[發明專利]鋰電池充電管理系統及方法

在審

• 申請號: 202011232823.9
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112271788A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 柳歡;柳國軍;馮林
• 申請（專利權）人: 武漢度美迪新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發明公開了鋰電池充電管理系統，包括電源電路、開關電路、數據采集電路、控制電路和鋰電池，電源電路與控制電路連接，控制電路與開關電路連接，開關電路與鋰電池連接，控制電路和鋰電池連接至數據采集電路，電源電路與開關電路的開關芯片連接，開關芯片包括第一場效應管和第一三極管，快恢復二極管和電感屬于開關電路，第一三極管的集電極連接至快恢復二極管，快恢復二極管與電感連接，電感連接至鋰電池，數據采集電路包括電流反饋電路和過流保護電路，電流反饋電路包括第二三極管，過流保護電路包括多個并聯的二極管組成的二極管組。本發明還提供了鋰電池充電管理方法，有效防止電路功耗過高，避免出現發熱損壞電路的問題，提高工作可靠性。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種鋰電池充電管理系統及方法。

背景技術

由于鋰電池體積小，能量密度高，無記憶效應，高電壓，自放電率低等優點，越來越多的電子設備，如手機，電動車，藍牙設備等開始采用鋰電池作為主電源。

鋰電池因能量密度高，在充放電過程中存在一定的風險，當鋰電池在過度充電狀態下，鋰電池的溫度升高后導致鋰電池內部的電解液分解產生氣體，使得鋰電池內部壓力增大而破裂以及著火。目前很多劣質的鋰電池充電管理系統設計不合理，會導致鋰電池處于過充狀態，從而發生危險，安全可靠性低。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種可以解決鋰電池過充、安全可靠性低的鋰電池充電管理系統及方法，具體采用以下技術方案來實現。

第一方面，本發明提供了一種鋰電池充電管理系統，包括電源電路、開關電路、數據采集電路、控制電路和鋰電池，所述電源電路與所述控制電路連接，所述控制電路與所述開關電路連接，所述開關電路與所述鋰電池連接，所述控制電路和所述鋰電池連接至所述數據采集電路；

所述電源電路包括交流輸入端、第一輸出端、第二輸出端和AC/DC轉換部，所述交流輸入端用于接入充電電源，所述第一輸出端與所述控制電路中的控制芯片連接，所述第二輸出端與所述開關電路中的開關芯片連接；

所述開關芯片包括第一場效應管和第一三極管，所述第一場效應管的柵極經由第一電阻與變壓器的副邊第一端連接，所述第一場效應管的源極經第二電阻與所述變壓器的副邊第二端連接，所述第一場效應管的漏極與所述第一三極管的基極連接，所述第一三極管的集電極連接至快恢復二極管，所述快恢復二極管與電感連接，所述電感連接至所述鋰電池，其中，所述變壓器、所述第一電阻和所述第二電阻屬于所述控制電路，所述快恢復二極管和所述電感屬于所述開關電路；

所述數據采集電路包括電流反饋電路和過流保護電路，所述電流反饋電路包括第二三極管、第三電阻、第四電阻和第五電阻，所述第二三極管的基極經過所述第三電阻與所述鋰電池連接，所述第二三極管的發射極經過所述第四電阻接地，所述第二三極管的集電極經過所述第五電阻與所述控制芯片連接，所述過流保護電路包括多個并聯的二極管組成的二極管組、第二場效應管和第六電阻，所述二極管組的陽極與所述控制芯片連接，所述二極管組的陰極與所述第二場效應管的源極連接，所述第二場效應管的漏極與所述鋰電池連接，所述第二場效應管經過所述第六電阻與所述控制芯片連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述電源電路包括交流直流轉換單元，所述交流直流轉換單元用于將所述交流輸入端接入充電電源產生的交流信號轉換為直流信號。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一輸出端用于輸出高電平，所述第二輸出端用于輸出低電平。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一場效應管為垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應晶體管，所述第二場效應管為耗盡型MOS管，所述第一三極管和所述第二三極管為NPN型三極管。

作為上述技術方案的進一步改進，所述二極管組包括四個TVS二極管，每個所述TVS二極管的擊穿電壓、飽和電流均不同，每個所述TVS二極管按照擊穿電壓的大小排列。