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一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，包括兩個或兩個以上相互串聯(lián)的電池單體，電池單體串聯(lián)組成電池組，電池組的正極連接有電阻R1，電池組兩端并聯(lián)有微控制器MCU和高壓模擬前端AFE，在相鄰的電池單體之間設(shè)有信號采集線，該信號采集線均與高壓模擬前端AFE的信號檢測端連接，信號采集線均連接有電容，各電容的另一端均連接于電阻R1，以及串聯(lián)在電阻R1和電池組負極的三極管，該三極管的控制端連接于微控制器MCU的對應(yīng)管腳。本實用新型電路工作時，不會單獨消耗串聯(lián)電池中各節(jié)電池的電流，達到了電池容量平衡，電池的壽命延長，該電路元件少，同時兼顧濾波以及ESD功能，電路簡單新穎，實現(xiàn)了低成本、高性能，因此具有很高的應(yīng)用價值。
【專利說明】—種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及到電池保護領(lǐng)域，尤其涉及到多串?dāng)?shù)鋰電池的應(yīng)用保護領(lǐng)域，具有為一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前鋰電池應(yīng)用日益廣闊，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷深入，多串?dāng)?shù)鋰電池包的應(yīng)用也越來越多。隨著串?dāng)?shù)的增加，電池檢測線越多，在振動以及惡劣環(huán)境中可能出現(xiàn)連接線斷或者連接端子接觸不良等現(xiàn)象，降低了產(chǎn)品的可靠性，可能會導(dǎo)致相應(yīng)的電池在充放電過程中不能及時進行保護而出現(xiàn)起火或者損壞的風(fēng)險。目前的多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路工作會單獨消耗串聯(lián)電池中各節(jié)電池的電流，易導(dǎo)致串聯(lián)電池中出現(xiàn)各電池容量不平衡的問題，導(dǎo)致電池的壽命縮短，且適用檢測的電池串?dāng)?shù)量較少，不夠經(jīng)濟，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型為了解決上述技術(shù)問題提供了一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，這種檢測電路解決了多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測需耗損單節(jié)電池電流、電池容量不均衡和經(jīng)濟壽命短等技術(shù)問題。
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，其特征在于:包括兩個或兩個以上相互串聯(lián)的電池單體，電池單體串聯(lián)組成電池組，電池組兩端并聯(lián)有微控制器MCU和用于檢測電路是否斷線的高壓模擬前端AFE，在各電池單體的負極均設(shè)有信號采集線，該信號采集線均與高壓模擬前端AFE的信號檢測端連接，在各信號采集線與電池組正極之間均串聯(lián)有電容，各電容共節(jié)點通過一電阻Rl與電池組正極連接，在電阻Rl和電池組負極之間串聯(lián)有一開關(guān)元件，該開關(guān)元件的控制端連接于微控制器MCU的對應(yīng)管腳。
[0005]優(yōu)選的，所述的開關(guān)元件與微控制器MCU之間控制回路，設(shè)有電阻R2。
[0006]優(yōu)選的，所述的開關(guān)元件Ql，Ql為三極管，三極管的基極通過電阻R2連接控制信號端，Ql集電極與各電容連接，Ql發(fā)射極連接在電池組負極。
[0007]本實用新型提供一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，主要由開關(guān)元件，多個電容、電阻網(wǎng)絡(luò)、微控制器和高壓模擬前端組成。本實用新型適用于多串鋰電池，電路工作不會單獨消耗串聯(lián)電池中各節(jié)電池的電流，從而解決了串聯(lián)電池中出現(xiàn)各電池容量不平衡的問題，使電池的壽命延長。該電路適用于各種鋰電池應(yīng)用，以及無繩DC工具內(nèi)的應(yīng)用，且不局限于電池的串?dāng)?shù)，也不局限于實施其他類似鋰電池以及其他的應(yīng)用領(lǐng)域，適用范圍廣。本實用新型的電路元件少，同時兼顧濾波以及ESD (Electro-Static discharge,靜電釋放)功能，電路簡單新穎，實現(xiàn)了低成本、高性能，因此具有很高的應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】
