CN211606124U - 一种锂电池组均衡充放电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池组均衡充放电保护电路，包括控制电路、主电路和N条分流放电支路，每条分流放电支路均包括依次串联连接的开关和电阻；所述主电路包括N节依次串联连接的锂电池、MOS管充电控制开关和MOS管放电控制开关，第一节锂电池的正极为正极BAT+，第N节锂电池的负极连接MOS管放电控制开关的源极，MOS管放电控制开关的漏极连接MOS管充电控制开关的漏极，MOS管充电控制开关的源极为负极BAT‑，每节锂电池两端均并联连接一条分流放电支路。本实用新型通过上述电路，各节锂电池均能实现充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，且充电过程中实现了整组电池均衡充电的问题。

Description

一种锂电池组均衡充放电保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路领域，具体涉及一种锂电池组均衡充放电保护电路。

背景技术

当前锂电池的应用日益普及，在充放电过程中偶有过充过放、每节电池不能均衡充放、甚至过热短路引起燃烧***等现象出现，为了使用安全和提高电池的使用效率，很有研究成组锂电池串联避免过充过放，能量均衡的有效装置之必要。

成组锂电池串联充电时，应保证每节电池均衡充电，否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。常用的均衡充电技术有恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等方法。而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功能；多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接中央处理器(CPU),通过和保护芯片的串行通讯(如I2C总线)来实现，加大了保护电路的复杂程度和设计难度、降低了***的效率和可靠性、同时也增加了管理电池本身的功耗。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现整组电池均衡充电，目的在于提供一种锂电池组均衡充放电保护电路，各节锂电池均能实现充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，且充电过程中实现了整组电池均衡充电的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种锂电池组均衡充放电保护电路，包括控制电路、主电路和N条分流放电支路，每条分流放电支路均包括依次串联连接的开关和电阻；所述主电路包括N节依次串联连接的锂电池、MOS管充电控制开关和MOS管放电控制开关，第一节锂电池的正极为正极BAT+，第N 节锂电池的负极连接MOS管放电控制开关的源极，MOS管放电控制开关的漏极连接MOS 管充电控制开关的漏极，MOS管充电控制开关的源极为负极BAT-，每节锂电池两端均并联连接一条分流放电支路；所述控制电路包括N个单节锂电池保护芯片、或门、与门和N个过流检测保护电阻，单节锂电池保护芯片与单节锂电池一对一连接，每节锂电池保护芯片的 VDD端口连接对应节锂电池的正极，每节锂电池保护芯片的VSS端口连接对应节锂电池的负极，每节锂电池保护芯片的VM端口对应连接一个过流检测保护电阻一端，该个过流检测保护电阻另一端连接单节锂电池保护芯片对应的单节锂电池的负极，N个单节锂电池保护芯片的CO端口均连接或门同一端，或门另一端连接MOS管充电控制开关的栅极，N个单节锂电池保护芯片的DO端口均连接与门同一端，与门另一端连接MOS管放电控制开关的栅极，每个单节锂电池保护芯片的CO端口还同时连接对应分流放电支路上开关的动端。

本方案中各节锂电池均能实现充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护，整体构成了具有均衡充电功能的电池组保护电路，利用锂电池保护芯片控制分流放电支路开关器件的通断实现整组电池均衡充电的问题，该保护电路保护功能完善，工作稳定，性价比高，均衡充电误差小，在50mV以下。该设计方案有别于传统的在充电器端实现均衡充电的做法，降低了锂电池组充电器设计应用的成本，从而提高了该保护电路的性价比。

优选的，MOS管充电控制开关的源极连接二极管D1的正极，MOS管充电控制开关的漏极连接二极管D1的负极，MOS管放电控制开关的源极连接二极管D2的正极，MOS管放电控制开关的漏极连接二极管D2的负极。

