一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋰電池的充電管理，具體地是一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池充電管理電路，如CN201134695Y公開的“一種鋰電池充電管理電路”，缺點(diǎn)在于:I，僅提供一路鋰電池供電。2，電路較為復(fù)雜。3，采用可編程單片機(jī)作為管理中心，SP，需對(duì)充電電路進(jìn)行程序編程，增大技術(shù)應(yīng)用的難度。后，有業(yè)者提出利用專門的鋰電池充電管理集成芯片來(lái)代替可編程單片機(jī)，降低成本及技術(shù)難度。隨之，市面上出現(xiàn)了很多單路線性管理集成芯片，諸如，BQ2057，LTC4065，CN3051A及DT7115等，但仍未有效地解決單路供電的問(wèn)題。鑒于上述，亟待對(duì)鋰電池充電管理電路進(jìn)行改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中僅單路供電的問(wèn)題，提供一種新型的自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路，包含有，
[0005]電源輸入端VSYS;
[0006]第一充電輸出端BATl;
[0007]第二充電輸出端BAT2;
[0008]第一充電管理集成電路Ul，其系采用線性鋰電池充電管理芯片DT7115，第一充電管理集成電路Ul具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；以及，
[0009]第二充電管理集成電路U2，其系采用線性鋰電池充電管理芯片DT7115，第二充電管理集成電路U2具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；
[00?0]其中，電源輸入端VSYS分別接第七電阻R7的第一端、第五電阻R5的第一端、第一電容Cl的第一端、第一充電管理集成電路Ul的VCC端及CE端、第八電阻R8的第一端、第六電阻R6的第一端、第三電容C3的第一端和第二充電管理集成電路U2的VCC端及CE端，第七電阻R7的第二端分別接第一充電管理集成電路Ul的STDBY端及第二 P型MOSFET管Q2的柵極，第五電阻R5的第二端接第一二極管LEDl的第一端，第一二極管LEDl的第二端接第一充電管理集成電路Ul的CHRG端，第八電阻R8的第二端分別接第二充電管理集成電路U2的STDBY端及第一 P型MOSFET管Ql的柵極，第六電阻R6的第二端接第二二極管LED2的第一端，第二二極管LED2的第二端接第二充電管理集成電路U2的CHRG端;第一充電管理集成電路Ul的BAT端分別接第二電容C2的第一端及第一充電輸出端BATl，第二充電管理集成電路U2的BAT端分別接第四電容C4的第一端及第二充電輸出端BAT2，第一充電管理集成電路Ul的PROG端接第一 P型MOSFET管Ql的源極及第一電阻Rl的第一端，第一 P型MOSFET管Ql的漏極接第二電阻R2的第一端，第二充電管理集成電路U2的PROG端接第二 P型MOSFET管Q2的源極及第三電阻R3的第一端，第二 P型MOSFET管Q2的漏極接第四電阻R4的第一端，第一電阻Rl的第二端、第二電阻R2的第二端、第三電阻R3的第二端、第四電阻R4的第二端、第一電容Cl的第二端、第二電容C2的第二端、第三電容C3的第二端、第四電容C4的第二端、第一充電管理集成電路Ul的GND端及第二充電管理集成電路U2的GND端均接地。
[0011]作為一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路的優(yōu)選方案，第一電阻Rl的阻值、第二電阻R2的阻值、第三電阻R3的阻值及第四電阻R4的阻值均為2k歐，第五電阻R5的阻值、第六電阻R6的阻值、第七電阻R7的阻值、第八電阻R8的阻值為IK歐，第一電容Cl的容值、第二電容C2的容值、第三電容C3的容值及第四電容C4的容值均為10yF。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):利用兩塊線性鋰電池充電管理芯片，在僅增加少數(shù)外圍元器件的情況下，即可提供兩路鋰電池充電管理接口，每路單獨(dú)充電電流為IA，但兩路同時(shí)充電時(shí)，自動(dòng)調(diào)整為每路500mA，以確?？偟某潆婋娏鞑怀^(guò)系統(tǒng)供電能力，也不會(huì)在兩路間出現(xiàn)不平衡。
【附圖說(shuō)明】

