專利名稱：一種浮充保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種浮充保護電路，特別是一種能有效解決浮充過程中電池鼓氣的浮充保護電路。
背景技術：
常規(guī)鋰離子電池在浮充過程中，由于過壓，會造成軟包鋰離子電池發(fā)生鼓氣現(xiàn)象。 現(xiàn)行條件下，為了克服軟包鋰電池充電鼓氣現(xiàn)象，一般省去浮充這一步驟，把充電限制電壓設得較低，這樣就會會造成電池容量偏低，大多數(shù)客戶不接受這種應用。如把充電限制電壓設得較高，這樣就會一直以小電流對電池進行充電，使電池電壓長時間保持在較高電壓下， 這個電壓保持的時間稍長就會造成電池的鼓氣，使電池的使用壽命縮短，嚴重還會損害充電設備及相關器件，對用戶的人聲安全帶來了隱患。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種浮充保護電路，特別是一種能有效解決浮充過程中電池鼓氣的浮充保護電路。本實用新型解決其問題所采用的技術方案是一種浮充保護電路，包括用于控制電池充電過程的充電保護模塊、用于調(diào)節(jié)存放電壓的放電保護模塊，所述充電保護模塊的檢測接口與電池的正、負極相連，充電保護模塊與電池正極相連的接口還與充放電電路的正極相連，電池的負極通過充電保護模塊與充放電電路的負極相連；放電保護模塊的檢測接口與電池的正、負極相連。進一步，所述充電保護模塊包括充電控制單元和充放電控制開關，所述充電控制單元的正、負檢測接口分別與電池的正負極相連，充放電控制開關分別與充電控制單元的控制端、電池負極和充放電電路的負極相連。充電控制單元主要用于控制充放電控制開關對充電回路進行控制，當充電控制單元通過檢測電池電壓獲知電池為過充狀態(tài)時，充電控制單元通過控制充電控制開關斷開充電回路，停止對電池的繼續(xù)充電，防止電池被沖高、影響電池壽命。進一步，所述放電保護模塊包括放電控制單元和放電開關電路，放電保護模塊的正、負檢測接口分別與電池的正負極相連，放電開關電路分別與放電控制單元、電池負極和電池正極相連。放電控制單元主要用于檢測電池電壓，并根據(jù)所檢測到相應的電壓控制放電開關電路對電池進行放電，讓電池電壓保持在適合存儲的電壓，防止電池電壓過高而影響電視的使用壽命、防止電池因為長時間處于高電壓狀態(tài)下而鼓氣。進一步，所述充放電控制開關包括充電執(zhí)行開關，所述充電執(zhí)行開關的開關控制端與充電控制單元相連、開關接口分別與電池負極和充放電電路的負極相連。當電池電壓處于過充狀態(tài)時，充電控制單元控制充電執(zhí)行開關斷開充電回路，進而對電池進行保護。進一步，所述充放電控制開關還包括放電執(zhí)行開關，所述放電執(zhí)行開關的開關控制端與充電控制單元相連，開關的兩個接口分別與充電執(zhí)行開關和充放電電路的負極相連。當充電控制單元控制充電執(zhí)行開關斷開充電回路后，電池停止充電，電池通過放電保護模塊進行放電并維持在適合存放的電壓，但這是電池仍然能通過寄生二極管對負載繼續(xù)放電，通過放電執(zhí)行開關可進一步限制電池對負載放電，減緩了電池放電的速度，減少了電路對電池頻繁的充放電，不僅減輕了電路的負擔，而且還增加了電池的壽命。優(yōu)選地，所述充電執(zhí)行開關包括場效應管和二極管，所述場效應管的柵極與充電控制單元相應的控制端口相連，源極與電池的負極相連，漏極與充放電電路的負極或放電電路相連；所述二極管的正極與漏極相連，負極與源極相連；充電時，充電控制單元向柵極輸出高電平，漏極和源極導通，充電回路正常工作，當檢測到電池電壓為過充時，充電控制單元向柵極的輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剑O和源極斷開，從而停止對電池的充電，而并聯(lián)在漏極和源極上的二極管讓電池在停止充電時扔能通過二極管對負載進行放電操作。