CN106356942A - 锂电池*** - Google Patents

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董鑫
张敏
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Abstract

本发明涉及电池技术领域，本发明提供一种锂电池***，包括充电模块、锂电池以及降压模块；充电模块的输入端连接外部电源，充电模块的输出端连接锂电池的输入端，锂电池的输出端连接降压模块的输入端，降压模块的输出端输出电压；当锂电池***进行充电时，充电模块根据外部电源对锂电池进行充电；当锂电池***进行放电时，降压模块将锂电池输出的电压进行降压变换后输出，与现有的干电池相比较，具有高能量比、重量轻、自放电率低以及可充电的特点，可重复使用多次，且绿色环保，不论在生产、使用以及报废的过程中都不产生任何有毒有害重金属物质，具有很高的整体价值和环保价值。

Description

锂电池***
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及锂电池***。
背景技术
目前，市场上使用的电池很多为干电池，干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池，废电池中含有汞镉、铅、锌等重金属有毒物质，对环境和人体造成很严重的危害，因此整体价值和环保价值较低，综上所述，现有技术中存在干电池的整体价值和环保价值较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供锂电池***，旨在解决现有技术中存在干电池的整体价值和环保价值较低的问题。
本发明是这样实现的，第一方面提供一种锂电池***，所述锂电池***包括充电模块、锂电池以及降压模块；
所述充电模块的输入端连接外部电源，所述充电模块的输出端连接所述锂电池的输入端，所述锂电池的输出端连接所述降压模块的输入端，所述降压模块的输出端输出电压；
当所述锂电池***进行充电时，所述充电模块根据所述外部电源对所述锂电池进行充电；
当所述锂电池***进行放电时，所述降压模块将所述锂电池输出的电压进行降压变换后输出。
结合第一方面，作为第一方面的第一种实施方式，所述锂电池***包括锂电池保护模块，所述锂电池保护模块的第一输入端连接所述充电模块的输出端，
所述锂电池保护模块检测到所述充电模块的输出电压高于第一预设电压时，使所述充电模块和所述锂电池之间处于断开状态。
结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第二种实施方式，所述锂电池***包括第一开关模块，所述第一开关模块的输入端连接所述充电模块的输出端，所述第一开关模块的输出端连接所述锂电池的输入端，所述锂电池保护模块的第一输出端连接所述第一开关模块的控制端；
所述锂电池保护模块检测到所述充电模块的输出电压高于第一预设电压时，控制所述第一开关模块处于断开状态。
结合第一方面，作为第一方面的第三种实施方式，所述锂电池保护模块的第二输入端连接所述锂电池的输出端；
所述锂电池保护模块检测到所述锂电池的输出电压低于第二预设电压时，使所述锂电池停止输出电压。
结合第一方面的第三种实施方式，作为第一方面的第四种实施方式，所述锂电池***还包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端连接所述锂电池的输出端，所述第二开关模块的输出端连接所述降压模块的输入端，所述锂电池保护模块的第二输出端连接所述第二开关模块的控制端；
所述锂电池保护模块检测到所述锂电池的输出端的输出电压低于第二预设电压时，控制所述第二开关模块处于断开状态。
结合第一方面的第一种实施方式至第四种实施方式，作为第一方面的第五种实施方式，所述锂电池***还包括显示控制模块和LED灯；
所述显示控制模块的输入端连接所述充电模块的输入端、所述锂电池的输入端和所述锂电池的输出端，所述显示控制模块的输出端连接所述LED灯的控制端；
所述显示控制模块通过所述LED灯显示所述锂电池的电池电量和充电状态。
结合第一方面的第五种实施方式，作为第一方面的第六种实施方式，所述显示控制模块按照不同的时间段控制所述LED灯显示所述锂电池的电池电量和充电状态。
结合第一方面，作为第一方面的第七种实施方式，所述充电模块包括比较器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管以及第一电阻；
所述比较器的反相输入端连接所述第一场效应管的漏极和所述第三场效应管的源极，所述比较器的输出端连接所述第三场效应管的栅极，所述第三场效应管的漏极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接地，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极为所述充电模块的输入端，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极连接高电平，所述第二场效应管的漏极和所述比较器的同相输入端为所述充电模块的输出端。
