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1、(10)申请公布号 CN 102832674 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 2 6 7 4 A *CN102832674A* (21)申请号 201210341547.9 (22)申请日 2012.09.14 H02J 7/00(2006.01) (71)申请人何岳明 地址 315181 浙江省宁波市鄞州区横街镇宁 波海王电器有限公司 (72)发明人何岳明 (74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公 司 33102 代理人徐雪波 邓青玲 (54) 发明名称 一种锂电池的充放电保护电路 (57) 摘要 本发明涉及一种锂电池的充电保护电路，包 括与锂电。
2、池组正极、锂电池组负极连接的充放电 控制器(IC)，放电控制开关管(Q1)，充电控制开 关管(Q2)，放电控制开关管(Q1)的栅极与充放电 控制器(IC)的放电控制输出信号端(DO)相连， 放电控制开关管(Q1)的源极与锂电池组负极相 连，充电控制开关管(Q2)的栅极与充放电控制器 (IC)的充电控制输出信号端(CO)相连，充电控制 开关管(Q2)的源极与充电器的负极相连，充电器 的正极与锂电池组正极相连，其特征在于：还包 括一振荡器，所述振荡器的输入端(IN)与充放电 控制器的放电控制输出信号端相连，所述振荡器 的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相 连。与现有技术相比，本发明的。
3、优点在于，通过调 节振荡器的占空比，就可以控制充电控制开关管 Q2的导通与截止时间，从而达到控制充电电流大 小的目的。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图10页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 10 页 1/1页 2 1.一种锂电池的充放电保护电路，包括与锂电池组正极、锂电池组负极连接的充放电 控制器(IC)，放电控制开关管(Q1)，充电控制开关管(Q2)，放电控制开关管(Q1)的栅极与 充放电控制器(IC)的放电控制输出信号端(DO)相连，放电控制开关管(Q1)的源极与锂电 池组负极相连，充电控制开关。
4、管(Q2)的栅极与充放电控制器(IC)的充电控制输出信号端 (CO)相连，充电控制开关管(Q2)的源极与充电器的负极相连，充电器的正极与锂电池组正 极相连，其特征在于：还包括一振荡器，所述振荡器的输入端(IN)与充放电控制器的放电 控制输出信号端(DO)相连，所述振荡器的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相 连，该振荡器的输出信号受充放电控制器输出的放电控制输出信号控制，当放电控制输出 信号端输出低电平时，所述振荡器输出震荡信号，使充电控制开关管(Q2)间隔导通，从而 改变充电电流大小；当放电控制输出信号端输出高电平时，所述振荡器停止震荡，无输出信 号，充电器按常规充电电流给锂电池。
5、组充电。 2.根据权利要求1所述的锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述振荡器包括： 第三场效应管(Q3)、第四场效应管(Q4)、第五场效应管(Q5)、第六场效应管(Q6)、第一电 阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)和第二电容(C2)， 其中，第三场效应管(Q3)的栅极作为所述振荡器的输入端(IN)与充放电控制器的放电控 制输出信号端相连，第三场效应管(Q3)的源极与锂电池组正极相连，第三场效应管(Q3)的 漏极与第四电阻(R4)的第一端相连，第四电阻(R4)的第二端与第五场效应管(Q5)漏极相 连，第五场效应管(Q5)的源极与充电控制开关管(。
6、Q2)的源极相连，第五场效应管(Q5)的 栅极与第一电容(C1)的第一端相连，第一电容(C1)的第二端与第一电阻(R1)的第二端相 连，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)的第一端均与第四电阻(R4)的第一端相 连，第二电容(C2)的第一端与第五场效应管(Q5)的漏极相连，第二电容(C2)的第二端与 第三电阻(R3)的第二端相连，第二电阻(R2)的第二端与第五场效应管(Q5)的栅极相连， 第四场效应管(Q4)的栅极与第二电容(C2)的第二端相连，第四场效应管(Q4)的漏极与第 一电容(C1)的第二端相连，第四场效应管(Q4)的源极与第五场效应管(Q5)的源极相连， 第六场效应管。
