[实用新型]锂电池组快速平衡自动充电器

权利要求书

1.一种锂电池组快速平衡自动充电器，包括接入保护检测电路、充电电路、控制电路、电池端电压检测电路和电压平衡电路；接入保护检测电路与接入充电电源和待充电池组、充电电路、控制电路、电池端电压检测电路和电压平衡电路均有电连接，用于判断接入充电电源和待充电池组的极性并仅在极性接入正确时使充电回路导通，检测接入电源电压ADC0、待充电池组电压ADC1、充电电流ADC2送控制电路并在控制电路判断充电电流超限时反馈控制信号OUTK1使待充电池组断开，还为充电电路、控制电路、电池端电压检测电路和电压平衡电路提供工作电源VCC；充电电路在控制电路输出控制信号PWM1、PWM2、OUTK0的控制下为待充电池组提供充电电流，电池端电压检测电路检测待充电池组的各个单体锂电池的端电压并在控制电路输出控制信号OUTK2、OUTK3的控制下分时传送到控制电路的ADC3、ADC4、ADC5、ADC6，控制电路根据各单体锂电池端电压进行平衡决策后输出控制信号OUTK4、OUTK5、OUTK6、OUTK7到电压平衡电路以实现锂电池组的快速平衡自动充电。

2.根据权利要求1所述的锂电池组快速平衡自动充电器，其特征是：所述的接入保护检测电路包括由电阻R1、电容C5~C6和降压稳压器IC1组成的工作电压产生模块，用以提供充电器电路所需的工作电源VCC；由电容C1~C4、电阻R2~R3和场效应管VT1组成的充电电源接入保护模块，用于防止电源极性接反并对电源进行旁路滤波和解耦滤波；由电阻R4~R8、电容C7和运放IC2A组成的电源电压检测模块，用于实时检测接入充电电源电压ADC0并输出到控制电路；由电阻R9~R19、电容C8~C12、三极管VT2、场效应管VT3和运放IC2C、IC2D组成的待充电池接入保护与电压检测模块，用于待充电池组极性接反防止、电池端滤波、电池组电压ADC1检测并输出到控制电路，同时可在控制电路输出控制信号OUTK1的控制下使待充电池组断开；由电阻R20~R25、电容C13~C14和运放IC2B组成的充电电流检测模块，用于反映充电过程中的实时电流ADC2变化并输出检测信号到控制电路。

3.根据权利要求1所述的锂电池组快速平衡自动充电器，其特征是：所述的充电电路由电阻R26~R40、电容C15~C16、二极管D1~D2、电感L1、三极管VT6~VT11、场效应管VT4~VT5和比较器IC3A、IC3B组成，能在控制电路输出控制信号PWM1、PWM2、OUTK0的控制下为待充电池组提供充电电流，当电池电压低于接入充电电压时采用降压方式充电，当电池电压高于接入充电电压时采用升压方式充电；具有上电保护和由控制电路启动、停止的功能。

4.根据权利要求1所述的锂电池组快速平衡自动充电器，其特征是：所述的控制电路由电阻R108~R109、电容C26~C28、双色发光二极管LED、编程接口JK01和具有PWM、ADC的微控制单元IC12组成；微控制单元IC12根据接入电源电压ADC0、电池组电压ADC1、充电电流ADC2的检测结果变化输出控制信号PWM1、PWM2、OUTK0、OUTK1来选择充电方式和控制充电过程，并在充电过程中根据各单体锂电池端实时电压ADC3、ADC4、ADC5、ADC6进行平衡决策后输出控制信号OUTK4、OUTK5、OUTK6、OUTK7到电压平衡电路以实现电池组各单体电池的快速平衡与自动充电；双色发光二极管LED用于指示充电状态，编程接口JK01用于初始化微控制单元内部的控制程序。

5.根据权利要求1所述的锂电池组快速平衡自动充电器，其特征是：所述的电池端电压检测电路由电阻R43~R82、电容C17~C24、四2选1模拟开关IC6和四运放IC4~ IC5组成；2个四运放IC4、 IC5与相应的电阻、电容构成8个减法模块，用于检测8个单体电池两端的电压差，8个检测输出信号连接至四2选1模拟开关IC6的输入端，2选1模拟开关IC6在控制电路输出控制信号OUTK2、OUTK3的控制下分两次将8个检测信号传送到控制电路的ADC3、ADC4、ADC5、ADC6输入端。

6.根据权利要求1所述的锂电池组快速平衡自动充电器，其特征是：所述的电压平衡电路由电阻R83~R107、平衡电容C25、16个场效应管VT13~VT28、4个四通道光电耦合器IC8~ IC11和3/8译码器IC7组成；16个场效应管中除场效应管VT21为N沟道管外其余全为P沟道管，均由对应的16路光耦低电平有效控制，其中8个场效应管的漏极一起连接至平衡电容C25的正极性端且其源极分别连接至8个单体电池的高电位端，另8个场效应管的漏极一起连接至平衡电容C25的负极性端且其源极分别连接至8个单体电池的低电位端，连接每个单体电池两端的场效应管控制信号在光耦发光二极管侧并联且连接至3/8译码器IC7的译码输出端；上电时3/8译码器IC7的使能端由电阻R83上拉或无需平衡时由控制电路输出OUTK7＝1使3/8译码器IC7的输出全为高，16个场效应管全断开；需要平衡时，由控制电路输出OUTK7＝0使能3/8译码器IC7并同时输出选择码OUTK4、OUTK5、OUTK6，以选通一个单体电池对平衡电容C25进行充电或放电。