[发明专利]电池的充放电管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及可充电电池技术领域，具体是指一种电池的充放电管理系统。

背景技术

无论在智能设备，还是移动电源中，或者其他的具有自备电源的电子设备中，电池作为设备的能量来源是不可缺少的。这些储能电池的充电、放电需要合理的管理电路来控制工作，随着储能电池的容量越来越大以及技术的进步，各类新的标准或协议的颁布，对储能电池的充电和放电功率使用要求也越来越大。因此对于电池的充放电的效率将越来越受到关注，其控制方式也向着高效、简洁的方向发展。以移动电源为例，

一)在较早采用的管理方式中，充电采用线性充电方式，放电采用非同步整理方式，其充电时控制电路控制PMOS管以线性方式直接对电池充电；放电时由控制电路、NMOS管/部的电感和二极管以非同整流的方式升压放电。

上述结构，充放电的效率都不高，输出端的短路没有任何防护；充电时，不能进行升压动作，这是对外的供电电压最大只能是电池电压减去肖特基管的正向压降。

二)另一种管理方式中，充电时控制电路控制PMOS管和NMOS管并结合外部的电感以降压同步整流的方式进行，同上述的第一种方法相比，这种方式的效率显然更高，可以满足更大功率的充电需求。在放电时采用非同步整流升压放电方式，与上述第一种方法的放电方式相同，由控制电路控制MN2管，并与外部的电感、二极管D2实现升压放电。

上述结构，充电采用同步整流方式，转化效率提高，但放电的效率不高，输出端的短路没有任何防护；在充电时不能进行升压动作，也无法对外供电。这种电路结构在充电是禁止对外供电的。

三)将上述第二种方法中的外置二极管集成，这样可以进一步简化外围器件个数，显然，上述方式相对于前两种，放电效率更高，特别是在大功率放电时，系统外围也更简洁。但上述三种方式都有一个共同的缺点，就是对电池充电时，其不能实现对外的输出。

上述结构，充放电采用同步整流方式，转化效率得到提高；但在充电时新增加的PMOS管是关闭的不能进行升压动作，也无法对外的供电，这种电路结构在充电是禁止对外放电的。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够在电池充电储能的同时可直接由电源实现对外供电，并可以在两者之间合理分配，使输入电能的利用率最大化的电池的充放电管理系统。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

该电池的充放电管理系统，包括充放电管理模块、电池模块和外部电源模块，所述的充放电管理模块包括输入端、输出端、SW端和VBAT端，所述的输入端与所述的外部电源模块相连接，所述的输出端与用电设备相连接，所述的SW端和所述的VBAT端均与所述的电池模块相连接，所述的电池模块包括电感、电容和储能电池，所述的电感的第一端与所述的SW端相连接，所述的电感的第二端分别与所述的VBAT端、所述的电容的第一端和所述的储能电池的第一端相连接，所述的电容的第二端和所述的储能电池的第二端均接地。

较佳地，所述的充放电管理模块包括控制子模块、第一PMOS管、第二PMOS管和NMOS管，所述的第一PMOS管的源极分别与所述的控制子模块的第一端和所述的输入端相连接，所述的第一PMOS管的栅极与所述的控制子模块的第二端相连接，所述的第一PMOS管的漏极分别与所述的控制子模块的第三端、所述的第二PMOS管的源极和所述的输出端相连接，所述的第二PMOS管的栅极与所述的控制子模块的第四端相连接，所述的第二PMOS管的漏极分别与所述的SW端和所述的NMOS管的漏极相连接，所述的控制子模块的第五端与所述的VBAT端相连接，所述的NMOS管的栅极与所述的控制子模块的第六端相连接，所述的NMOS管的源极接地。

较佳地，所述的控制子模块包括电源检测单元、电池检测单元和输出控制单元，所述的电源检测单元的第一端与所述的控制子模块的第一端相连接，所述的电源检测单元的第二端与所述的控制子模块的第二端相连接，所述的电源检测单元的第三端与所述的控制子模块的第三端相连接，所述的电池检测单元与所述的控制子模块的第五端相连接，所述的电池检测单元将电池状态信号发送至所述的电源检测单元和所述的输出控制单元，所述的电源检测单元与所述的输出控制单元相互通信，所述的输出控制单元的第一端与所述的控制子模块的第四端相连接，所述的输出控制单元的第二端与所述的控制子模块的第六端相连接。