優(yōu)選地，所述放電執(zhí)行開關包括場效應管和二極管，所述場效應管的柵極與充電控制單元相應的控制端口相連，源極與充電執(zhí)行開關場效應管的漏極相連，電池的負極相連，漏極與充放電電路的負極相連，所述二極管的正極與漏極相連，負極與源極相連；充電控制單元通過對柵極G輸出高/低電平控制場效應管源極和漏極的導通/斷開，從而對電池的放電回路進行控制，并聯(lián)在漏極和源極上的二極管讓電池在停止放電時仍能通過二極管對電池進行充電。進一步，所述放電開關電路包括放電開關和放電負載，放電開關分別與放電負載、 放電控制單元和電池正極相連，電池負極通過放電負載與放電開關相連。當需要將電池電壓控制在安全、便于存放的范圍內(nèi)時，放電控制單元通過控制放電開關對放電電路進行控制，當放電開關導通時，電池通過放電負載進行放電，能將電池電壓迅速降到合適的范圍， 設計簡單且實用。優(yōu)選地，所述放電開關包括場效應管和二極管，所述場效應管的柵極與放電控制單元相應的控制端口相連，源極與放電負載相連，漏極與電池的正極相連，所述二極管的負極與漏極相連，正極與源極相連，當要對電池進行放電時，放電控制單元向柵極輸出高電平，讓場效應管漏極與源極導通，從而接通電池的正負極進行放電。進一步，所述充電控制單元包括充電控制芯片和充電檢測電容，所述充電控制芯片的正/負極檢測接口與充電檢測電容的正/負極相連。充電檢測電容可讓充電控制芯片所檢測到的電壓更加準確和穩(wěn)定。進一步，所述充電控制芯片采用R5402N204KD保護芯片，該芯片的VDD引腳與充電檢測電容的正極和通過電感Rl與電池的正極相連，VSS弓丨腳與電池的負極和充電檢測電容的負極相連，DOUT引腳與充電執(zhí)行開關場效應管的柵極相連，COUT引腳與放電執(zhí)行開關場效應管的柵極相連，V-引腳通過電感R2與充放電電路的負極相連；當電池電壓高于過充之規(guī)定值4. 175-4. 225V時，該充電控制芯片的DOUT引腳發(fā)出信號關斷充電執(zhí)行開關的場效應管，斷開充電回路，禁止電池被繼續(xù)充電，當充電控制芯片要控制電池自放電時，COUT引腳發(fā)出信號關斷放電執(zhí)行開關的場效應管，從而控制電池放電。進一步，所述放電控制單元包括放電控制芯片和放電檢測電容，所述放電控制芯片的正/負極檢測接口與放電檢測電容的正/負極相連。放電檢測電容可以讓放電控制芯片所檢測到的電壓更加準確和穩(wěn)定。進一步，所述放電控制芯片采用R5402N201KD保護芯片，其中該芯片的VDD引腳與充電檢測電容的正極和通過電感R3與電池的正極相連，VSS引腳和V-引腳與電池的負極相連，COUT引腳與放電開關場效應管的柵極G相連，當電池被充到3. 975-4. 025V時，放電控制芯片的COUT引腳發(fā)出導通場效應管信號，通過放電負載對電池進行放電，直到把電池電壓降到過充電恢復電壓3. . 85-3. 95V為止，充電器又可對電池重新進行充電，如此循環(huán)。本實用新型的有益效果是本實用新型采用的一種浮充保護電路，包括充電保護模塊、放電保護模塊。充電保護模塊用于控制充電電壓，可對電池進行充電、放電保護，防止電池電壓被充得太高，當電池電壓上升到過充電壓值時，充電保護模塊自動斷開充電回路， 防止電池充電電壓值過高，從而保證電池不被過充，放電保護模塊用于將電池電壓降到利于存放的電壓，當放電保護模塊檢測到電池電壓過高而不在使用時，該模塊主動放電將電池電壓降到利于存放的電壓，放電保護模塊的放電效果好，放電迅速，能將電池快速降到適當?shù)碾妷海@樣不僅解決了電池容量不夠的問題，而且保證了電池不會被充高，電池能在適合存放的電壓下保存，也解決了以往高電壓存放易導致電池鼓氣的問題，讓電池更加耐用， 不過因為電池過充而導致電池爆裂甚至爆炸，讓充電更加安全，保證了設備和用戶的安全， 大大地提高了社會經(jīng)濟效益。
