CN108390434A - 基于电池充放电的保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于电池充放电的保护电路，包括充电电源模块和若干充放电模块，充放电模块包括第一保护电路模块、第一电池模块以及第一负载模块，第一保护电路模块包括第一二极管D1和第二二极管D2，充电电源模块、第一二极管D1、第一电池模块和第一负载模块构成第一充电回路；第一电池模块、第一负载模块和、第二二极管D2构成第一放电回路，所述第一充电回路和第一放电回路择一导通。本发明实施例通过在第一保护电路模块中设有第一二极管D1和第二二极管D2，当第一电池模块与其它可充电电池进行充放电测试而出现极耳短接时，充电电源模块输出的电压经过第一二极管D1和第二二极管D2的限制后，能有效避免第一电池模块充爆的情况，提高生产安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种基于电池充放电的保护电路。
背景技术
在电池的生成过程中，需要对电池进行充放电测试，现有的生产工艺中，对电池的测试均采用自动化设备进行测试，能同时对多个电池进行测试，生产效率高。
但是，在对电池的极耳进行接线时，相邻电池之间的间距较小，会出现电池之间的极耳相互抵接而导通的情况，在对电池进行充电或者放电测试时，容易出现电池过充引起电池燃烧甚至发生***等安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足之处，提供一种基于电池充放电的保护电路。
本发明解决技术问题采用的技术手段是提供一种基于电池充放电的保护电路，包括充电电源模块和若干充放电模块，所述充放电模块包括第一保护电路模块、第一电池模块以及第一负载模块，所述第一保护电路模块包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述充电电源模块的正端V+依次通过正向导通的第一二极管D1、第一电池模块和第一负载模块回到充电电源模块的负端V-形成第一充电回路；所述第一电池模块的第一正端U1+依次通过第一负载模块和正向导通的第二二极管D2回到第一电池模块的第一负端U1-形成第一放电回路，所述第一充电回路和第一放电回路择一导通。
进一步地，还包括第一电路切换模块，所述第一电路切换模块包括连接至第一充电回路中的第一充电切换电路和连接至第一放电回路中的第一放电切换电路，所述第一电路切换模块择一导通所述第一充电切换电路和第一放电切换电路。
进一步地，所述第一电路切换模块包括第一端V1、第二端V2、第三端V3、第四端V4和第五端V5，所述充电电源模块的正端V+通过正向导通的第一二极管D1连接至所述第一端V1，所述第二端V2通过所述第一负载模块连接至充电电源模块的负端V-，所述第三端V3连接至第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接至第一负载模块与充电电源模块的负端V-之间的线路上，所述第四端V4连接至所述第一正端V1+，所述第五端V5连接至所述第一负端V1-；所述第一端V1与第四端V4连接而第二端V2与第五端V5连接，导通所述第一充电切换电路，所述第二端V2与第四端V4连接而第三端V3与第五端V5连接，导通所述第一放电切换电路。
进一步地，所述第一负载模块包括第一控制电路和第一电阻R1，所述第一控制电路的输入端连接至所述第二端V2，所述第一控制电路的输出端通过所述第一电阻R1连接至所述充电电源模块的负端V-。
进一步地，所述第一控制电路包括第一MOS管Q1，所述第一MOS管Q1的漏极连接至所述第二端V2，所述第一MOS管Q1的源极通过所述第一电阻R1连接至所述充电电源模块的负端V-，所述第一MOS管Q1的基极连接至第一外部信号输入端Vi n1。
进一步地，所述充放电模块还包括第二保护电路模块、第二电池模块以及第二负载模块，所述第二保护电路模块包括第三二极管D3和第四二极管D4，所述充电电源模块的正端V+依次通过正向导通的第三二极管D3、第二电池模块和第二负载模块回到充电电源模块的负端V-形成第二充电回路；所述第二电池模块的第第二正端U2+依次通过第第二负载模块和正向导通的第四二极管D4回到第二电池模块的第二负端U2-形成第二放电回路，所述第二充电回路和第二放电回路择一导通。
进一步地，还包括第二电路切换模块，所述第二电路切换模块包括连接至第二充电回路中的第二充电切换电路和连接至第二放电回路中的第二放电切换电路，所述第二电路切换模块择一导通所述第二充电切换电路和第二放电切换电路。