结合第一方面，作为第一方面的第八种实施方式，所述降压模块包括第一控制芯片、第一缓冲器、第二缓冲器、第一开关、第二开关、第一电感、第二电阻和第三电阻；
所述第一控制芯片的第一输出端连接所述第一缓冲器的输入端，所述第一控制芯片的第二输出端连接所述第二缓冲器的输入端，所述第一缓冲器的输出端连接所述第一开关的控制端，所述第一开关的输入端为所述降压模块的输入端，所述第一开关的输出端连接所述第二开关的输入端和所述第一电感的第一端，所述第二开关的控制端连接所述第二缓冲器的输出端，所述第一电感的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第一电感的第二端为所述降压模块的输出端，所述第二电阻的第二端连接所述第一控制芯片的输入端和所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接地。
结合第一方面，作为第一方面的第九种实施方式，所述显示控制模块包括第二控制芯片以及第三缓冲器，所述LED灯包括第一发光二极管和第二发光二极管；
所述第二控制芯片的输出端连接所述第三缓冲器的输入端，所述第三缓冲器的输出端连接所述第一发光二极管的阴极和所述第二发光二极管的阳极，所述第一发光二极管的阳极连接输入电压，所述第二发光二极管的阴极接地。
本发明实施例一种锂电池***，通过设置充电模块和降压模块，使得此锂电池***具备可充电电池的功能，该降压模块将锂电池输出的电压进行降压，并且能够输出足够的电流，从而使得用户可以将装有充电模块和降压模块的锂电池当做干电池来使用，与现有的干电池相比较，具有高能量比、重量轻、自放电率低以及可充电的特点，可重复使用多次，且绿色环保，不论在生产、使用以及报废的过程中都不产生任何有毒有害重金属物质，具有很高的整体价值和环保价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种实施例提供的锂电池***的结构示意图；
图2是本发明一种实施例提供的锂电池***中的充电模块的电路图；
图3是本发明一种实施例提供的锂电池***中的降压模块的电路图；
图4是本发明另一种实施例提供的锂电池***的结构示意图；
图5是本发明另一种实施例提供的锂电池***的结构示意图；
图6是本发明另一种实施例提供的锂电池***的结构示意图；
图7是本发明另一种实施例提供的锂电池***中的显示控制模块的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例提供一种锂电池***10，如图1所示，锂电池***10包括充电模块101、锂电池102以及降压模块103；
充电模块101的输入端连接外部电源，充电模块101的输出端连接锂电池102的输入端，锂电池102的输出端连接降压模块103的输入端，降压模块103的输出端输出电压；
当锂电池***10进行充电时，充电模块101根据外部电源对锂电池102进行充电；
当锂电池***10进行放电时，降压模块103将锂电池102输出的电压进行降压变换后输出。
本发明实施例一种锂电池***10，通过设置充电模块101和降压模块103，使得此锂电池***10具备可充电电池的功能，该降压模块103将锂电池102输出的电压降压到1.5V左右，并且能够输出足够的电流，从而使得用户可以将装有充电模块101和降压模块103的锂电池102当做干电池来使用，此外，此降压模块103和充电模块101也包含有对锂电池102的保护功能。
在上述实施例中，对于充电模块101，充电模块101根据外部电源对锂电池102进行充电，以实现对锂电池102的充电功能，作为一种具体的电路结构，具体的，如图2所示，所述充电模块101包括比较器AMP、第一场效应管PMOS1、第二场效应管PMOS2、第三场效应管PMOS3以及第一电阻R1；
所述比较器AMP的反相输入端连接所述第一场效应管PMOS1的漏极和所述第三场效应管PMOS3的源极，所述比较器AMP的输出端连接所述第三场效应管PMOS3的栅极，所述第三场效应管PMOS3的漏极连接所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端接地，所述第一场效应管PMOS1的栅极和所述第二场效应管PMOS2的栅极为所述充电模块101的输入端，所述第一场效应管PMOS1的源极和所述第二场效应管PMOS2的源极连接高电平，所述第二场效应管PMOS2的漏极和所述比较器AMP的同相输入端为所述充电模块101的输出端。
其中，比较器AMP外部电源电压与锂电池102电压，当外部电源电压大于锂电池102电压时，控制第三场效应管PMOS3导通，使外部电源对锂电池102充电，当外部电源电压小于锂电池102电压时，控制第三场效应管PMOS3关断，使外部电源停止对锂电池102充电。
