一种锂电充放电管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居、办公以及医疗护理床的锂电应用领域，尤其涉及一种锂电充放电管理系统。


背景技术：

2.随着人民生活水平提高，人们对于电动沙发座椅、升降办公桌、医疗护理床等线性驱动系统产品的供电电源选择要求与越来越高。除了常规交流转直流的开关电源外，还需要电池包作为应急备用电源满足日常生活工作需求。由于锂电池包的优良特性众多，使得其已在电动沙发座椅、升降办公桌、医疗护理床的领域广泛应用。
3.当前锂电池包主要分为两类：一类是专用锂电充电器给电池包充电，电池包输出给系统供电；另一类是专用开关电源给电池包充电，开关电源与电池包同时给系统供电。
4.针对专用开关电源给电池包充电这一类，当前技术是电池包可同时充放电，属于不可靠应用。因此设计一种可靠的锂电充放电管理系统是很有必要的。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可靠的锂电充放电管理系统。
6.实现本实用新型目的的技术方案是：一种锂电充放电管理系统，具有信号处理模块；还包括dc
‑
dc充电模块、电池放电模块以及开关电源放电模块；所述dc
‑
dc充电模块、电池放电模块以及开关电源放电模块与信号处理模块电连接。
7.进一步地，所述信号处理模块选用sh88f2051al/016lu芯片。
8.进一步地，所述sh88f2051al/016lu芯片的9号引脚、12号引脚以及15号引脚与dc
‑
dc充电模块连接；所述sh88f2051al/016lu芯片的4号引脚和5号引脚与电池放电模块连接；所述sh88f2051al/016lu芯片的2号引脚与开关电源放电模块连接。
9.进一步地，所述sh88f2051al/016lu芯片的1号引脚和13号引脚还外接led发光二极管电路。
10.进一步地，所述sh88f2051al/016lu芯片的11号引脚外接buzzer蜂鸣器电路。
11.进一步地，所述dc
‑
dc充电模块选用xl4301芯片。
12.进一步地，所述xl4301芯片的8号引脚一路通过f2熔断器连接到vin，一路通过chager_ad1支路连接到信号处理模块，一路通过两个并联电容和d14二极管接gnd；所述vin端和gnd端之间连接d3二极管；所述xl4301芯片的3号引脚通过二极管d14从正到负接gnd；所述xl4301芯片的2号引脚一路通过l1电感、q13mos管以及d5二极管连接到pack ；所述q13mos管的2号引脚外接有charge_ad支路并通过charge_ad支路连接到信号处理模块；所述q13mos管的1号引脚通过charge_sw支路连接到信号处理单元；所述xl4301芯片的3号引脚通过rcs3电阻接gnd1，xl4301芯片的5号引脚接gnd1。
13.进一步地，所述开关电源放电模块包括q11mos管；所述q11mos管的1号引脚通过
q15三极管与信号处理模块连接，q11mos管的2号引脚接gnd；所述q11mos管的3号引脚通过cn4连接到负载的负端，负载的正端连接到d13二极管的负极，d13二极管的正极接负载的负端；所述负载的正端和d13二极管的负极的连接端为vout ；所述q11mos管的1号引脚通过r46电阻连接到vin，vin和vout 还连接有d11二极管。
14.进一步地，所述电池放电模块包括q1mos管、q2mos管、q3mos管、q8mos管以及q10mos管；所述q2mos管的3号引脚通过r21电阻与q1mos管和q3mos管的3号引脚连接；所述q1mos管的1号引脚、q2mos管的2号引脚、q3mos管的1号引脚与锂电池pack保护芯片连接；所述锂电池pack保护芯片与电池组相连；所述电池组的1、3、4号引脚接bgnd，q1mos管的2号引脚通过rcs1电阻接bgnd；所述q3mos管的2号引脚接gnd1；所述q8mos管的1号引脚通过电阻连接到信号处理模块，2号引脚通过rcs2接gnd1，q8mos管的3号引脚与q10mos管的2号引脚连接；所述q8mos管的2号引脚和3号引脚之间连接有r42电阻；所述q10mos管的1号引脚和2号引脚通过q14三极管连接到信号处理模块；所述q10mos管的3号引脚通过d13二极管到vout 。
15.采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：本实用新型dc
‑
dc充电模块与开关电源放电模块之间连接的d14二极管，信号模块控制q10mos与q11mos不会有同时开启的情况，可保证开关电源放电模块的放电与电池组放电有效隔离；即充电时，电池组不可放电，仅开关电源放电模块输出供电；开关电源放电模块不供电时，电池组才可输出供电；此外本实用新型还可实现电池组充电与放电隔离，确保充放电安全进行。
附图说明
16.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
17.图1为本实用新型的整体框图；
18.图2为本实用新型的信号处理模块电路图；
19.图3为本实用新型的dc
‑
dc充电模块电路图；
20.图4为本实用新型的电池放电模块和开关电源放电模块电路图。
具体实施方式
21.见图1，本实用新型具有信号处理模块；还包括dc
‑
dc充电模块、电池放电模块以及开关电源放电模块；dc
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dc充电模块、电池放电模块以及开关电源放电模块与信号处理模块电连接。