进一步地，所述第二电路切换模块包括第六端V6、第七端V7、第八端V8、第九端V9和第十端V10，所述充电电源模块的正端V+通过正向导通的第三二极管D3连接至所述第六端V6，所述第七端V7通过所述第二负载模块连接至充电电源模块的负端V-，所述第八端V8连接至第四二极管D4的阴极，所述第四二极管D4的阳极连接至第二负载模块与充电电源模块的负端V-之间的线路上，所述第九端V9连接至所述第二正端V2+，所述第十端V10连接至所述第二负端V2-；所述第六端V6与第九端V9连接而第七端V7与第十端V10连接，导通所述第二充电切换电路，所述第七端V7与第九端V9连接而第八端V8与第十端V10连接，导通所述第二放电切换电路。
进一步地，所述第二负载模块包括第二控制电路和第二电阻R2，所述第二控制电路的输入端连接至所述第七端V7，所述第二控制电路的输出端通过所述第二电阻R2连接至所述充电电源模块的负端V-。
进一步地，所述第二控制电路包括第二MOS管Q2，所述第二MOS管Q2的漏极连接至所述第七端V7，所述第二MOS管Q2的源极通过所述第二电阻R2连接至所述充电电源模块的负端V-，所述第二MOS管Q2的基极连接至第二外部信号输入端Vi n2。
采用上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：本发明实施例通过在第一保护电路模块中设有第一二极管D1和第二二极管D2，当第一电池模块与其它可充电电池进行充放电测试而出现极耳短接时，所述充电电源模块输出的电压经过第一二极管D1和第二二极管D2的限制后，能有效避免第一电池模块充爆的情况，提高生产安全性。
附图说明
图1是本发明基于电池充放电的保护电路一个实施例的方框示意图。
图2是本发明基于电池充放电的保护电路另一个实施例的方框示意图。
图3是本发明基于电池充放电的保护电路一个实施例的电路结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种基于电池充放电的保护电路，包括充电电源模块1和若干充放电模块，所述充放电模块包括第一保护电路模块2、第一电池模块3以及第一负载模块4，所述第一保护电路模块2包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述充电电源模块1的正端V+依次通过正向导通的第一二极管D1、第一电池模块3和第一负载模块4回到充电电源模块的负端V-形成第一充电回路；所述第一电池模块3的第一正端U1+依次通过第一负载模块4和正向导通的第二二极管D2回到第一电池模块3的第一负端U1-形成第一放电回路，所述第一充电回路和第一放电回路择一导通。
在具体实施时，所述第一电池模块3包括第一可充电电池U1，所述第一可充电电池U1的正极极耳为所述第一正端U1+，所述第一可充电电池U1的负极极耳为所述第一负端U1-，所述充电电源模块1输出电压依次经过第一二极管D1、第一可充电电池U1和第一负载模块4形成第一充电回路，所述可以可充电电池U1连接第一负载模块4和第二二极管D2形成第一放电回路，所述第一充电回路和第一放电回路择一导通，当导通第一充电回路时，对第一可充电电池U1进行充电，所述第一放电回路关闭；而当导通第一放电回路时，第一可充电电池U1进行放电，所述第一充电回路关闭。
具体地，所述充电电源模块1可以同时连接多个充放电模块，每个充放电模块均包括第一可充电电池U1，当对多个第一可充电电池U1进行充电或者放电时，由于多个第一可充电电池U1堆集在一起，第一可充电电池U1之间的极耳可能会相互触碰，而出现短接的情况，或者第一可充电电池U1的极耳与金属框架接触的情况，会对第一可充电电池U1过充而冲爆电池，引燃电池甚至引起火灾，造成巨大损失，而通过保护电路模块2中的第一二极管Q1和第二二极管Q2的作用，能有效避免对第一可充电电池U1冲爆的情况，提高测试安全性。
本实施例通过在第一保护电路模块2中设有第一二极管D1和第二二极管D2，当第一电池模块3与其它可充电电池进行充放电测试而出现极耳短接时，所述充电电源模块1输出的电压经过第一二极管D1和第二二极管D2的限制后，能有效避免第一电池模块3充爆的情况，提高生产安全性。
在一个可选实施例中，还包括第一电路切换模块5，所述第一电路切换模块5包括连接至第一充电回路中的第一充电切换电路和连接至第一放电回路中的第一放电切换电路，所述第一电路切换模块择一导通所述第一充电切换电路和第一放电切换电路。
