，鋰電池長期沒有得到應用，隨著科學技術的發展，現在鋰電池已經成為了主流。

近年來，便攜式電子產品的迅猛發展促進了電池技術的更新換代，鋰離子電池由于其具有高能量密度、長壽命、低自放電率、無污染等特性，迅速成為市場的主流電池產品。

為了防止電池出現過充電或過放電狀態、保證電池的安全性能和避免出現電池特性惡化現象，必須在鋰離子電池組中安裝保護電路，為此目前國外很多芯片公司研制出分別適用于一至四只串聯數的鋰離子電池保護芯片，其功能完善，電路結構簡單，在很多電池保護電路中獲得廣泛應用，但是對多串聯數（如七至十只單體串聯的電池組），如果采取目前市面上的集成電路芯片來制作保護電路，存在保護電路功能比較單一，使用上不夠靈活的缺點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種鋰電池保護電路設計方法，解決了目前市面上的集成電路芯片來制作保護電路，存在保護電路功能比較單一，使用上不夠靈活的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種鋰電池保護電路設計方法，包括中央處理器，所述中央處理器的輸入端分別與七路電壓變換電路和電源電路的輸出端電性連接，并且七路電壓變換電路與直流電源電性連接，所述電源電路分別與直流電源和PTC電阻連接，并且PTC電阻與正極可調基極偏置電源電性連接，所述中央處理器的過充電控制端與第一金氧半場效晶體管連接，并且中央處理器的過放電控制端與第二金氧半場效晶體管連接，所述第一金氧半場效晶體管分別與直流電源和第二金氧半場效晶體管電性連接，并且第二金氧半場效晶體管與負極可調基極偏置電源電性連接。

優選的，所述所述第一金氧半場效晶體管的兩端均與第一二極管的兩端電路連接，并且第二金氧半場效晶體管的兩端均與第二二極管的兩端電路連接。

優選的，所述七路電壓變換電路包括第一壓變換電路、第二壓變換電路、第三壓變換電路、第四壓變換電路、第五壓變換電路、第六壓變換電路和第七壓變換電路，并且第一壓變換電路、第二壓變換電路、第三壓變換電路、第四壓變換電路、第五壓變換電路、第六壓變換電路和第七壓變換電路均與中央處理器連接。

優選的，所述本發明鋰電池保護電路，包括如下電路設計方法：

七路單體電池電壓經七路電壓變換電路轉換為對地的電壓后送入中央處理器的I/O口，經過中央處理器內部變換后，電壓與過壓、欠壓門限值比較，比較結果再經過故障邏輯判斷，如果各單體電池的電壓均在過壓值以下，欠壓門限值以上，輸出驅動信號，使過充電、過放電控制電源電路導通，電池組正常充放電，如果任意一個單體電池的電壓高于過充電門限值，輸出信號使充電控制電源電路關斷，電池組停止充電工作。如果任意一個單體電池的電壓低于過放電保護門限值，輸出信號使放電控制電源電路關斷，電池組停止放電工作。過電流時，PTC電阻高阻，切斷電路。

優選的，所述本發明鋰電池保護電路，包括如下軟件設計方法：

保護電路上電后，中央處理器先進行初始化，然后對A/D通道進行掃描檢測，使用Timer0計數器作為時鐘，由內部時鐘源經過1/16分頻后獲得，即時鐘周期為16μs中央處理器芯片時鐘頻率為4MHz，1/4分頻后得到內部時鐘源為1MHz；再由軟件設置Timer0的計數，250個時鐘周期溢出一次，從而達到延時4ms的要求；軟件內部再由軟件檢測的方法，計數25次得到100ms的計時；程序使用此計時作為工作時間間隔，每100ms完成一次通道掃描，檢測一個電池的電壓，0.7s完成一次全通道掃描；Timer0采用溢出中斷，A/D轉換以及電壓工作范圍判斷都在中斷程序內完成；A/D模塊設置為8通道模擬輸入工作方式，采用查詢的方式來判斷A/D是否完成，主程序大部分時間處于等待狀態，根據 A/D取樣結果，判斷是否過充電或者過放電，并控制MOS管的開通和關斷。

本發明提供了一種鋰電池保護電路設計方法。具備以下有益效果：