优选的，N的取值为大于等于2的正整数。

一种锂电池组均衡充放电保护电路，包括锂电池保护芯片U1-U4、与非门U5、MOS管T1-T4、光电耦合器U9-U12、光电耦合器U15-U18、三极管U21-U24，所述锂电池保护芯片 U1-U4的OD端依次连接电阻R17一端、电阻R19一端、电阻R21一端和电阻R23一端，电阻R17另一端、电阻R19另一端、电阻R21另一端和电阻R23另一端依次连接光电耦合器 U9的端口1、光电耦合器U10的端口1、光电耦合器U11的端口1和光电耦合器U12的端口 1；所述锂电池保护芯片U1-U4的OC端依次连接电阻R18一端、电阻R20一端、电阻R22 一端和电阻R24一端，电阻R18另一端、电阻R20另一端、电阻R22另一端和电阻R24另一端依次连接光电耦合器U15的端口1、光电耦合器U16的端口1、光电耦合器U17的端口 1和光电耦合器U18的端口1；所述锂电池保护芯片U1的CS端和GND端之间串联电阻R9，锂电池保护芯片U1的VCC端还同时连接电阻R3一端和电容C3一端，电阻R3另一端连接 R+端，电容C3另一端同时连接锂电池保护芯片U1的GND端、光电耦合器U9的端口2和光电耦合器U15的端口2；所述锂电池保护芯片U2的CS端和GND端之间串联电阻R10，锂电池保护芯片U2的VCC端还同时连接电阻R4一端和电容C4一端，电阻R4另一端同时连接光电耦合器U9的端口2和光电耦合器U15的端口2，电容C4另一端同时连接锂电池保护芯片U2的GND端、光电耦合器U10的端口2和光电耦合器U16的端口2；所述锂电池保护芯片U3的CS端和GND端之间串联电阻R11，锂电池保护芯片U3的VCC端还同时连接电阻R5一端和电容C5一端，电阻R5另一端同时连接光电耦合器U10的端口2和光电耦合器U16的端口2，电容C5另一端同时连接锂电池保护芯片U3的GND端、光电耦合器U11 的端口2和光电耦合器U17的端口2；所述锂电池保护芯片U4的CS端和GND端之间串联电阻R12，锂电池保护芯片U4的VCC端还同时连接电阻R6一端和电容C6一端，电阻R6 另一端同时连接光电耦合器U11的端口2和光电耦合器U17的端口2，电容C6另一端同时连接锂电池保护芯片U4的GND端、电阻R26和电容C7的公共连接端，电阻R26另一端还连接与非门U5的端口12，电容C7的另一端连接光电耦合器U9的端口4和光电耦合器U15 的端口4；所述与非门U5的端口1和端口11相连，与非门U5的端口10和端口13相连，与非门U5的端口7和8之间串联电阻R28，与非门U5的端口5、6和7相连，与非门U5 的端口8和9相连，与非门U5的端口8还连接电阻R29一端，电阻R29另一端同时连接 MOS管T1和T2的漏极，与非门U5的端口3还连接电阻R27的一端，电阻R27的另一端同时连接MOS管T1和T2的栅极，与非门U5的端口14还连接电阻R25一端，电阻R25另一端同时连接光电耦合器U9和U15的端口2,电阻R30和电阻R31串联连接，电阻R30的悬空端连接光电耦合器U18的端口3，电阻R31的悬空端同时连接MOS管T3和T4的源极，电阻R30和电阻R31的公共连接端同时连接MOS管T3和T4的栅极；MOS管T1-T4的漏极均相连，MOS管T1-T2的源极同时连接与非门的端口5、锂电池保护芯片U4的端口GND、光电耦合器U18的端口2和光电耦合器U12的端口2；所述光电耦合器U9的端口4和光电耦合器U15的端口4相连，光电耦合器U9的端口3和光电耦合器U10的端口4相连，光电偶合器U15的端口3和光电耦合器U16的端口4相连，光电耦合器U10的端口3和光电耦合器U11的端口4相连，光电耦合器U16的端口3和光电耦合器U17的端口4相连，光电偶合器U11的端口3和光电耦合器U12的端口4相连，光电耦合器U17的端口3和光电耦合器 U18的端口4相连；三极管U21的发射极和集电极之间依次串联电阻R1和电阻RA3，三极管U21的发射极和基极之间依次串联电阻R2和电阻R7；三极管U21的基极和三极管U22 的集电极之间串联电阻RA4，三极管U21的基极和三极管U22的发射极之间串联电阻R8，三极管U22的发射极和基极之间依次串联电阻R13和R14；三极管U22的基极和三极管U23 的集电极之间串联电阻RA5，三极管U22的基极和三极管U23的发射极之间串联电阻R15，三极管U23的发射极和基极之间依次串联电阻R16和R35；三极管U23的基极和三极管U24 的集电极之间串联电阻RA6，三极管U23的基极和三极管U24的发射极之间串联电阻R32，三极管U24的发射极和基极之间依次串联电阻R33和R34，三极管U24的基极还连接光电耦合器U12的端口2，R1和RA3的公共连接端、U21基极和RA4的公共连接端、U22基极和 RA5的公共连接端、U23基极和RA6的公共连接端依次连接接口P1的端口4、端口3、端口 2、端口1。

