[發明專利]一種鋰電池預充電電路

有效

• 申請號: 201811510829.0
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109510274B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 陳洋;趙建東;劉俊玲;崔博;王寅虎;季維鴻;任波;魏秋瑾;鄭偉
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團工程技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明提供一種鋰電池預充電電路，為了解決鋰電池預充電電路的輸出精度問題，提高鋰電池使用壽命和預充電后的一致性。包括主控MCU、DA芯片、分流器、集成運放N2A、N2B、N3C、N1A、N1D、三極管Q2、可變增益放大器N4、充電MOS管Q1和6.5V直流電源；當電流反饋信號V4等于電流設定信號V3時，恒流環開始起作用，保證電池充電電流不超過設定值。當電池電壓信號V2等于電壓設定信號V1時，恒壓環開始起作用，保證電池充電電壓不超過設定值。由主控MCU調整Vref1和Vref3來修正運放電路及DA芯片的分辨率誤差造成的電壓設定值參數不準，從而高精度控制電池充電電壓和電池充電電流。

技術領域

本發明涉及鋰電池充放電設備技術領域，特別涉及一種鋰電池預充電電路。

背景技術

鋰電池因具有高能量密度、循環壽命高、無記憶效應、無污染等優點得到了廣泛的應用。由于鋰電池電學特性的原因，鋰電池需要預充電，預充電電路的精度、限流性能、可靠性影響著鋰電池的壽命。

發明內容

為了解決背景技術中所述問題，本發明提供一種鋰電池預充電電路，為了解決鋰電池預充電電路的輸出精度問題，提高鋰電池使用壽命和預充電后的一致性，預充電電路電壓、電流基準信號V1，V3分別由2路基準信號做減法得到。相比傳統電路單路基準信號控制大大提高了控制精度，進而保證了電池充電后一致性更高，提高了電池后期成組的使用壽命。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種鋰電池預充電電路，包括主控MCU、DA芯片、分流器、集成運放N2A、N2B、N3C、N1A、N1D、可變增益放大器N4、三極管Q2、充電MOS管Q1和6.5V直流電源；所述的鋰電池預充電電路的預充電過程如下：

(1)所述的主控MCU通過數據引腳連接DA芯片，根據充電電池的預充電電壓設定值通過DA芯片輸出Vref1、Vref2基準電壓值，Vref1、Vref2經過由集成運放N3C及電阻R11、R15組成的運放減法器計算得出充電電池的預充電電壓設定信號V1；

(2)所述的主控MCU還根據充電電池的預充電電流設定值通過DA芯片輸出Vref3、Vref4參數值，Vref3、Vref4經過由集成運放N2B及電阻R17、R16組成的運放減法器將Vref3、Vref4轉換成電流設定信號V3；

(3)集成運放N2A及電阻R4、R6、R1、R7組成的運放減法器的輸入端連接鋰電池的電壓兩端：V+、V-，將鋰電池的兩端電壓檢測值轉換成電壓反饋信號V2；

(4)鋰電池充電回路的電流依次經過分流器及可變增益放大器N4，將電流信號轉換成電流反饋信號V4；

(5)主控MCU的充電使能信號通過電阻R8、三極管Q2、二極管D1控制鋰電池的充電開關：充電MOS管Q1，當充電使能信號有效時，三極管Q2導通，從而使充電MOS管Q1導通，6.5V電源經過MOS管給鋰電池充電；

(6)電流設定信號V3及電流反饋信號V4分別輸入集成運放N1D的兩個輸入端，由集成運放N1D及二極管D3、電容C6組成電流環起到恒流作用，當電流反饋信號V4等于電流設定信號V3時，恒流環開始起作用通過控制MOS管Q1的GS電壓來實現電流恒定，保證電池充電電流不超過設定值；

(7)電壓設定信號V1及電壓反饋信號V2分別輸入集成運放N1A的兩個輸入端，由集成運放N1A及二極管D4、電容C1組成電壓環起到限壓得作用，當電池電壓信號V2等于電壓設定信號V1時，N1A運放、二極管D4組成的恒壓環開始起作用通過控制MOS管Q1的GS電壓來實現電壓恒定，保證電池充電電壓不超過設定值。