《电池组充放电保护器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电池组充放电保护器.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102780210 A (43)申请公布日 2012.11.14 C N 1 0 2 7 8 0 2 1 0 A *CN102780210A* (21)申请号 201210253458.9 (22)申请日 2012.07.20 H02H 7/18(2006.01) (71)申请人吴讯驰 地址 510507 广东省广州市天河区东莞庄路 112号28栋4单元102房 (72)发明人吴讯驰 (54) 发明名称 电池组充放电保护器 (57) 摘要 本发明公开了一种电池组充放电保护器，其 电路为并联在单元电池上的基于齐纳二极管特性 的保护电路，包括电压取样及温度补偿模块，电压 。
2、基准模块，比较与放大模块，驱动模块，功率电流 调整管，大功率肖特基续流二极管，报警模块；这 些模块和电路的组成和实现的高性能的功率齐纳 二极管，它与电池并联连接，平时对被保护的电池 几乎无任何影响，电池组中每个单元电池的充电 电压被钳制在固定的安全值，电池充电过程中，如 果某个电池充满电达到了钳位电压，则将旁路充 电电流，电池组中的其他电池仍然可以继续得到 充电直至充满。这样即使长期反复充放电也不会 使个别单元电池失衡失控。当电池放电时，防止蓄 电池反极现象，即使个别单元电池失效，电池组还 能正常工作。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知。
3、识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 1/1页 2 1.一种电池组充放电保护器，所述电池组由单元电池组成，其特征在于：该保护器是 并联在单元电池上的基于齐纳二极管的保护电路，该电路包括电压取样及温度补偿模块， 电压基准模块，比较与放大模块，驱动模块，功率电流调整管，大功率肖特基续流二极管，报 警模块；电压取样模块把电池的端电压取样分压至比较器一端，且模块内设有温度补偿电 路；电压基准模块提供基准电压至比较器的另一端，两路电压经比较放大后，由驱动模块器 连接功率电流调整管；调整管集电极串联功率电阻用于分担部分调整管的功率消耗并提供 作为状态报警器的取样。
4、电阻。 2.根据权利要求1所述的电池组充放电保护器，其特征在于：所述报警模块包括与电 池单元并联的放电低压检测器，和电池单元的充电电压达到最大允许电压的状态检测器。 3.根据权利要求2所述的电池组充放电保护器，其特征在于：所述保护器还包括复用 的光电隔离报警LED灯或光电耦合器。 权 利 要 求 书CN 102780210 A 1/3页 3 电池组充放电保护器 技术领域 0001 本发明涉及电池保护技术领域，尤其是铅电池的保护，具体是一种电池组充放电 保护电路，适用于多单元电池组。 背景技术 0002 现有常用的可充电单元电池电压有1.2V，2V、3.2V，3.6V等，而实际应用需要较高 的直。
5、流电压，因此需要若干的单元电池串联工作，电池组中串联单元的数量少则几个，多则 有上百个。单元电池的故障诸如：电池失水、电池容量不足、电池浮充电压均匀性差、排气阀 失效、热失控、极板氧化腐蚀、极板硫化、极板老化问题，而电池组是由单元电池串联而成， 电池组更容易失效，故障更严重。当电池串联使用时，会产生“木桶效应”，也就是某个单元 电池的质量下降会影响整个串联电池组其余电池质量的下降，加速蓄电池组的损坏速度。 所以，只有对电池组中的单元电池都进行充放电保护，才能有效地延长整个电池组的使用 寿命，提高电池组供电可靠性。 发明内容 0003 针对上述问题，本发明旨在提供一种电池组充放电保护电路，可有效。
6、地延长整个 电池组的使用寿命，提高电池组供电可靠性。 0004 为实现该技术目的，本发明的方案是：一种电池组充放电保护器，所述电池组由单 元电池组成，该保护器是并联在单元电池上的基于齐纳二极管的保护电路，该电路包括电 压取样及温度补偿模块，电压基准模块，比较与放大模块，驱动模块，功率电流调整管，大功 率肖特基续流二极管，报警模块；电压取样模块把电池的端电压取样分压至比较器一端，且 模块内设有温度补偿电路；电压基准模块提供基准电压至比较器的另一端，两路电压经比 较放大后，由驱动模块器连接功率电流调整管；调整管集电极串联功率电阻用于分担部分 调整管的功率消耗并提供作为状态报警器的取样电阻。 000。
7、5 作为优选，所述报警模块包括与电池单元并联的放电低压检测器，和电池单元的 充电电压达到最大允许电压的状态检测器。 0006 作为优选，所述保护器还包括复用的光电隔离报警LED灯或光电耦合器。 0007 本发明的有益效果是稳压限压值精确可调，该值可设得很低(可小于1.25V)；可 容易制成大功率器件，正反向电流都可以很大(可达数安培)；在稳压值临界附近，电流曲 线非常陡峭，正向电压降小很多；施加小于稳压值的电压，漏电非常小；可以是由元器件组 装在PCB板上，也可以制成一个模块电路，还可以把全部或大部分电路制成集成电路。 附图说明 0008 图1为本发明的原理结构框图； 0009 图2为本发明的。