在上述实施例中，对于降压模块103，具体的，如图3所示，降压模块103包括第一控制芯片U1、第一缓冲器buffer1、第二缓冲器buffer2、第一开关SW1、第二开关SW2、第一电感L1、第二电阻R2和第三电阻R3；
第一控制芯片U1的第一输出端连接第一缓冲器buffer1的输入端，第一控制芯片U1的第二输出端连接第二缓冲器buffer2的输入端，第一缓冲器buffer1的输出端连接第一开关SW1的控制端，第一开关SW1的输入端为降压模块103的输入端，第一开关SW1的输出端连接第二开关SW2的输入端和第一电感L1的第一端，第二开关SW2的控制端连接第二缓冲器buffer2的输出端，第一电感L1的第二端连接第二电阻R2的第一端，第一电感L1的第二端为降压模块103的输出端，第二电阻R2的第二端连接第一控制芯片U1的输入端和第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端接地。
具体的，第一控制芯片U1通过控制第一开关SW1和第二开关SW2的导通和关断控制对锂电池102输出的电压进行降压变换。
本发明另一种实施例提供一种锂电池***10，如图4所示，在上述实施例的基础上，锂电池***10包括锂电池保护模块104，锂电池保护模块104的第一输入端连接充电模块101的输出端，
锂电池保护模块104检测到充电模块101的输出电压高于第一预设电压时，使充电模块101和锂电池102之间处于断开状态。
其中，通过设置锂电池保护模块104以在充电模块101的输出电压过高时，使充电模块101和锂电池102之间处于断开状态,具体可以采用控制充电模块101停止输出电压的方式，也可以在充电模块101和锂电池102之间设置开关模块，通过控制控制模块以控制充电模块101和锂电池102之间处于断开状态。
具体的，作为一种实施方式，如图5所示，锂电池***10包括第一开关模块105，第一开关模块105的输入端连接充电模块101的输出端，第一开关模块105的输出端连接锂电池102的输入端，锂电池保护模块104的第一输出端连接第一开关模块105的控制端；
锂电池保护模块104检测到充电模块101的输出电压高于第一预设电压时，控制第一开关模块105处于断开状态。
其中，锂电池保护模块104还可以在锂电池102的输出电压过低时,使锂电池102停止输出电压到降压模块。
具体的，锂电池保护模块104的第二输入端连接锂电池102的输出端；
锂电池保护模块104检测到锂电池102的输出电压低于第二预设电压时，使锂电池102停止输出电压。
具体的，作为一种实施方式，锂电池***10还包括第二开关模块106，第二开关模块106的输入端连接锂电池102的输出端，第二开关模块106的输出端连接降压模块103的输入端，锂电池保护模块104的第二输出端连接第二开关模块106的控制端；
锂电池保护模块104检测到锂电池102的输出电压低于第二预设电压时，控制第二开关模块106处于断开状态。
本实施例中，通过设置锂电池保护模块104，实现了对锂电池102充电过程中出现的过充和过放电流以及电压进行保护。
本发明另一种实施例提供一种锂电池***10，如图6所示，在上述两种实施例的基础上，锂电池***10还包括显示控制模块107和LED灯；
显示控制模块107的输入端连接充电模块101的输入端、锂电池102的输入端和锂电池102的输出端，显示控制模块107的输出端连接LED灯的控制端；
显示控制模块107通过LED灯显示锂电池102的电池电量和充电状态。
具体的，显示控制模块107按照不同的时间段控制LED灯显示锂电池102的电池电量和充电状态，即一个时间段用来显示电池电量，另一个时间段用来显示充电状态。
对于显示控制模块107，具体的，如图7所示，显示控制模块107包括第二控制芯片U2以及第三缓冲器buffer3，LED灯包括第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2；
第二控制芯片U2的输出端连接第三缓冲器buffer3的输入端，第三缓冲器buffer3的输出端连接第一发光二极管LED1的阴极和第二发光二极管LED2的阳极，第一发光二极管LED1的阳极连接输入电压，第二发光二极管LED2的阴极接地。
LED灯显示控制方式如下：
当VIN电源连接到***时(***5V USB)，LED灯显示分两个时间显示锂电池102状态：
在第一时间段内，LED灯显示锂电池102充电状态，例如，红灯(第一发光二极管LED1)显示代表充电中，绿灯(第二发光二极管LED2)显示代表已充满。
在第二时间段内，LED灯显示锂电池102电量，例如LED灯闪烁次数。
当在第一时间段内，LED灯显示锂电池102充电状态处于充电时，接着第一时间段后的第二时间段内，控制LED灯根据当前电量按照预定频率显示，LED灯闪烁的频率随着电量值的升高而变快，当充满电时，LED灯常量。
