專利名稱：過充電保護(hù)電路及使用該電路的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大容量、高功率動(dòng)カ鋰離子電池的過充電保護(hù)電路，以及使用該保護(hù)電路的電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池沒有記憶效應(yīng)，所以是理想的充電電池。其作為動(dòng)カ電池使用吋，往往需要將7至13節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用，以達(dá)到電動(dòng)機(jī)所需要的電壓。在用充電器對(duì)其充電吋，由于每節(jié)電池的品質(zhì)不可能完全一祥，一旦有ー節(jié)電池處于過充電狀態(tài)，就可能造成鋰離子從正極過度脫嵌，從而使電極間發(fā)生短路，不僅影響電池容量、壽命，而且容易造成電池爆裂、起火等極端現(xiàn)象。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的ー個(gè)目的在于提供ー種動(dòng)カ鋰離子電池的過充電保護(hù)電路，以解決多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用時(shí)，容易造成過充電損壞的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是過充電保護(hù)電路，包括輸入端口和電池單元，電池單元是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組；該過充電保護(hù)電路還包括在輸入端口和電池單元之間連接的充電控制開關(guān)，可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過充電電壓檢測(cè)部，根據(jù)所述過充電電壓檢測(cè)部的輸出信號(hào)控制充電控制開關(guān)通/斷的過充電邏輯控制部。上述過充電電壓檢測(cè)部包括連接在每ー節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每ー節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個(gè)差動(dòng)電路。上述過充電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動(dòng)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算的過充電邏輯電路和可將所述過充電邏輯電路輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器。上述充電控制開關(guān)由MOSFET管構(gòu)成。本實(shí)用新型的另ー個(gè)目的在于提供ー種使用上述過充電保護(hù)電路的電池。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是使用過充電保護(hù)電路的電池，具有過充電保護(hù)電路，其包括輸入端口和電池單元，電池單元是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組；該過充電保護(hù)電路還包括在輸入端口和電池單元之間連接的充電控制開關(guān)，可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過充電電壓檢測(cè)部，根據(jù)所述過充電電壓檢測(cè)部的輸出信號(hào)控制充電控制開關(guān)通/斷的過充電邏輯控制部。上述過充電電壓檢測(cè)部包括連接在每ー節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每ー節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個(gè)差動(dòng)電路。[0013]上述過充電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動(dòng)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算的過充電邏輯電路和可將所述過充電邏輯電路輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器。上述充電控制開關(guān)由MOSFET管構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果由于所述電池單元由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成，每節(jié)電池的正負(fù)極兩端分別連接有ー個(gè)差動(dòng)電路，每個(gè)差動(dòng)電路分別對(duì)單節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果分別輸入過充電邏輯控制部的過充電邏輯電路，過充電邏輯控制部的電壓比較器將所述過充電邏輯電路輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并將比較結(jié)果輸出到充電控制開關(guān)。當(dāng)每ー節(jié) 電池的實(shí)際電壓都低于設(shè)定的充電限制電壓時(shí)，差動(dòng)電路向過充電邏輯電路提供單節(jié)電池的實(shí)際電壓，這些實(shí)際電壓信號(hào)經(jīng)過過充電邏輯電路的運(yùn)算后輸出到電壓比較器，此時(shí)，輸入電壓比較器的電壓信號(hào)一定是ー個(gè)高于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓，所以電壓比較器將其與設(shè)定的低于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓比較后向充電控制開關(guān)發(fā)出高電平，充電控制開關(guān)導(dǎo)通，電池組正常充電；當(dāng)任何ー節(jié)電池的實(shí)際電壓高于設(shè)定的充電限制電壓時(shí)，相應(yīng)的差動(dòng)電路就會(huì)向過充電邏輯電路發(fā)出低電平，過充電邏輯電路經(jīng)過運(yùn)算和電壓比較器比較后，則向充電控制開關(guān)發(fā)出低電平，斷開充電電路，停止充電，從而在電池組充電過程中，任何ー節(jié)電池都不會(huì)受到過充電的損壞。

圖I是過充電保護(hù)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I圖I示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中動(dòng)カ鋰離子電池的過充電保護(hù)電路I的大
致結(jié)構(gòu)。過充電保護(hù)電路具有作為輸入端ロ的正極端子102和負(fù)極端子103，充電時(shí)，其分別與充電器的正極和負(fù)極連接，電池單元101是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組。充電控制開關(guān)104由MOSFET管構(gòu)成，充電控制開關(guān)104連接在電池單元101的負(fù)極與負(fù)極端子103之間。在所述每ー節(jié)電池的正負(fù)極兩端連接有一個(gè)可將每節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的放電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個(gè)差動(dòng)電路11，差動(dòng)電路11的數(shù)量與所述鋰離子充電電池?cái)?shù)量相應(yīng)。所有這些差動(dòng)電路11的比較結(jié)果分別輸入過充電邏輯電路12，過充電邏輯電路12的輸出端連接ー個(gè)電壓比較器13，電壓比較器13可以將過充電邏輯電路12輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較，這個(gè)電壓可以人為調(diào)節(jié)。電壓比較器13的輸出端與作為充電控制開關(guān)104使用的MOSFET管的柵極連接。所有這些差動(dòng)電路11構(gòu)成了過充電保護(hù)電路I的過充電電壓檢測(cè)部分，過充電邏輯電路12和電壓比較器13構(gòu)成了過充電保護(hù)電路I的過充電邏輯控制部分。