22.见图2，本实施例中更具体地，信号处理模块选用sh88f2051al/016lu芯片。
23.见图2，本实施例中更具体地，sh88f2051al/016lu芯片的9号引脚、12号引脚以及15号引脚与dc
‑
dc充电模块连接；sh88f2051al/016lu芯片的4号引脚和5号引脚与电池放电模块连接；sh88f2051al/016lu芯片的2号引脚与开关电源放电模块连接。
24.本实施例中更具体地，sh88f2051al/016lu芯片的1号引脚和13号引脚还外接led发光二极管电路。
25.本实施例中更具体地，sh88f2051al/016lu芯片的11号引脚外接buzzer蜂鸣器电路。
26.见图3，本实施例中更具体地，dc
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dc充电模块选用xl4301芯片。xl4301芯片的8号引脚一路通过f2熔断器连接到vin，一路通过chager_ad1支路连接到信号处理模块(sh88f2051al/016lu芯片的15号引脚)，一路通过两个并联电容(c24电容、c32电容)和d14二极管接gnd；vin端和gnd端之间连接d3二极管；xl4301芯片的3号引脚通过二极管d14从正到负接gnd；xl4301芯片的2号引脚一路通过l1电感、q13mos管以及d5二极管(从正到负)连接到pack ；q13mos管的2号引脚外接有charge_ad支路并通过charge_ad支路连接到信号处理模块(sh88f2051al/016lu芯片的12号引脚)；q13mos管的1号引脚通过charge_sw支路连接到信号处理单元(sh88f2051al/016lu芯片的9号引脚)；xl4301芯片的3号引脚通过rcs3电阻接gnd1，xl4301芯片的5号引脚接gnd1；xl4301芯片的2号引脚和3号引脚之间连接有串并联组合，串并联组合包括d4二极管以及与d4二极管并联的两个串联的r58和c38电容。
27.见图4，本实施例中更具体地，开关电源放电模块包括q11mos管；q11mos管的1号引脚通过q15三极管与信号处理模块连接(sh88f2051al/016lu芯片的2号引脚)，q11mos管的2号引脚接gnd；q11mos管的3号引脚通过cn4连接到负载的负端，负载的正端连接到d13二极管的负极，d13二极管的正极接负载的负端；负载的正端和d13二极管的负极的连接端为vout ；q11mos管的1号引脚通过r46电阻连接到vin，vin和vout 还连接有d11二极管。
28.见图4，本实施例中更具体地，电池放电模块包括q1mos管、q2mos管、q3mos管、q8mos管以及q10mos管；q2mos管的3号引脚通过r21电阻与q1mos管和q3mos管的3号引脚连接；q1mos管和q3mos管的2号引脚和3号引脚之间连接有电容(c15电容、c16电容)，q2mos管的1号引脚和2号引脚之间连接有c14电容；q1mos管、q3mos管、q8mos管以及q10mos管的1号引脚和2号引脚之间还连接有电阻(r19电阻、r22电阻、r43电阻、r49电阻)；q1mos管的1号引脚、q2mos管的2号引脚、q3mos管的1号引脚与锂电池pack保护芯片(sh367106x/028xy
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aaf11)连接；锂电池pack保护芯片与电池组相连；电池组的1、3、4号引脚接bgnd，q1mos管的2号引脚通过rcs1电阻接bgnd；q3mos管的2号引脚接gnd1；q8mos管的1号引脚通过电阻连接到信号处理模块(sh88f2051al/016lu芯片的4号引脚)，q8mos管的2号引脚通过rcs2接gnd1，q8mos管的3号引脚与q10mos管的2号引脚连接；q8mos管的2号引脚和3号引脚之间连接有r42电阻；q10mos管的1号引脚和2号引脚通过q14三极管连接到信号处理模块(sh88f2051al/016lu芯片的5号引脚)；q10mos管的3号引脚通过d13二极管到vout 。
29.本实用新型的工作原理：开关电源放电模块接入时，充电回路：vin
→
xl4301芯片
→
pack
→
电池组
→
bgnd
→
gnd1，q10mos管关断，q11mos管导通；放电回路：vin
→
vout
→
负载
→
q11mos管
→
gnd。电池不可放电，即pack
→
vout
→
负载
→
q10 mos管
→
q8 mos管
→
gnd1
→
bgnd，这一路因为q10 mos管关断，故信号处理模块控制电池组不可放电。
30.开关电源未接入系统时，放电回路仅电池回路，即pack
→
vout
→
负载
→
q10mos管
→
q8 mos管
→
gnd1
→
bgnd，此时q10 mos管导通，q11 mos管关断。
31.dc
‑
dc充电模块中的d14二极管，是为了防止开关电源放电模块接入放电时，电流由gnd流向rcs3电阻、gnd1再流向bgnd，有两个作用：一是防止开关电源放电模块与电池组同时放电、二是防止烧毁dc
‑
dc充电模块中起到限流作用的rcs3电阻。如果没有d14二极管，则会出现开关电源放电模块、电池组同时放电的问题。即pack
→
vout
→
负载
→
q11mos管
→
gnd
→
rcs3电阻
→
gnd1
→
bgnd，电池组放电；vin
→
vout
→
负载
→
q11mos管
→
gnd，开关电源放电模块放电。
32.以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。