以下結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型浮充保護電路的模塊框圖。圖2是本實用新型浮充保護電路的電路原理圖。
具體實施方式
參照圖1-圖2。本實用新型的一種浮充保護電路，包括用于控制電池充電過程的充電保護模塊1、用于調(diào)節(jié)存放電壓的放電保護模塊2，所述充電保護模塊1的檢測接口與電池的正、負極相連，充電保護模塊1與電池正極相連的接口還與充放電電路的正極相連， 電池的負極通過充電保護模塊1與充放電電路的負極相連；放電保護模塊2的檢測接口與電池的正、負極相連。充電保護模塊1用于控制充電電壓，可對電池進行充電、放電保護，防止電池電壓被充得太高，當電池電壓上升到過充電壓值時，充電保護模塊1自動斷開充電回路，防止電池充電電壓值過高，從而保證電池不被過充，放電保護模塊2用于將電池電壓降到利于存放的電壓，當放電保護模塊2檢測到電池電壓過高而不在使用時，該模塊主動放電將電池電壓降到利于存放的電壓，放電保護模塊2的放電效果好，放電迅速，能將電池快速降到適當?shù)碾妷?，這樣不僅解決了電池容量不夠的問題，而且保證了電池不會被充高， 電池能在適合存放的電壓下保存，也解決了以往高電壓存放易導致電池鼓氣的問題，讓電池更加耐用，不過因為電池過充而導致電池爆裂甚至爆炸，讓充電更加安全，保證了設備和用戶的安全，大大地提高了社會經(jīng)濟效益。進一步，所述充電保護模塊1包括充電控制單元11和充放電控制開關12，所述充電控制單元11的正、負檢測接口分別與電池的正負極相連，充放電控制開關12分別與充電控制單元11的控制端、電池負極和充放電電路的負極相連。充電控制單元11主要用于控制充放電控制開關12對充電回路進行控制，當充電控制單元11通過檢測電池電壓獲知電池為過充狀態(tài)時，充電控制單元11通過控制充電控制開關斷開充電回路，停止對電池的繼續(xù)充電，防止電池被沖高、影響電池壽命。進一步，所述放電保護模塊2包括放電控制單元21和放電開關電路22，放電保護模塊2的正、負檢測接口分別與電池的正負極相連，放電開關電路22分別與放電控制單元 21、電池負極和電池正極相連。放電控制單元21主要用于檢測電池電壓，并根據(jù)所檢測到相應的電壓控制放電開關電路22對電池進行放電，讓電池電壓保持在適合存儲的電壓，防止電池電壓過高而影響電視的使用壽命、防止電池因為長時間處于高電壓狀態(tài)下而鼓氣。進一步，所述充放電控制開關12包括充電執(zhí)行開關121，所述充電執(zhí)行開關121的開關控制端與充電控制單元11相連、開關接口分別與電池負極和充放電電路的負極相連。 當電池電壓處于過充狀態(tài)時，充電控制單元11控制充電執(zhí)行開關121斷開充電回路，進而對電池進行保護。進一步，所述充放電控制開關12還包括放電執(zhí)行開關122，所述放電執(zhí)行開關122 的開關控制端與充電控制單元11相連，開關的兩個接口分別與充電執(zhí)行開關121和充放電電路的負極相連。當充電控制單元11控制充電執(zhí)行開關121斷開充電回路后，電池停止充電，電池通過放電保護模塊2進行放電并維持在適合存放的電壓，但這是電池仍然能通過寄生二極管對負載繼續(xù)放電，通過放電執(zhí)行開關122可進一步限制電池對負載放電，減緩了電池放電的速度，減少了電路對電池頻繁的充放電，不僅減輕了電路的負擔，而且還增加了電池的壽命。優(yōu)選地，所述充電執(zhí)行開關121包括場效應管Ql和二極管D1，所述場效應管Ql的柵極G與充電控制單元11相應的控制端口相連，源極S與電池的負極相連，漏極D與充放電電路的負極或放電電路相連；所述二極管Dl的正極與漏極D相連，負極與源極S相連；充電時，充電控制單元11向柵極G輸出高電平，漏極D和源極S導通，充電回路正常工作，當檢測到電池電壓為過充時，充電控制單元11向柵極G的輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，漏極D 和源極S斷開，從而停止對電池的充電，而并聯(lián)在漏極D和源極S上的二極管Dl讓電池在停止充電時扔能通過二極管Dl對負載進行放電操作。