7、(Q6)的栅极与第四场效应管(Q4)的漏极相连，第六场效应管(Q6)的漏极作 为所述振荡器的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相连，第六场效应管(Q6)的 源极与第五场效应管(Q5)的源极相连。 3.根据权利要求1所述的锂电池的充放电保护电路，其特征在于：所述振荡器包括：第 七场效应管(Q7)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第三电容 (C3)和运算放大器(CP)，其中，第七场效应管(Q7)的栅极作为所述振荡器的输入端(IN)与 充放电控制器的放电控制输出信号端相连，第七场效应管(Q7)的源极与锂电池组正极相连， 第七场效应管(Q7)的漏极与。
8、第五电阻(R5)的第一端相连，第五电阻(R5)的第二端与运算放 大器(CP)的同相输入端相连，第六电阻(R6)的第一端与运算放大器(CP)的同相输入端相 连，第六电阻(R6)的第二端与运算放大器(CP)的输出端相连，第七电阻(R7)的第一端与运 算放大器(CP)的同相输入端相连，第七电阻(R7)的第二端与充电控制开关管(Q2)的源极相 连，第八电阻(R8)的第一端与运算放大器(CP)的反相输入端相连，第八电阻(R8)的第二端 与运算放大器(CP)的输出端相连，第三电容(C3)的第一端与运算放大器(CP)的反相输入端 相连，第三电容(C3)的第二端与充电控制开关管(Q2)的源极相连，运算放大器(。
9、CP)的输出 端作为所述振荡器的输出端(OUT)与充电控制开关管(Q2)的栅极相连。 权 利 要 求 书CN 102832674 A 1/5页 3 一种锂电池的充放电保护电路 技术领域 0001 本发明涉及一种锂电池的充放电保护电路。 背景技术 0002 现有的锂电池充放电保护电路，一般由一个充电控制开关管、一个放电控制开关 管和专用的充放电控制器组成，充放电控制器可以由分立件组成的控制电路，也可以为一 集成控制芯片。通常情况下，它们与充电器和负载的连接方式有以下三种情况： 0003 第一种情况：放电控制开关管Q1的栅极与充放电控制器IC的放电控制输出信号 端DO相连，充电控制开关管Q2的栅极。
10、与充放电控制器IC的充电控制输出信号端CO相连， 放电控制开关管Q1的源极与锂电池组的负极相连，负载的两端连接在放电控制开关管Q1 的漏极与锂电池组正极之间；充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组的负极相连，充电控制 开关管Q2的源极与充电器CDQ的负极相连，充电器CDQ的正极与锂电池组的正极相连，充 放电控制器IC监视锂电池组的电压并对放电控制输出信号端DO和充电控制输出信号端CO 进行控制，参见附图8所示；其电路工作原理为：当锂电池处于充电状态时，充电控制输出 信号端CO输出高电平，充电控制开关管Q2导通，充电器CDQ正常对锂电池组进行充电，当 锂电池电压充满时，充电控制输出信号端CO输出低电。
11、平，充电控制开关管Q2截止，充电回 路断开，充电器CDQ停止对锂电池组充电；当锂电池处于放电状态下，放电控制输出信号端 DO输出高电平，放电控制开关管Q1导通，锂电池对负载RL供电，当锂电池电压降至临界电 压(如2.55V)时，放电控制输出信号端DO输出低电平，放电控制开关管Q1截止，锂电池组 停止向负载RL供电。 0004 第二种情况：与第一种情况不同的是，放电控制开关管Q1的漏极与充电控制开关 管Q2的漏极连接；参见附图9所示；其充电工作原理为：充电控制输出信号端CO输出高电 平，充电控制开关管Q2导通，当放电控制输出信号端DO输出高电平时，放电控制开关管Q1 导通，充电器CDQ正常对当锂。
12、电池组进行充电，当放电控制输出信号端DO输出低电平时，放 电控制开关管Q1截止，由于放电控制开关管Q1内部的二极管D存在，充电器CDQ依然会正 常对锂电池组进行充电，当锂电池充满时，充电控制输出信号端CO输出低电平，充电控制 开关管Q2截止，充电回路断开，充电器CDQ停止对锂电池组充电；放电工作原理与第一种情 况相同，即：当锂电池处于放电状态下，放电控制输出信号端DO输出高电平，放电控制开关 管Q1导通，锂电池对负载RL供电，当锂电池电压降至临界电压(如2.55V)时，放电控制输 出信号端DO输出低电平，放电控制开关管Q1截止，锂电池组停止向负载RL供电。 0005 第三种情况，与第二种情况不。