本发明实施例提供的锂电池，与现有的干电池相比较，具有高能量比、重量轻、自放电率很低和可充电的特点，可重复使用多次，且绿色环保，不论生产、使用和报废都不产生任何有毒有害重金属物质，所以具有很高的整体价值和环保价值。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种锂电池***，其特征在于，所述锂电池***包括充电模块、锂电池以及降压模块；
所述充电模块的输入端连接外部电源，所述充电模块的输出端连接所述锂电池的输入端，所述锂电池的输出端连接所述降压模块的输入端，所述降压模块的输出端输出电压；
当所述锂电池***进行充电时，所述充电模块根据所述外部电源对所述锂电池进行充电；
当所述锂电池***进行放电时，所述降压模块将所述锂电池输出的电压进行降压变换后输出。
2.如权利要求1所述的锂电池***，其特征在于，所述锂电池***包括锂电池保护模块，所述锂电池保护模块的第一输入端连接所述充电模块的输出端；
所述锂电池保护模块检测到所述充电模块的输出电压高于第一预设电压时，使所述充电模块和所述锂电池之间处于断开状态。
3.如权利要求2所述的锂电池***，其特征在于，所述锂电池***包括第一开关模块，所述第一开关模块的输入端连接所述充电模块的输出端，所述第一开关模块的输出端连接所述锂电池的输入端，所述锂电池保护模块的第一输出端连接所述第一开关模块的控制端；
所述锂电池保护模块检测到所述充电模块的输出电压高于第一预设电压时，控制所述第一开关模块处于断开状态。
4.如权利要求1所述的锂电池***，其特征在于，所述锂电池保护模块的第二输入端连接所述锂电池的输出端；
所述锂电池保护模块检测到所述锂电池的输出电压低于第二预设电压时，使所述锂电池停止输出电压。
5.如权利要求4所述的锂电池***，其特征在于，所述锂电池***还包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端连接所述锂电池的输出端，所述第二开关模块的输出端连接所述降压模块的输入端，所述锂电池保护模块的第二输出端连接所述第二开关模块的控制端；
所述锂电池保护模块检测到所述锂电池的输出电压低于第二预设电压时，控制所述第二开关模块处于断开状态。
6.如权利要求1至5任一项所述的锂电池***，其特征在于，所述锂电池***还包括显示控制模块和LED灯；
所述显示控制模块的输入端连接所述充电模块的输入端、所述锂电池的输入端和所述锂电池的输出端，所述显示控制模块的输出端连接所述LED灯的控制端；
所述显示控制模块通过所述LED灯显示所述锂电池的电池电量和充电状态。
7.如权利要求6所述的锂电池***，其特征在于，所述显示控制模块按照不同的时间段控制所述LED灯显示所述锂电池的电池电量和充电状态。
8.如权利要求1所述的锂电池***，其特征在于，所述充电模块包括比较器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管以及第一电阻；
所述比较器的反相输入端连接所述第一场效应管的漏极和所述第三场效应管的源极，所述比较器的输出端连接所述第三场效应管的栅极，所述第三场效应管的漏极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接地，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极为所述充电模块的输入端，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极连接高电平，所述第二场效应管的漏极和所述比较器的同相输入端为所述充电模块的输出端。
9.如权利要求1所述的锂电池***，其特征在于，所述降压模块包括第一控制芯片、第一缓冲器、第二缓冲器、第一开关、第二开关、第一电感、第二电阻和第三电阻；
所述第一控制芯片的第一输出端连接所述第一缓冲器的输入端，所述第一控制芯片的第二输出端连接所述第二缓冲器的输入端，所述第一缓冲器的输出端连接所述第一开关的控制端，所述第一开关的输入端为所述降压模块的输入端，所述第一开关的输出端连接所述第二开关的输入端和所述第一电感的第一端，所述第二开关的控制端连接所述第二缓冲器的输出端，所述第一电感的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第一电感的第二端为所述降压模块的输出端，所述第二电阻的第二端连接所述第一控制芯片的输入端和所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接地。
10.如权利要求6所述的锂电池***，其特征在于，所述显示控制模块包括第二控制芯片以及第三缓冲器，所述LED灯包括第一发光二极管和第二发光二极管；
所述第二控制芯片的输出端连接所述第三缓冲器的输入端，所述第三缓冲器的输出端连接所述第一发光二极管的阴极和所述第二发光二极管的阳极，所述第一发光二极管的阳极连接输入电压，所述第二发光二极管的阴极接地。
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