一种锂电充放电管理系统的制作方法

专利检索2022-05-11  5



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

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

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

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。
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