13、同的是，负载RL的一端与充电控制开关管Q2的源 极相连，负载RL的另一端与锂电池组正极相连，参见图10所示，其充电工作与第二种情况 的充电工作原理相同，其放电工作原理为：当锂电池处于放电状态下，放电控制输出信号端 DO输出高电平，放电控制开关管Q1导通，充电控制输出信号端CO也输出高电平，充电控制 开关管Q2也导通，锂电池正常对负载RL供电；当锂电池电压降至临界电压(如2.55V)时， 放电控制输出信号端DO输出低电平，放电控制开关管Q1截止，锂电池组停止向负载RL供 说 明 书CN 102832674 A 2/5页 4 电。 0006 但是，当锂电池经过常长时间放置或者遇到其他过放电情况导致。
14、锂电池的电压低 于正常临界充电电压时，如果按照上述充电电路正常给锂电池进行常规电流充电，这样会 对锂电池内部结构造成损坏，容易使锂电池组无法恢复正常工作，从而影响锂电池组的寿 命，因为按照上述充电电路给锂电池充电，由于锂电池的电压很低，此时如果按常规电流给 锂电池充电，这种情况极易损坏锂电池内部结构，而如果当锂电池电压低于正常临界充电 电压时，给锂电池进行小电流(比如充电电流为电池容量的1/10A)充电，则完全能够将锂 电池充电到正常工作电压。 发明内容 0007 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种锂电池的充放电保护 电路，该充放电保护电路能在锂电池组中任意一节锂电池的电压低于。
15、正常临界充电电压时 对锂电池组进行低电流充电，有效保护锂电池组。 0008 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该锂电池的充放电保护电路，包 括与锂电池组正极、负极连接的充放电控制器，放电控制开关管，充电控制开关管，放电控 制开关管的栅极与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，放电控制开关管的源极与锂 电池组负极相连，充电控制开关管的栅极与充放电控制器的充电控制输出信号端相连，充 电控制开关管的源极与充电器的负极相连，充电器的正极与锂电池组正极相连，其特征在 于：还包括一振荡器，所述振荡器的输入端与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，所 述振荡器的输出端与充电控制开关管的栅极相连，该振。
16、荡器的输出信号受充放电控制器输 出的放电控制输出信号控制，当放电控制输出信号端输出低电平时，所述振荡器输出震荡 信号，使充电控制开关管间隔导通，从而改变充电电流大小；当放电控制输出信号端输出高 电平时，所述振荡器停止震荡，无输出信号，充电器按常规充电电流给锂电池组充电。 0009 所述振荡器的电路可以有多种方式实现，其中最基本的技术方案为，所述振荡器 包括：第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一电阻、第二电阻、第 三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容，其中，第三场效应管的栅极作为所述振荡器的输 入端与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，第三场效应管的源极与锂电池组正极相。
17、 连，第三场效应管的漏极与第四电阻的第一端相连，第四电阻的第二端与第五场效应管漏 极相连，第五场效应管的源极与充电控制开关管的源极相连，第五场效应管的栅极与第一 电容的第一端相连，第一电容的第二端与第一电阻的第二端相连，第一电阻、第二电阻、第 三电阻的第一端均与第四电阻的第一端相连，第二电容的第一端与第五场效应管的漏极相 连，第二电容的第二端与第三电阻的第二端相连，第二电阻的第二端与第五场效应管的栅 极相连，第四场效应管的栅极与第二电容的第二端相连，第四场效应管的漏极与第一电容 的第二端相连，第四场效应管的源极与第五场效应管的源极相连，第六场效应管的栅极与 第四场效应管的漏极相连，第六场效应管。