優(yōu)選地，所述放電執(zhí)行開關122包括場效應管Q2和二極管D2，所述場效應管Q2的柵極G與充電控制單元11相應的控制端口相連，源極S與充電執(zhí)行開關121場效應管Ql 的漏極D相連，電池的負極相連，漏極D與充放電電路的負極相連，所述二極管D2的正極與漏極D相連，負極與源極S相連；充電控制單元11通過對柵極G輸出高/低電平控制場效應管Q2源極S和漏極D的導通/斷開，從而對電池的放電回路進行控制，并聯(lián)在漏極D和源極S上的二極管D2讓電池在停止放電時仍能通過二極管D2對電池進行充電。進一步，所述放電開關電路22包括放電開關221和放電負載222，放電開關221分別與放電負載222、放電控制單元21和電池正極相連，電池負極通過放電負載222與放電開關221相連。當需要將電池電壓控制在安全、便于存放的范圍內(nèi)時，放電控制單元21通過控制放電開關221對放電電路進行控制，當放電開關221導通時，電池通過放電負載222進行放電，能將電池電壓迅速降到合適的范圍，設計簡單且實用。優(yōu)選地，所述放電開關221包括場效應管Q3和二極管D3，所述場效應管Q3的柵極G與放電控制單元21相應的控制端口相連，源極S與放電負載222相連，漏極D與電池的正極相連，所述二極管D3的負極與漏極D相連，正極與源極S相連，當要對電池進行放電時，放電控制單元21向柵極G輸出高電平，讓場效應管Q3漏極D與源極S導通，從而接通電池的正負極進行放電。 進一步，所述充電控制單元11包括充電控制芯片13和充電檢測電容，所述充電控制芯片13的正/負極檢測接口與充電檢測電容的正/負極相連。充電檢測電容可讓充電控制芯片13所檢測到的電壓更加準確和穩(wěn)定。進一步，所述充電控制芯片13采用RM02N204KD保護芯片，該芯片的VDD引腳與充電檢測電容的正極和通過電感Rl與電池的正極相連，VSS弓丨腳與電池的負極和充電檢測電容的負極相連，DOUT引腳與充電執(zhí)行開關121場效應管Ql的柵極相連，COUT引腳與放電執(zhí)行開關122場效應管Q2的柵極相連，V-引腳通過電感R2與充放電電路的負極相連；當電池電壓高于過充之規(guī)定值4. 175-4. 225V時，該充電控制芯片13的DOUT引腳發(fā)出信號關斷充電執(zhí)行開關121的場效應管Q1，斷開充電回路，禁止電池被繼續(xù)充電，當充電控制芯片 13要控制電池自放電時，COUT引腳發(fā)出信號關斷放電執(zhí)行開關122的場效應管Q2，從而控制電池放電。進一步，所述放電控制單元21包括放電控制芯片23和放電檢測電容，所述放電控制芯片23的正/負極檢測接口與放電檢測電容的正/負極相連。放電檢測電容可以讓放電控制芯片23所檢測到的電壓更加準確和穩(wěn)定。進一步，所述放電控制芯片23采用RM02N201KD保護芯片，其中該芯片的VDD引腳與充電檢測電容的正極和通過電感R3與電池的正極相連，VSS引腳和V-引腳與電池的負極相連，COUT引腳與放電開關221場效應管Q3的柵極G相連，當電池被充到3. 975-4. 025V 時，放電控制芯片23的COUT引腳發(fā)出導通場效應管Q3信號，通過放電負載222對電池進行放電，直到把電池電壓降到過充電恢復電壓3. . 85-3. 95V為止，充電器又可對電池重新進行充電，如此循環(huán)。