在实施时，所述第一电路切换模块包括第一端V1、第二端V2、第三端V3、第四端V4和第五端V5，所述充电电源模块1的正端V+连接至第一二极管D1的阳极，所述第一二极管Q1的阴极连接至所述第一端V1，所述第二端V2通过所述第一负载模块4连接至充电电源模块1的负端V-，所述第三端V3连接至第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接至第一负载模块4与充电电源模块3的负端V-之间的线路上，所述第四端V4连接至所述第一正端V1+，所述第五端V5连接至所述第一负端V1-；所述第一端V1与第四端V4连接而第二端V2与第五端V5连接，导通所述第一充电切换电路，所述第二端V2与第四端V4连接而第三端V3与第五端V5连接，导通所述第一放电切换电路。
在具体实施时，可以通过采用继电器的方式选择导通所述第一充电切换电路还是导通所述第一放电切换电路，具体地，当所述第一端V1与第四端V4连接时，所述第二端V2只能与第五端V5连接，从而使得充电电源模块1的正端V+依次经过第一二极管D1、第一可充电电池U1、第一负载模块4回到充电电源模块1的负端V-形成第一充电回路；而当所述第二端V2与第四端V4连接时，所述第三端V3只能与第五端V5连接，从而使得第一可充电电池U1的正极依次经过第一负载模块4和第二二极管D2后回到第一可充电电池U1的负极形成第一放电回路。
在一个可选实施例中，所述第一负载模块4包括第一控制电路和第一电阻R1，所述第一控制电路的输入端连接至所述第二端V2，所述第一控制电路的输出端通过所述第一电阻R1连接至所述充电电源模块1的负端V-。具体地，所述第一控制电路包括第一MOS管Q1，所述第一MOS管Q1的漏极连接至所述第二端V2，所述第一MOS管Q1的源极通过所述第一电阻R1连接至所述充电电源模块1的负端V-，所述第一MOS管Q1的基极连接至第一外部信号输入端Vi n1。
本实施例通过在第一负载模块4中设有第一控制电路，所述第一控制电路中的第一MOS管Q1接收第一外部信号输入端Vi n1的信号，控制第一电池模块3的充电和放电过程，提高***运行可靠性。
在一个可选实施例中，所述充放电模块还包括第二保护电路模块、第二电池模块以及第二负载模块，所述第二保护电路模块包括第三二极管D3和第四二极管D4，所述充电电源模块1的正端V+依次通过正向导通的第三二极管D3、第二电池模块和第二负载模块回到充电电源模块1的负端V-形成第二充电回路；所述第二电池模块的第第二正端U2+依次通过第第二负载模块和正向导通的第四二极管D4回到第二电池模块的第二负端U2-形成第二放电回路，所述第二充电回路和第二放电回路择一导通。
具体地，还包括第二电路切换模块，所述第二电路切换模块包括连接至第二充电回路中的第二充电切换电路和连接至第二放电回路中的第二放电切换电路，所述第二电路切换模块择一导通所述第二充电切换电路和第二放电切换电路。所述第二电路切换模块包括第六端V6、第七端V7、第八端V8、第九端V9和第十端V10，所述充电电源模块1的正端V+连接至第三二极管D3的阳极，所述第三二极管D3的阴极连接至所述第六端V6，所述第七端V7通过所述第二负载模块连接至充电电源模块1的负端V-，所述第八端V8连接至第四二极管D4的阴极，所述第四二极管D4的阳极连接至第二负载模块与充电电源模块1的负端V-之间的线路上，所述第九端V9连接至所述第二正端V2+，所述第十端V10连接至所述第二负端V2-；所述第六端V6与第九端V9连接而第七端V7与第十端V10连接，导通所述第二充电切换电路，所述第七端V7与第九端V9连接而第八端V8与第十端V10连接，导通所述第二放电切换电路。
在具体实施时，所述第二电池模块包括第二可充电电池U2，所述第二可充电电池U2的正极作为第二电池模块的第二正端V2+，所述第二可充电电池U2的负极作为第二电池模块的第二负端V2-，可以通过采用继电器的方式选择导通所述第二充电切换电路还是导通所述第二放电切换电路，具体地，当所述第六端V6与第九端V9连接时，所述第七端V7只能与第十端V10连接，从而使得充电电源模块1的正端V+依次经过第三二极管D3、第二可充电电池U2、第二负载模块回到充电电源模块1的负端V-形成第二充电回路；而当所述第七端V7与第九端V9连接时，所述第八端V8只能与第十端V10连接，从而使得第二可充电电池U2的正极依次经过第二负载模块和第四二极管D4后回到第二可充电电池U2的负极形成第二放电回路。