[0013]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中芯片的外觀示意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例中芯片的典型應(yīng)用電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖中所示的是一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路，包含有，
[0019]電源輸入端VSYS;
[0020]第一充電輸出端BATl;
[0021]第二充電輸出端BAT2;
[0022]第一充電管理集成電路Ul，其系采用線性鋰電池充電管理芯片DT7115，第一充電管理集成電路Ul具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；以及，
[0023]第二充電管理集成電路U2，其系采用線性鋰電池充電管理芯片DT7115，第二充電管理集成電路U2具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端。
[0024]其中，電源輸入端VSYS分別接第七電阻R7的第一端、第五電阻R5的第一端、第一電容Cl的第一端、第一充電管理集成電路Ul的VCC端及CE端、第八電阻R8的第一端、第六電阻R6的第一端、第三電容C3的第一端和第二充電管理集成電路U2的VCC端及CE端，第七電阻R7的第二端分別接第一充電管理集成電路Ul的STDBY端及第二 P型MOSFET管Q2的柵極，第五電阻R5的第二端接第一二極管LEDl的第一端，第一二極管LEDl的第二端接第一充電管理集成電路Ul的CHRG端，第八電阻R8的第二端分別接第二充電管理集成電路U2的STDBY端及第一 P型MOSFET管Ql的柵極，第六電阻R6的第二端接第二二極管LED2的第一端，第二二極管LED2的第二端接第二充電管理集成電路U2的CHRG端;第一充電管理集成電路Ul的BAT端分別接第二電容C2的第一端及第一充電輸出端BATl，第二充電管理集成電路U2的BAT端分別接第四電容C4的第一端及第二充電輸出端BAT2，第一充電管理集成電路Ul的PROG端接第一 P型MOSFET管Ql的源極及第一電阻Rl的第一端，第一 P型MOSFET管Ql的漏極接第二電阻R2的第一端，第二充電管理集成電路U2的PROG端接第二 P型MOSFET管Q2的源極及第三電阻R3的第一端，第二 P型MOSFET管Q2的漏極接第四電阻R4的第一端，第一電阻Rl的第二端、第二電阻R2的第二端、第三電阻R3的第二端、第四電阻R4的第二端、第一電容Cl的第二端、第二電容C2的第二端、第三電容C3的第二端、第四電容C4的第二端、第一充電管理集成電路Ul的GND端及第二充電管理集成電路U2的GND端均接地。
[0025]又，第一電阻Rl的阻值、第二電阻R2的阻值、第三電阻R3的阻值及第四電阻R4的阻值均為2k歐，第五電阻R5的阻值、第六電阻R6的阻值、第七電阻R7的阻值、第八電阻R8的阻值為IK歐，第一電容Cl的容值、第二電容C2的容值、第三電容C3的容值及第四電容C4的容值均為1yF。
[0026]需要說(shuō)明的是，線性鋰電池充電管理芯片在市面上有較多款，很多公司都有在生產(chǎn)加工，諸如，802057丄1^4065，0似0514及0了7115，是常用的成本優(yōu)化的集成專用電路。本實(shí)施例采用的是道崇電子生產(chǎn)的DT7115，最大充電電流可達(dá)1.2A，最高工作電壓可達(dá)7V，其充電電流可由外部電阻設(shè)置。線性鋰電池充電管理芯片DT7115的引腳定義如圖2所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，典型應(yīng)用電路如圖4所示。鑒于該芯片為市售產(chǎn)品，技術(shù)已非常成熟，故對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再贅述。補(bǔ)充的是，本實(shí)施例還可以使用其他相類似的線性鋰電池充電管理芯片，諸如BQ2057，LTC4065，CN3051A。其中，TEMP端是鋰電池溫度檢測(cè)輸入腳，PROG端是充電電流設(shè)置腳，GND端為接地端，VCC端為電源輸入端，BAT端為充電輸出端，接鋰電池正極，STDBY端是充電完成指示燈端，CHRG端是正在充電指示燈端，CE端是芯片使能端。