[发明专利]一种锂电池组充放电保护电路

说明书

技术领域

本发明实施例涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池组充放电保护电路。

背景技术

随着现代社会环保的要求，电池的应用越来越广泛，其中锂电池具有放电电压稳定、自放电率低、寿命长、能量密度大，重量轻，体积小等诸多优点，近年来被广泛利用。例如，在电动车、电动工具、太阳能发电、电源备电的领域有着广泛的应用。目前常用的锂电池充放电回路主要有两种方式：

1、充电和放电回路分开，常用领域：手机，PC，电动工具，电动车。

2、充电和放电回路共用，常用领域：UPS、太阳能逆变器、电源备电。此种回路方式请参见图1所示。

随着锂电池组充放电次数的增加，电池可能会过充、过放或不平衡等一系列故障，因此为了使锂电池组安全可靠的工作，通常会对锂电池组整体设置保护电路。针对上述充电和放电回路共用的回路方式，通常会采用如图2所示的继电器方式的保护电路。其工作原理大致如下：当检测到外部有电压时，闭合继电器，对电池组充电，在充电过程中，当检测到电池组充满后，断开继电器防止过充；当发现外部无电压时，闭合继电器，由电池向外放电，放电过程中，当检测到电池组放空后，断开继电器防止过放。

然后，这种继电器方式的保护电路，在电池充满情况下，继电器断开，在检测到外部掉电到继电器闭合有一个时差，会导致电压短时跌落，影响电路的可靠性和稳定性。

为解决上述问题，可采用金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)的保护电路，如图3所示，在输出负极和电池负极串入2个反向放置的N沟道MOSFET，放电MOSFET的源极接电池负极，充电MOSFET的源极接输出负极。其工作原理大致如下：电池组充满后，关断充电MOSFET，由于MOSFET集成的二极管的原因，此时放电回路还是通的，不影响系统对外放电；电池放空后，关断放电MOSFET，此时充电回路是通的，当外部有供电时，不影响系统充电。

然而，由于图3中充电MOSFET的源极没有接地，需要增加隔离电路对它进行驱动。

发明内容

本发明实施例提供一种锂电池组充放电保护电路及方法，简化保护电路中驱动电路以降低系统成本。

本发明实施例的锂电池组充放电保护电路，所述锂电池组正负极分别与外接电源或外部设备的正负极相连，所述保护电路包括电池管理模块、控制单元MCU，所述MCU一输出端口与放电控制信号放大器U2的输入端口相连，另一输出端口与充电控制信号放大器U1的输入端口相连，所述放电控制信号放大器U2的输出端口与放电MOSFET的栅极相连，所述充电控制信号放大器U1的输出端口充电MOSFET的栅极相连，所述放电MOSFET及充电MOSFET的源极都接地，其中：

所述电池管理模块，两端分别连接锂电池组及所述MCU，用于检测锂电池组的当前电压值；

所述MCU，用于将检测到的锂电池组的当前电压值与预设安全电压值范围进行比对；

所述MCU，还用于当所述当前电压值低于所述预设安全电压值范围时，释放低电平信号给放电控制信号放大器U2，所述低电平信号经放大后输出给放电MOSFET以控制放电MOSFET进入截止状态；及

所述MCU，还用于当所述当前电压值高于所述预设安全电压值范围时，释放低电平信号给充电控制信号放大器U1，所述低电平信号经放大后输出给充电MOSFET以控制充电MOSFET进入截止状态。

由于本发明实施例中提供的充放电保护电路采用的充电MOSFET和放电MOSFET源极都接地，无需额外增加驱动作用的隔离电路。因此，采用本发明实施例的锂电池组充放电保护电路可简化保护电路从而降低保护电路的系统成本。

附图说明

图1为现有技术的充电和放电回路共用的电路示意图；

图2为现有技术的采用继电器方式的保护电路示意图；

图3为现有技术的采用MOSFET的保护电路示意图；

图4为本发明实施例一提供的锂电池组充放电保护电路示意图；及

图5为本发明实施例二提供的锂电池组充放电保护电路工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一