在一个可选实施例中，所述第二负载模块包括第二控制电路和第二电阻R2，所述第二控制电路的输入端连接至所述第七端V7，所述第二控制电路的输出端通过所述第二电阻R2连接至所述充电电源模块1的负端V-。具体地，所述第二控制电路包括第二MOS管Q2，所述第二MOS管Q2的漏极连接至所述第七端V7，所述第二MOS管Q2的源极通过所述第二电阻R2连接至所述充电电源模块1的负端V-，所述第二MOS管Q2的基极连接至第二外部信号输入端Vi n2。
本发明基于电池充放电的保护电路的工作原理如下：
当第一可充电电池U1的正极和第二可充电电池U2的正极短路时，也即是所述第一正端U1+和第二正端U2+直接短接，此时，若第一可充电电池U1进行充电而第二可充电电池U2进行放电，充电电源模块1的正端V+输出的电压依次经过第一二极管D1、第一端V1、第四端V4和第一正端U1+导通至第二正端U2+，此时，由于第四二极管D4的逆向截止作用，从而避免对第二可充电电池U2造成电池过充。
同理，当第一可充电电池U1的正极和第二可充电电池U2的正极短路，此时，若第一可充电电池U1进行放电而第二可充电电池U2进行充电，充电电源模块1的正端V+输出的电压依次经过第三二极管D3、第六端V6、第九端V9和第二正端U2+导通至第一正端U1+，由于第二二极管D2的逆向截止作用，从而避免对第一可充电电池U1造成电池过充。
另一方面，当第一可充电电池U1的负极和第二可充电电池U2的负极短路时，也即是第一负端U1-和第二负端U2-直接短接，此时，若第一可充电电池U1进行充电而第二可充电电池U2进行放电，充电电源模块1的正端V+输出的电压依次经过第一二极管D1、第一端V1、第一正端U1+、第一可充电电池U1、第一负端U1-导通至第二负端U2-，此时，由于第四二极管D4的逆向截止作用，从而避免对第一可充电电池U1造成电池过充。
同理，当第一可充电电池U1的负极和第二可充电电池U2的负极短路，此时，若第一可充电电池U1进行放电而第二可充电电池U2进行充电，充电电源模块1的正端V+输出的电压依次经过第三二极管D3、第六端V6、第九端V9、第二正端U2+、第二可充电电池U2和第二负端U2-导通至第一负端U1-，由于第二二极管D2的逆向截止作用，从而避免对第二可充电电池U2造成电池过充。
再一方面，当第一可充电电池U1的正极和第二可充电电池U2的负极短路时，也即是第一正端U1+和第二负端U2-直接短接时，此时，若第一可充电电池U1和第二可充电电池U2均进行充电，充电电源模块1的正端V+输出的电压分为两路，一路依次经过第一二极管D1、第一端V1、第四端V4和第一正端U1+导通至第二负端U2-，另一路依次经过第三二极管D3、第六端V6、第九端V9和第二正端U2+导通至第二负端U2-，此时，由于第二二极管D2的作用，从而避免对第二可充电电池U2造成电池过放。
同理，当第一可充电电池U1负极和第二可充电电池U2的正极短路时，也即是第一负端U1-和第二正端U2+直接短接时，此时，若第一可充电电池U1和第二可充电电池U2均进行充电，充电电源模块1的正端V+输出的电压分为两路，一路依次经过第一二极管D1、第一端V1、第四端V4、第一正端U1+、第一可充电电池U1导通至第一负端U1-，另一路依次经过第三二极管D3、第六端V6、第九端V9和第二正端U2+导通至第一负端U1-，由于第一二极管D1的作用，从而避免对第一可充电电池U1造成电池过放。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于电池充放电的保护电路，包括充电电源模块和若干充放电模块，其特征在于：所述充放电模块包括第一保护电路模块、第一电池模块以及第一负载模块，所述第一保护电路模块包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述充电电源模块的正端V+依次通过正向导通的第一二极管D1、第一电池模块和第一负载模块回到充电电源模块的负端V-形成第一充电回路；所述第一电池模块的第一正端U1+依次通过第一负载模块和正向导通的第二二极管D2回到第一电池模块的第一负端U1-形成第一放电回路，所述第一充电回路和第一放电回路择一导通。
2.根据权利要求1所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：还包括第一电路切换模块，所述第一电路切换模块包括连接至第一充电回路中的第一充电切换电路和连接至第一放电回路中的第一放电切换电路，所述第一电路切换模块择一导通所述第一充电切换电路和第一放电切换电路。