線性鋰電池充電管理芯片DT7115的工作原理為:芯片內(nèi)部檢測(cè)BAT端的電壓VBAT，如果VBAT〈2.8V，則表示鋰電池處于深度放電狀態(tài)，必須用小電流進(jìn)行預(yù)充電，因此將BAT端的輸出電流IBAT調(diào)整為正常充電電流值C的1/10，即涓流充電；如果3.0V〈VBAT〈4.2V，則鋰電池可以用正常電流值C充電，因此將IBAT設(shè)置為C，此即恒流充電模式；當(dāng)VBAT接近4.2V時(shí)，芯片則轉(zhuǎn)入恒壓充電模式，即輸出電壓恒定，而輸入電流則由鋰電池本身決定。當(dāng)IBAT下降到正常充電值C的1/10時(shí)，充電過(guò)程終止。之后，隨著電池的使用或自放電，當(dāng)電池電壓降低到大約4.05V以下時(shí)，DT7115會(huì)再次啟動(dòng)充電過(guò)程。在沒(méi)有接電池時(shí)，外接的電容可視為電池的替代(也可以不接電容，這種情況下完全靠寄生電容的作用)，但與真正的鋰電池特性并不相同，充電、放電過(guò)程非?？?，所以可以看到BAT腳電壓在4.1V左右至4.4V左右之間來(lái)回?cái)[動(dòng)(本質(zhì)上是充電一放電一再充電的循環(huán))。充電電流是通過(guò)PROG端來(lái)設(shè)置的。PROG端的電壓固定為1V，DT7115內(nèi)部設(shè)定BAT腳的充電電流是PROG腳流出電流的1000倍，因此充電電流IBAT=1000*IPR0G=1000*VPR0G/RPR0G=1000/RPR0G。比如，當(dāng)PROG腳的電阻為 1ΚΩ 時(shí)，充電電流即為1A。
[0027]CHRG端和STDBY端都是開漏輸出結(jié)構(gòu)。在充電時(shí)，CHRG端輸出為低，所以CHRG端外接燈會(huì)點(diǎn)亮;充電完成后，CHRG端懸置，STDBY端輸出為低，所以STDBY端外接燈會(huì)點(diǎn)亮。在沒(méi)有鋰電池時(shí)，其效果等效于非常快速的充電一充滿停止一再充電一再充滿停止的循環(huán)過(guò)程，因此CHRG端會(huì)快速閃爍，其頻率和BAT端的電容大小有關(guān);STDBY端情況也類似，但內(nèi)部設(shè)計(jì)使其閃爍頻率比CHRG端低很多，當(dāng)BAT端的電容超過(guò)4.7uF時(shí)，STDBY端的輸出即為常低。
[0028]不難看出，與DT7115的典型應(yīng)用電路相比，本實(shí)施例中，每一路只增加了I顆P型MOSFET晶體管和I顆2ΚΩ的電阻，完全不再需要任何附加的平衡、分配或管理電路，可謂非常簡(jiǎn)潔。下面詳細(xì)結(jié)合圖1描述本實(shí)施例的工作原理。任意一路正在充電時(shí)，這一路的STDBY端輸出為高，以第一充電管理集成電路Ul說(shuō)明，當(dāng)?shù)谝怀潆姽芾砑呻娐稶l正在充電時(shí)，第一充電管理集成電路Ul的STDBY端通過(guò)第七電阻R7上拉到VSYS輸出為高，由此對(duì)應(yīng)的第二 P型MOSFET管Q2的柵極為高，則第二P型MOSFET管Q2關(guān)閉。由于第二充電管理集成電路U2的PROG腳電阻阻值為2ΚΩ，因此U2的充電電流即為IBAT2=1000/2K=0.5A。同樣，若第二充電管理集成電路U2正在充電，則第二充電管理集成電路U2的STDBY端也為高，Ql也關(guān)閉，因此第一充電管理集成電路Ul的充電電流也為0.5A。假設(shè)任一路已經(jīng)完成充電，或者未接入待充電設(shè)備，仍以Ul為說(shuō)明，則其STDBY端輸出為低，相應(yīng)地第二P型MOSFET管Q2導(dǎo)通，則第二充電管理集成電路U2的PROG腳電阻阻值為兩顆2ΚΩ并聯(lián)，即等效為1ΚΩ，故其充電電流即為IA0
[0029]本實(shí)施例的特點(diǎn)是:
[0030]1.利用兩塊線性鋰電池充電管理芯片，在僅增加少數(shù)外圍元器件的情況下，即可提供兩路鋰電池充電管理接口，每路單獨(dú)充電電流為1A，但兩路同時(shí)充電時(shí)，自動(dòng)調(diào)整為每路500mA，以確?？偟某潆婋娏鞑怀^(guò)系統(tǒng)供電能力，也不會(huì)在兩路間出現(xiàn)不平衡。
[0031]2.由于使用DT7115，先天具備了鋰電池充電管理的功能，無(wú)需另外編程。
[0032]3.根據(jù)應(yīng)用需要，充滿電壓既可以是4.2V，也可以是如4.35V等其他電壓值，只要選取相應(yīng)電壓值的DT7115即可。