[0009]為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0010]如圖1所示，本實用新型公開了一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，包括兩個或兩個以上相互串聯(lián)的電池單體，本實施例設(shè)有六節(jié)電池單體，六個電池單體串聯(lián)組成電池組，電池組的正極連接有電阻R1，電池組兩端并聯(lián)有微控制器MCU和用于檢測電路是否斷線的高壓模擬前端AFE，在各電池單體的負極均設(shè)有信號采集線，該信號采集線均與高壓模擬前端AFE的信號檢測端連接，信號采集線均連接有電容，該電容總共為五個，第一節(jié)電池單體負極與第二節(jié)電池單體正極的信號采集線連接于電容Cl，第二節(jié)電池單體負極與第三節(jié)電池單體正極的信號采集線連接于電容C2，第三節(jié)電池單體負極與第四節(jié)電池單體正極的信號采集線連接于電容C3，第四節(jié)電池單體負極與第五節(jié)電池單體正極的信號采集線連接于電容C4，第五節(jié)電池單體負極與第六節(jié)電池單體正極的信號采集線連接于電容C5，電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5的另一端均與電阻Rl連接，以及串聯(lián)在電阻Rl和電池組負極的開關(guān)元件，該開關(guān)元件的控制端連接于微控制器MCU的對應(yīng)管腳，在開關(guān)元件與微控制器MCU之間設(shè)有電阻R2。所述的開關(guān)元件為三極管Q1，三極管Ql的基極與電阻R2連接，集電極與各電容連接，發(fā)射極連接在電池組負極。
[0011]本實用新型主要利用MLCC電容的儲能效應(yīng)、控制脈沖在斷線的MLCC電容上產(chǎn)生電容電壓泵壓原理實現(xiàn)，，控制脈沖高電平H經(jīng)R2驅(qū)動導(dǎo)通，給電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5充電，然后控制脈沖低電平L關(guān)閉Ql，直流電平經(jīng)電阻R1、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5在電池檢測線上產(chǎn)生泵電壓，若電池檢測線未斷線，則泵電壓直接通過電池進行泄放，不會影響高壓模擬前端AFE的電壓檢測，反之，則能通過高壓模擬前端AFE能檢測到斷線發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)檢測線斷時，微控制器MCU檢測到高壓模擬前端AFE輸出的電池電壓出現(xiàn)輕微的異常變化，微控制器MCU啟動斷線檢測功能，輸出控制脈沖至斷線檢測三極管，此時若真實出現(xiàn)斷線，則檢測到的相應(yīng)電池電壓會隨控制脈沖波動，若是電池負載導(dǎo)致的電壓變化，則不會跟隨控制脈沖變化，因此能夠識別出斷線的發(fā)生。電路中Rl電阻連接于電池B+電壓，但不局限于電池B+，如經(jīng)穩(wěn)壓后MCU供電5V電源等。Rl的供電決定泵壓的電平，影響斷線檢測的靈敏度。
[0012]本實用新型檢出電路能夠?qū)崿F(xiàn)斷線檢出功能，還可以實現(xiàn)濾波以及ESD(Electro-Static discharge,靜電釋放)功能,能夠大幅提高電路電壓檢測的抗干擾能力以及抗ESD能力。本電路適用于各種鋰電池PACK內(nèi)應(yīng)用，以及無繩DC工具內(nèi)的應(yīng)用，且不局限于電池的串?dāng)?shù)，也不局限于實施其他類似鋰電池以及其他的應(yīng)用領(lǐng)域，如后備電源、E-bike、電動玩具、醫(yī)療設(shè)備等。
[0013]本實用新型適用于多串鋰電池，電路工作不會單獨消耗串聯(lián)電池中各節(jié)電池的電流，實現(xiàn)了各電池容量平衡，電池的壽命延長。電路元件少，同時兼顧濾波以及ESD功能，電路簡單新穎，實現(xiàn)了低成本、高性能，因此具有很高的應(yīng)用價值。
[0014]以上為本實用新型較佳的實現(xiàn)方式，需要說明的是，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，其特征在于:包括兩個或兩個以上相互串聯(lián)的電池單體，電池單體串聯(lián)組成電池組，電池組兩端并聯(lián)有微控制器MCU和用于檢測電路是否斷線的高壓模擬前端AFE，在各電池單體的負極均設(shè)有信號采集線，該信號采集線均與高壓模擬前端AFE的信號檢測端連接，在各信號采集線與電池組正極之間均串聯(lián)有電容，各電容共節(jié)點通過一電阻Rl與電池組正極連接，在電阻Rl和電池組負極之間串聯(lián)有一開關(guān)元件，該開關(guān)元件的控制端連接于微控制器MCU的對應(yīng)管腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，其特征在于:所述的開關(guān)元件與微控制器MCU之間控制回路，設(shè)有電阻R2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多串?dāng)?shù)鋰電池斷線檢測電路，其特征在于:所述的開關(guān)元件Ql, Ql為三極管，三極管的基極通過電阻R2連接控制信號端，Ql集電極與各電容連接，Ql發(fā)射極連接在電池組負極。
【文檔編號】G01R31/02GK203479947SQ201320552838
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李潤朝 申請人:惠州市藍微電子有限公司