8、电路图； 0010 图3为本发明的电路之伏安特性图； 说 明 书CN 102780210 A 2/3页 4 0011 图4为保护电路在电池组充电时的电路示意图； 0012 图5为保护电路在电池组放电时的电路示意图； 0013 图6为保护电路的温度补偿表。 具体实施方式 0014 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。 0015 如图1所示，本发明的一种电池组充放电保护器，它包括电压取样模块，电压基准 模块，比较与放大模块，驱动模块，功率电流调整管，大功率肖特基续流二极管，报警模块， 它们组成系统与单元电池通过并联的方式连接。 0016 由图2可以看出，所述电压取样模块把电池的端电压。
9、取样分压至比较器一端，电 压取样模块内设有温度补偿电路，电压基准模块提供基准电压至比较器的另一端，两路电 压经比较放大后，由驱动模块器连接功率电流调整管。调整管集电极串联功率电阻，它既可 以分担部分调整管的功率消耗，又提供作为状态报警器的取样电阻。 0017 电压取样模块内设有温度补偿电路，温度补偿器件是PTC电阻或NTC电阻或半导 体PN结 0018 这一电路的组成和实现，实际上组成的高性能的功率齐纳二极管，它与电池并联 连接，平时对被保护的电池几乎无任何影响，充电时保证每一个单元电池充电时不会超过 最大允许电压。电池组中每个单元电池的充电电压被钳制在固定的安全值，电池充电过程 中，如果某个。
10、电池充满电达到了钳位电压，将旁路充电电流，电池组中的其他电池仍然可以 继续得到充电直至充满。这样即使长期反复充放电也不会使个别单元电池失衡失控。 0019 大功率肖特基二极管11，提供大电流续流通道，防止蓄电池反极现象，在电池深放 电过程中，单元电池性能参差不齐也不会被反充而极性颠倒。即使个别单元电池失效，电池 组还能正常工作。 0020 充电电压钳位安全值可根据不同电池类型调整设置，并有温度补偿功能。 0021 报警模块包括与电池并联的低压检测器，该低压检测器检测电池电压过低时，驱 动带有电阻保护的LED灯报警，或LED光电耦合器，电气隔离而向系统提供状态报警信号。 单元电池的充电电压达到最。
11、大允许电压(电压钳位安全值)有光电隔离报警信号，可用于 反馈控制调整充电器。光电隔离报警信号是复用的，充电状态下的报警信号是表示电池充 满或浮充状态；单元电池的放电到允许的最低电压，也有光电隔离报警信号，可用于警告控 制负载和用电电路。光电隔离报警信号是复用的，放电状态下的报警信号是表示电池电量 放完或欠压状态。 0022 本发明是一个基于齐纳二极管(Zener)原理和功能的电池充放电保护电路，称之 为eZener，相当于超大功率的齐纳二极管(Zener)，本发明的eZener的伏安特性如图3所 示，其突出性能如下： 0023 a：eZener稳压值Vz可精确可调。 0024 b：eZener。
12、稳压值Vz可设得很低，可小于1.25V。 0025 c：eZener可容易制成大功率器件，正反向电流都可以很大，可达数安培。 0026 d：在稳压值Vz临界附近，eZener电流曲线非常陡峭。 0027 e：eZener正向电压降Vf1较Zener的Vf2小很多。 说 明 书CN 102780210 A 3/3页 5 0028 f：施加小于稳压值Vz的电压，eZener的漏电非常小。 0029 g：eZener可以是由元器件组装在PCB板上，也可以制成一个模块电路，还可以把 全部或大部分电路制成集成电路。 0030 电池组中每个单格(单元)电池两端都并联一个eZener或以这种技术形成的充 放。
13、电保护电路，突出性能如下： 0031 1、平时对被保护的电池几乎无任何影响，充电时保证每一个单元电池充电时不会 超过最大允许电压； 0032 2、电池组中每个单元电池的充电电压被钳制在固定的安全值，电池充电过程中， 如果某个电池充满电达到了钳位电压Vz，eZener将旁路充电电流，电池组中的其他电池仍 然可以继续得到充电直至充满。这样即使长期反复充放电也不会使个别单元电池失衡失 控，如图4所示。 0033 3、eZener提供大电流续流通道，防止蓄电池反极现象，在电池深放电过程中，单元 电池性能参差不齐也不会被反充而极性颠倒。即使个别单元电池失效，电池组还能正常工 作，如图5所示。 0034 。
14、4、充电电压钳位安全值可根据不同电池类型调整设置，并有温度补偿功能。在铅 酸电池应用中，Vz值的温度补偿约能-4mV/，如图6所示。 0035 5、单元电池的充电电压达到最大允许电压(电压钳位安全值)有光电隔离报警信 号，可用于反馈调整控制充电器。光电隔离报警信号是复用的，充电状态下的报警信号是表 示电池充满或浮充状态 0036 6、单元电池的放电到允许的最低电压，也有光电隔离报警信号，可用于警告控制 负载和用电电路。光电隔离报警信号是复用的，放电状态下的报警信号是表示电池电量放 完或欠压状态。 0037 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技 术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案 的保护范围之内。 说 明 书CN 102780210 A 1/5页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102780210 A 2/5页 7 图3 说 明 书 附 图CN 102780210 A 3/5页 8 图4 说 明 书 附 图CN 102780210 A 4/5页 9 图5 说 明 书 附 图CN 102780210 A 5/5页 10 图6 说 明 书 附 图CN 102780210 A 10 。