[0033]4.可以對(duì)鋰電池的溫度實(shí)施監(jiān)控，在溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)停止充電。
[0034]5.在不充電時(shí)，自身功耗很低，不足10uA。
[0035]6.先天具有防止鋰電池倒灌電流的功能。
[0036]7.先天具有溫度調(diào)節(jié)功能，在環(huán)境溫度較高時(shí)自動(dòng)降低充電電流。
[0037]8.先天具有過(guò)溫保護(hù)等其他功能。
[0038]以上僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路，其特征在于，包含有， 電源輸入端VSYS; 第一充電輸出端BATl; 第二充電輸出端BAT2; 第一充電管理集成電路Ul，其系采用線性鋰電池充電管理芯片DT7115，第一充電管理集成電路Ul具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端；以及， 第二充電管理集成電路U2，其系采用線性鋰電池充電管理芯片DT7115，第二充電管理集成電路U2具有TEMP端、PROG端、GND端、VCC端、CE端、CHRG端、STDBY端及BAT端； 其中，電源輸入端VSYS分別接第七電阻R7的第一端、第五電阻R5的第一端、第一電容Cl的第一端、第一充電管理集成電路Ul的VCC端及CE端、第八電阻R8的第一端、第六電阻R6的第一端、第三電容C3的第一端和第二充電管理集成電路U2的VCC端及CE端，第七電阻R7的第二端分別接第一充電管理集成電路Ul的STDBY端及第二 P型MOSFET管Q2的柵極，第五電阻R5的第二端接第一二極管LEDl的第一端，第一二極管LEDl的第二端接第一充電管理集成電路Ul的CHRG端，第八電阻R8的第二端分別接第二充電管理集成電路U2的STDBY端及第一 P型MOSFET管Ql的柵極，第六電阻R6的第二端接第二二極管LED2的第一端，第二二極管LED2的第二端接第二充電管理集成電路U2的CHRG端;第一充電管理集成電路Ul的BAT端分別接第二電容C2的第一端及第一充電輸出端BATl，第二充電管理集成電路U2的BAT端分別接第四電容C4的第一端及第二充電輸出端BAT2，第一充電管理集成電路Ul的PROG端接第一 P型MOSFET管Ql的源極及第一電阻Rl的第一端，第一 P型MOSFET管Ql的漏極接第二電阻R2的第一端，第二充電管理集成電路U2的PROG端接第二 P型MOSFET管Q2的源極及第三電阻R3的第一端，第二 P型MOSFET管Q2的漏極接第四電阻R4的第一端，第一電阻Rl的第二端、第二電阻R2的第二端、第三電阻R3的第二端、第四電阻R4的第二端、第一電容Cl的第二端、第二電容C2的第二端、第三電容C3的第二端、第四電容C4的第二端、第一充電管理集成電路Ul的GND端及第二充電管理集成電路U2的GND端均接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路，其特征在于，第一電阻Rl的阻值、第二電阻R2的阻值、第三電阻R3的阻值及第四電阻R4的阻值均為2k歐，第五電阻R5的阻值、第六電阻R6的阻值、第七電阻R7的阻值、第八電阻R8的阻值為IK歐，第一電容Cl的容值、第二電容C2的容值、第三電容C3的容值及第四電容C4的容值均為10yF。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)平衡的雙路鋰電池充電管理電路，主要由電源輸入端VSYS、第一充電輸出端BAT1、第二充電輸出端BAT2、第一充電管理集成電路U1及第二充電管理集成電路U2組成。第一充電管理集成電路U1及第二充電管理集成電路U2均采用線性鋰電池充電管理芯片DT7115。利用兩塊線性鋰電池充電管理芯片，在僅增加少數(shù)外圍元器件的情況下，即可提供兩路鋰電池充電管理接口，每路單獨(dú)充電電流為1A，但兩路同時(shí)充電時(shí)，自動(dòng)調(diào)整為每路500mA，以確?？偟某潆婋娏鞑怀^(guò)系統(tǒng)供電能力，也不會(huì)在兩路間出現(xiàn)不平衡。
【IPC分類】H01M10/48, H02J7/00, H01M10/42
【公開號(hào)】CN205385323
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620150062
【發(fā)明人】張益銘, 談毅平
【申請(qǐng)人】上海芯強(qiáng)微電子股份有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2016年2月29日