18、的漏极作为所述振荡器的输出端与充电控制开关 管的栅极相连，第六场效应管的源极与第五场效应管的源极相连。 0010 另一种技术方案为，所述振荡器包括：第七场效应管、第五电阻、第六电阻、第七 电阻、第八电阻、第三电容和运算放大器，其中，第七场效应管的栅极作为所述振荡器的输 入端与充放电控制器的放电控制输出信号端相连，第七场效应管的源极与锂电池组正极相 说 明 书CN 102832674 A 3/5页 5 连，第七场效应管的漏极与第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端与运算放大器的同 相输入端相连，第六电阻的第一端与运算放大器的同相输入端相连，第六电阻的第二端与 运算放大器的输出端相连，第七电阻的第。
19、一端与运算放大器的同相输入端相连，第七电阻 的第二端与充电控制开关管的源极相连，第八电阻的第一端与运算放大器的反相输入端相 连，第八电阻的第二端与运算放大器的输出端相连，第三电容的第一端与运算放大器的反 相输入端相连，第三电容的第二端与充电控制开关管的源极相连，运算放大器的输出端作 为所述振荡器的输出端与充电控制开关管的栅极相连。 0011 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在充放电控制器的放电控制输出信号 端和充电控制开关管的栅极之间连接一振荡器，通过调节振荡器的占空比，使振荡器工作 在合适的占空比，实现对锂电池进行低电流充电，有效保护锂电池，而当锂电池的电压高于 正常临界电压时，振荡器。
20、停止震荡，对锂电池进行常规电流充电。 附图说明 0012 图1为本发明实施例一中锂电池的充放电保护电路的框图； 0013 图2为本发明实施例一中锂电池的充放电保护电路的电路原理图； 0014 图3为本发明实施例二中锂电池的充放电保护电路的电路原理图； 0015 图4为本发明实施例三中锂电池的充放电保护电路的框图； 0016 图5为本发明实施例四中锂电池的充放电保护电路的电路原理图； 0017 图6为本发明实施例五中锂电池的充放电保护电路的框图； 0018 图7为本发明实施例六中锂电池的充放电保护电路的电路原理图； 0019 图8为现有技术中第一种情况下锂电池充放电电路的电路原理图； 0020 。
21、图9为现有技术中第二种情况下锂电池充放电电路的电路原理图； 0021 图10为现有技术中第三种情况下锂电池充放电电路的电路原理图。 具体实施方式 0022 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 0023 实施例一 0024 如图1所示的锂电池的充电保护电路，其包括多节锂电池BT1BTn串联的锂电池 组，与锂电池组正极、锂电池组负极连接的充放电控制器IC，放电控制开关管Q1，充电控制 开关管Q2和振荡器，其中，放电控制开关管Q1的栅极与充放电控制器IC的放电控制输出 信号端DO相连，放电控制开关管Q1的源极与锂电池组负极相连，放电控制开关管Q1的漏 极与充电控制开关管Q2的漏极相连，充电。
22、控制开关管Q2的栅极与充放电控制器IC的充电 控制输出信号端CO相连，充电控制开关管Q2的源极与充电器CDQ的负极相连，充电器CDQ 的正极与锂电池组正极相连，振荡器的输入端IN与放电控制开关管Q1的栅极相连，所述振 荡器的输出端OUT与充电控制开关管Q2的栅极相连，负载RL的两端连接在充电控制开关 管Q2的源极与锂电池组正极之间。充放电控制器可以为分立件组成的控制电路，也可以为 一集成控制芯片。 0025 本实施例中，所述振荡器包括：第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管 Q5、第六场效应管Q6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1和 说 明 书CN。
23、 102832674 A 4/5页 6 第二电容C2，请参见图2所示，其中，第三场效应管Q3的栅极作为所述振荡器的输入端IN 与充放电控制器IC的放电控制输出信号端DO相连，第三场效应管Q3的源极与锂电池组正 极相连，第三场效应管Q3的漏极与第四电阻(R4)的第一端相连，第四电阻R4的第二端与 第五场效应管Q5漏极相连，第五场效应管Q5的源极与充电控制开关管Q2的源极相连，第 五场效应管Q5的栅极与第一电容C1的第一端相连，第一电容C1的第二端与第一电阻R1的 第二端相连，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的第一端均与第四电阻R4的第一端相 连，第二电容C2的第一端与第五场效应管Q5的漏。