3.根据权利要求2所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：所述第一电路切换模块包括第一端V1、第二端V2、第三端V3、第四端V4和第五端V5，所述充电电源模块的正端V+通过正向导通的第一二极管D1连接至所述第一端V1，所述第二端V2通过所述第一负载模块连接至充电电源模块的负端V-，所述第三端V3连接至第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接至第一负载模块与充电电源模块的负端V-之间的线路上，所述第四端V4连接至所述第一正端V1+，所述第五端V5连接至所述第一负端V1-；所述第一端V1与第四端V4连接而第二端V2与第五端V5连接，导通所述第一充电切换电路，所述第二端V2与第四端V4连接而第三端V3与第五端V5连接，导通所述第一放电切换电路。
4.根据权利要求3所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：所述第一负载模块包括第一控制电路和第一电阻R1，所述第一控制电路的输入端连接至所述第二端V2，所述第一控制电路的输出端通过所述第一电阻R1连接至所述充电电源模块的负端V-。
5.根据权利要求4所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：所述第一控制电路包括第一MOS管Q1，所述第一MOS管Q1的漏极连接至所述第二端V2，所述第一MOS管Q1的源极通过所述第一电阻R1连接至所述充电电源模块的负端V-，所述第一MOS管Q1的基极连接至第一外部信号输入端Vin1。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：所述充放电模块还包括第二保护电路模块、第二电池模块以及第二负载模块，所述第二保护电路模块包括第三二极管D3和第四二极管D4，所述充电电源模块的正端V+依次通过正向导通的第三二极管D3、第二电池模块和第二负载模块回到充电电源模块的负端V-形成第二充电回路；所述第二电池模块的第第二正端U2+依次通过第第二负载模块和正向导通的第四二极管D4回到第二电池模块的第二负端U2-形成第二放电回路，所述第二充电回路和第二放电回路择一导通。
7.根据权利要求6所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：还包括第二电路切换模块，所述第二电路切换模块包括连接至第二充电回路中的第二充电切换电路和连接至第二放电回路中的第二放电切换电路，所述第二电路切换模块择一导通所述第二充电切换电路和第二放电切换电路。
8.根据权利要求7所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：所述第二电路切换模块包括第六端V6、第七端V7、第八端V8、第九端V9和第十端V10，所述充电电源模块的正端V+通过正向导通的第三二极管D3连接至所述第六端V6，所述第七端V7通过所述第二负载模块连接至充电电源模块的负端V-，所述第八端V8连接至第四二极管D4的阴极，所述第四二极管D4的阳极连接至第二负载模块与充电电源模块的负端V-之间的线路上，所述第九端V9连接至所述第二正端V2+，所述第十端V10连接至所述第二负端V2-；所述第六端V6与第九端V9连接而第七端V7与第十端V10连接，导通所述第二充电切换电路，所述第七端V7与第九端V9连接而第八端V8与第十端V10连接，导通所述第二放电切换电路。
9.根据权利要求8所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：所述第二负载模块包括第二控制电路和第二电阻R2，所述第二控制电路的输入端连接至所述第七端V7，所述第二控制电路的输出端通过所述第二电阻R2连接至所述充电电源模块的负端V-。
10.根据权利要求9所述的基于电池充放电的保护电路，其特征在于：所述第二控制电路包括第二MOS管Q2，所述第二MOS管Q2的漏极连接至所述第七端V7，所述第二MOS管Q2的源极通过所述第二电阻R2连接至所述充电电源模块的负端V-，所述第二MOS管Q2的基极连接至第二外部信号输入端Vin2。
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