由于所述電池單元101由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成，每節(jié)電池的正負(fù)極兩端分別連接有ー個(gè)差動(dòng)電路11，每個(gè)差動(dòng)電路11分別對(duì)單節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果分別輸入過充電邏輯電路12，電壓比較器13將所述過充電邏輯電路輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路12輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并將比較結(jié)果輸出到充電控制開關(guān)104。當(dāng)每ー節(jié)電池的實(shí)際電壓都低于設(shè)定的充電限制電壓時(shí)，相應(yīng)的差動(dòng)電路11向過充電邏輯電路12提供單節(jié)電池的實(shí)際電壓，這些實(shí)際電壓信號(hào)經(jīng)過過充電邏輯電路12的運(yùn)算后輸出到電壓比較器13，此時(shí)，輸入電壓比較器13的電壓信號(hào)一定是ー個(gè)高于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓,所以電壓比較器13將其與設(shè)定的低于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓比較后向充電控制開關(guān)104發(fā)出高電平，充電控制開關(guān)104導(dǎo)通，電池組正常充電。當(dāng)任何一節(jié)電池的實(shí)際電壓高于設(shè)定的充電限制電壓時(shí)，相應(yīng)的差動(dòng)電路11就會(huì)向過充電邏輯電路12發(fā)出低電平，過充電邏輯電路12經(jīng)過運(yùn)算和電壓比較器13比較后，則向充電控制開關(guān)104發(fā)出低電平，斷開充電電路，停止充電，從而在電池組充電過程中，任何一節(jié)電池都不會(huì)受到過充電的損壞。[0022]該過充電保護(hù)電路特別適合由四節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)而成的動(dòng)カ電池使用。實(shí)施例2結(jié)合圖I，使用過充電保護(hù)電路的電池，其過充電保護(hù)電路具有輸入端ロ正極端子102和負(fù)極端子103，充電時(shí)，其分別與充電器的正極和負(fù)極連接，電池單元101是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組。充電控制開關(guān)104由MOSFET管構(gòu)成，充電控制開關(guān)104連接在電池單元101的負(fù)極與負(fù)極端子103之間。在所述每ー節(jié)電池的正負(fù)極兩端連接有ー個(gè)可將每節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的放電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個(gè)差動(dòng)電路11，差動(dòng)電路11的數(shù)量與所述鋰離子充電電池?cái)?shù)量相應(yīng)。所有這些差動(dòng)電路11的比較結(jié)果分別輸入過充電邏輯電路12，過充電邏輯電路12的輸出端連接ー個(gè)電壓比較器13，電壓比較器13可以將過充電邏輯電路12輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較，這個(gè)電壓可以人為調(diào)節(jié)。電壓比較器13的輸出端與作為充電控制開關(guān)104使用的MOSFET管的柵極連接。所有這些差動(dòng)電路11構(gòu)成了過充電保護(hù)電路I的過充電電壓檢測(cè)部分，過充電邏輯電路12和電壓比較器13構(gòu)成了過充電保護(hù)電路I的過充電邏輯控制部分。當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.過充電保護(hù)電路,包括輸入端口和電池單元，電池單元是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組；其特征在于所述過充電保護(hù)電路還包括在輸入端口和電池單元之間連接的充電控制開關(guān)，可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過充電電壓檢測(cè)部，根據(jù)所述過充電電壓檢測(cè)部的輸出信號(hào)控制充電控制開關(guān)通/斷的過充電邏輯控制部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過充電保護(hù)電路，其特征在于所述過充電電壓檢測(cè)部包括連接在每ー節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每ー節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個(gè)差動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過充電保護(hù)電路，其特征在于所述過充電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動(dòng)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算的過充電邏輯電路和可將所述過充電邏輯電路輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的過充電保護(hù)電路，其特征在于所述充電控制開關(guān)由MOSFET管構(gòu)成。
5.使用過充電保護(hù)電路的電池，具有過充電保護(hù)電路，其特征在于所述過充電保護(hù)電路包括輸入端口和電池單元，電池單元是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組；該過充電保護(hù)電路還包括在輸入端口和電池單元之間連接的充電控制開關(guān)，可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過充電電壓檢測(cè)部，根據(jù)所述過充電電壓檢測(cè)部的輸出信號(hào)控制充電控制開關(guān)通/斷的過充電邏輯控制部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的使用過充電保護(hù)電路的電池，其特征在于所述過充電電壓檢測(cè)部包括連接在每ー節(jié)電池的正負(fù)極兩端、可將每ー節(jié)電池的實(shí)際電壓與設(shè)定的該節(jié)電池的充電限制電壓進(jìn)行比較并分別輸出比較結(jié)果的多個(gè)差動(dòng)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用過充電保護(hù)電路的電池，其特征在于所述過充電邏輯控制部包括可根據(jù)所述這些差動(dòng)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算的過充電邏輯電路和可將所述過充電邏輯電路輸出的電壓信號(hào)與一個(gè)設(shè)定的相當(dāng)于過充電邏輯電路輸出的低電平的電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的電壓比較器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的使用過充電保護(hù)電路的電池，其特征在于所述充電控制開關(guān)由MOSFET管構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種過充電保護(hù)電路及使用該電路的電池，兩者均包括輸入端口和電池單元，電池單元是由多節(jié)鋰離子充電電池串聯(lián)而成的電池組。該過充電保護(hù)電路還包括在輸入端口和電池單元之間連接的充電控制開關(guān)，可將電池的電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果的過充電電壓檢測(cè)部，根據(jù)所述過充電電壓檢測(cè)部的輸出信號(hào)控制充電控制開關(guān)通/斷的過充電邏輯控制部。當(dāng)任何一節(jié)電池的電壓高于設(shè)定的充電限制電壓時(shí)，該過充電保護(hù)電路能自動(dòng)斷開充電電路，停止充電，從而在多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)充電過程中，任何一節(jié)電池都不會(huì)受到過充電的損壞。
文檔編號(hào)H02H7/18GK202405767SQ20112055552
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者劉振華, 王波 申請(qǐng)人:青島海霸能源集團(tuán)有限公司