以上所述，只是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型并不局限于上述實施方式，只要其以相同的手段達到本實用新型的技術效果，都應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種浮充保護電路，其特征在于包括用于控制電池充電過程的充電保護模塊(1)、 用于調(diào)節(jié)存放電壓的放電保護模塊(2)，所述充電保護模塊(1)的檢測接口與電池的正、負極相連，充電保護模塊(1)與電池正極相連的接口還與充放電電路的正極相連，電池的負極通過充電保護模塊(1)與充放電電路的負極相連；放電保護模塊(2)的檢測接口與電池的正、負極相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種浮充保護電路，其特征在于所述充電保護模塊(1)包括充電控制單元(11)和充放電控制開關(12)，所述充電控制單元(11)的正、負檢測接口分別與電池的正負極相連，充放電控制開關(12)分別與充電控制單元(11)的控制端、電池負極和充放電電路的負極相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種浮充保護電路，其特征在于所述放電保護模塊(2) 包括放電控制單元(21)和放電開關電路(22)，放電保護模塊(2)的正、負檢測接口分別與電池的正負極相連，放電開關電路(22)分別與放電控制單元(21)、電池負極和電池正極相連。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種浮充保護電路，其特征在于所述充放電控制開關(12) 包括充電執(zhí)行開關(121)，所述充電執(zhí)行開關(121)的開關控制端與充電控制單元(11)相連、開關接口分別與電池負極和充放電電路的負極相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種浮充保護電路，其特征在于所述充放電控制開關(12) 還包括放電執(zhí)行開關(122)，所述放電執(zhí)行開關(122)的開關控制端與充電控制單元(11) 相連，開關的兩個接口分別與充電執(zhí)行開關(121)和充放電電路的負極相連。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種浮充保護電路，其特征在于所述放電開關電路(22)包括放電開關(221)和放電負載(222)，放電開關(221)分別與放電負載(222)、放電控制單元 (21)和電池正極相連，電池負極通過放電負載(222)與放電開關(221)相連。
7.根據(jù)權利要求根據(jù)權利要求2或4所述的一種浮充保護電路，其特征在于所述充電控制單元(11)包括充電控制芯片(13)和充電檢測電容，所述充電控制芯片(13)的正/ 負極檢測接口與充電檢測電容的正/負極相連。
8.根據(jù)權利要求根據(jù)權利要求3所述的一種浮充保護電路，其特征在于所述放電控制單元(21)包括放電控制芯片(23)和放電檢測電容，所述放電控制芯片(23)的正/負極檢測接口與放電檢測電容的正/負極相連。
專利摘要本實用新型公開了一種浮充保護電路，包括充電保護模塊、放電保護模塊。當電池電壓上升到過充電壓值時，充電保護模塊自動斷開充電回路，防止電池充電電壓值過高，從而保證電池不被過充，當放電保護模塊檢測到電池電壓過高而不在使用時，該模塊主動放電將電池電壓降到利于存放的電壓，放電保護模塊的放電效果好，放電迅速，能將電池快速降到適當?shù)碾妷?，這樣不僅解決了電池容量不夠的問題，而且保證了電池不會被充高，電池能在適合存放的電壓下保存，也解決了以往高電壓存放易導致電池鼓氣的問題，讓電池更加耐用，不過因為電池過充而導致電池爆裂甚至爆炸，讓充電更加安全，保證了設備和用戶的安全，大大地提高了社會經(jīng)濟效益。
文檔編號H02H7/18GK202309041SQ20112044099
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權日2011年11月9日
發(fā)明者張茂林, 陳光森 申請人:佛山市順德區(qū)精進能源有限公司