24、极相连，第二电容C2的第二端与第三电 阻R3的第二端相连，第二电阻R2的第二端与第五场效应管(Q5)的栅极相连，第四场效应 管Q4的栅极与第二电容C2的第二端相连，第四场效应管Q4的漏极与第一电容C1的第二 端相连，第四场效应管Q4的源极与第五场效应管Q5的源极相连，第六场效应管Q6的栅极 与第四场效应管Q4的漏极相连，第六场效应管Q6的漏极作为所述振荡器的输出端OUT与 充电控制开关管Q2的栅极相连，第六场效应管Q6的源极与第五场效应管Q5的源极相连。 0026 上述电路的工作原理为：当锂电池组中各节电池的电压都处于正常电压时，放电 控制输出信号端DO输出高电平，振荡器不工作，无输出信号，电。
25、路中充电器CDQ按照正常充 电电流给锂电池组充电；当BT1BTn中任意一节锂电池的电压低于临界充电电压，放电控 制输出信号端DO输出低电平，振荡器开始工作，振荡器输出端OUT输出震荡信号，通过调整 振荡器的占空比，就可以控制充电控制开关管Q2的导通与截止时间，从而达到控制充电电 流大小的目的。 0027 实施例二 0028 与实施例一不同的是，所述振荡器包括：第七场效应管Q7、第五电阻R5、第六电阻 R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3和运算放大器CP，请参见图3所示，其中，第七场 效应管Q7的栅极作为所述振荡器的输入端IN与充放电控制器IC的放电控制输出信号端 DO相连，第七场效应。
26、管Q7的源极与锂电池组正极相连，第七场效应管Q7的漏极与第五电阻 R5的第一端相连，第五电阻R5的第二端与运算放大器CP的同相输入端相连，第六电阻R6 的第一端与运算放大器CP的同相输入端相连，第六电阻R6的第二端与运算放大器CP的输 出端相连，第七电阻R7的第一端与运算放大器CP的同相输入端相连，第七电阻R7的第二 端与充电控制开关管Q2的源极相连，第八电阻R8的第一端与运算放大器CP的反相输入端 相连，第八电阻R8的第二端与运算放大器CP的输出端相连，第三电容C3的第一端与运算 放大器CP的反相输入端相连，第三电容C3的第二端与充电控制开关管Q2的源极相连，运 算放大器CP的输出端作为所述。
27、振荡器的输出端OUT与充电控制开关管Q2的栅极相连。 0029 上述电路的工作原理与实施例一相同。 0030 实施例三 0031 与实施例一不同的是，负载RL的两端连接在充电控制开关管Q2的漏极与锂电池 组正极之间，参见图4所示。 0032 上述电路的工作原理与实施例一相同。 0033 实施例四 0034 与实施例二不同的是，负载RL的两端连接在充电控制开关管Q2的漏极与锂电池 组正极之间，参见图5所示。 0035 上述电路的工作原理与实施例一相同。 说 明 书CN 102832674 A 5/5页 7 0036 实施例五 0037 与实施例一不同的是，充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组负极相。
28、连，负载RL的 两端连接在放电控制开关管Q1的漏极与锂电池组正极之间，参见图6所示。 0038 上述电路的工作原理与实施例一相同。 0039 实施例六 0040 与实施例二不同的是，充电控制开关管Q2的漏极与锂电池组负极相连，负载RL的 两端连接在放电控制开关管Q1的漏极与锂电池组正极之间，参见图7所示。 0041 上述电路的工作原理与实施例一相同。 说 明 书CN 102832674 A 1/10页 8 图1 说 明 书 附 图CN 102832674 A 2/10页 9 图2 说 明 书 附 图CN 102832674 A 3/10页 10 图3 说 明 书 附 图CN 102832674 A 10 4/10页 11 图4 说 明 书 附 图CN 102832674 A 11 5/10页 12 图5 说 明 书 附 图CN 102832674 A 12 6/10页 13 图6 说 明 书 附 图CN 102832674 A 13 7/10页 14 图7 说 明 书 附 图CN 102832674 A 14 8/10页 15 图8 说 明 书 附 图CN 102832674 A 15 9/10页 16 图9 说 明 书 附 图CN 102832674 A 16 10/10页 17 图10 说 明 书 附 图CN 102832674 A 17 。