[实用新型]锂离子电池充放电保护装置

说明书

技术领域

       本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池充放电保护装置。

背景技术

随着锂离子电池的广泛应用，其使用方法和技术得到人们越来越多的重视。锂离子电池是指嵌入化合物为正、负极的二次电池，作为绿色高能可充电电池，从上世纪90年代初诞生以来，凭借着其体积小、电压高、比能量大、充放循环寿命长、放电性能稳定、自放电少等优点，逐渐应用到越来越多的领域。锂离子电池对充放电控制和保护电路的要求较高，在使用过程中应严格避免出现过充、过放、过流等现象。电池的荷电态越高，正极的氧化性和负极的还原性越强，其与电解液的反应活性就越强，表现为电池发生严重的气胀。与镍氢、镍镉电池不一样，锂离子电池必须考虑充电、放电时的安全性。在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，由于电解液分解而产生气体，致使内压上升而产生自燃或破裂的情况，而在过度放电状态下，电解液分解导致电池特性和耐久性劣化，降低电池可充电次数。因此，锂离子电池的过充、过放和过流保护装置的使用至关重要。

发明内容

       本实用新型的目的是针对锂离子电池充电、放电和过流保护的要求，设计了一种锂离子电池充放电保护装置，该装置对锂离子电池实时状态的检测范围较大，可以灵活设置保护参数。

本实用新型的锂离子电池充放电保护装置包括三个电压比较器，三个分压电位器，二个与逻辑门，非逻辑门，场效应管，绿色发光二极管和红色发光二极管，第一电压比较器的同向输入端与第一分压电位器的一端相连，第一分压电位器的另一端与5V电源相连，第二电压比较器的反向输入端与第二分压电位器的一端相连，第二分压电位器的另一端与5V电源相连，第一电压比较器的反向输入端以及第二电压比较器的同向输入端共同与锂离子电池的正极端以及锂离子电池外部充电电源或锂离子电池负载的正极端相连，第三电压比较器的反向输入端与第三分压电位器的一端相连，第三分压电位器的另一端与5V电源相连，第三电压比较器的同相输入端与场效应管的漏极相连，场效应管的漏极与锂离子电池外部充电电源或锂离子电池负载的负极端相连，第一电压比较器的输出端与第一与逻辑门的一个输入端相连，第二电压比较器的输出端与第一与逻辑门的另一个输入端相连，第一与逻辑门的输出端与第二与逻辑门的一个输入端相连，第二与逻辑门的另一个输入端与第三电压比较器的输出端相连，第二与逻辑门的输出端与非逻辑门的输入端、场效应管的栅极以及绿色发光二极管相连，与非逻辑门的输出端与红色发光二极管相连，场效应管的源极与锂离子电池的负极端相连。

本实用新型中，所述的三个电压比较器均可选用LM358PW型电压比较器，但不限于此器件。

所述的二个与逻辑门均可选用SN74LS08D型与逻辑门，但不限于此器件。

所述的非逻辑门U6可选用SN74F04D型非逻辑门，但不限于此器件。

本实用新型中，第一电压比较器用于比较充电过程中锂离子电池的实时电压与由第一分压电位器设定的电压的大小，第二电压比较器用于比较放电过程中锂离子电池的实时电压与由第二分压电位器设定的电压的大小，第三电压比较器用于比较由第三分压电位器设定的电压与有电流通过场效应管时在两端产生电压降的大小。场效应管接收第二与逻辑门的输出信号，当第二与逻辑门的输出信号为高电平时，场效应管导通，锂离子电池正常充放电，当第二与逻辑门的输出信号为低电平时，场效应管断开，切断所述锂离子电池充放电回路。当第二与逻辑门输出信号为高电平时，绿色发光二极管亮，指示锂离子电池正在充电或放电，当第二与逻辑门输出信号为低电平时，非逻辑门输出信号为高电平，红色发光二极管亮，指示锂离子电池充放电回路已断开。

本实用新型的锂离子电池充放电保护装置可以检测在充放电过程中锂离子电池的实时电压，并与设定的电压进行比较，可以有效的控制锂离子电池充放电的工作过程，提高锂离子电池的使用寿命。

本实用新型电子线路简单，易于实现，应用范围广，扩展新性能好，可通过指示灯直观的显示出锂离子电池充放电的工作过程。

附图说明

图1是锂离子电池充放电保护装置的电路图。

具体实施方式