优选的，在MOS管T1-T4的漏极和源极之间依次串联二极管Q1、Q3、Q4和Q2，二极管Q1、Q3、Q4和Q2的正极均连接MOS管的源极。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：中各节锂电池均能实现充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护，整体构成了具有均衡充电功能的电池组保护电路，利用锂电池保护芯片控制分流放电支路开关器件的通断实现整组电池均衡充电的问题，该保护电路保护功能完善，工作稳定，性价比高，均衡充电误差小，在50mV以下。该设计方案有别于传统的在充电器端实现均衡充电的做法，降低了锂电池组充电器设计应用的成本，从而提高了该保护电路的性价比。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的电路图；

图2为图1电路的充电过程电路图；

图3为图1电路的分流均衡过程电路图；

图4为图1电路的放电过程电路图；

图5为基于图1原理的具体的具备均衡充电能力的12V锂电池组保护电路的一部分电路图；

图6为基于图1原理的具体的具备均衡充电能力的12V锂电池组保护电路的另一部分电路图，图5和图6组成完整的电路图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、锂电池；2、电阻；3、开关；4、过流检测保护电阻；5、省略的锂电池保护芯片及电路连接部分；6、单节锂电池保护芯片；7、或门；8、与门；9、充电控制开关器件；10、放电控制开关器件；11、控制电路；12、主电路；13、分流放电支路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1-6所示，本实用新型包括一种锂电池组均衡充放电保护电路，包括控制电路11、主电路12和N条分流放电支路13，每条分流放电支路13均包括依次串联连接的开关3和电阻2；所述主电路12包括N节依次串联连接的锂电池1、MOS管充电控制开关9和MOS管放电控制开关10，第一节锂电池的正极为正极BAT+，第N节锂电池的负极连接MOS管放电控制开关10的源极，MOS管放电控制开关10的漏极连接MOS管充电控制开关9的漏极， MOS管充电控制开关9的源极为负极BAT-，每节锂电池1两端均并联连接一条分流放电支路；所述控制电路11包括N个单节锂电池保护芯片6、或门7、与门8和N个过流检测保护电阻4，单节锂电池保护芯片6与单节锂电池1一对一连接，每节锂电池保护芯片6的VDD 端口连接对应节锂电池1的正极，每节锂电池保护芯片6的VSS端口连接对应节锂电池1的负极，每节锂电池保护芯片6的VM端口对应连接一个过流检测保护电阻4一端，该个过流检测保护电阻4另一端连接单节锂电池保护芯片6对应的单节锂电池1的负极，N个单节锂电池保护芯片6的CO端口均连接或门7同一端，或门7另一端连接MOS管充电控制开关9 的栅极，N个单节锂电池保护芯片6的DO端口均连接与门8同一端，与门8另一端连接MOS 管放电控制开关10的栅极，每个单节锂电池保护芯片6的CO端口还同时连接对应分流放电支路13上开关的动端。图1中的每个单节锂电池中CO为充电控制引脚,DO为放电控制引脚,VM为放电过电流及短路检测引脚VM,VDD为电池正端VDD,VSS为电池负端，标记5为省略的锂电池保护芯片及电路连接部分，或门7为充电过电压保护信号经光耦隔离后形成并联关系驱动主电路中充电控制用MOS管栅极，与门8为放电欠压过流短路保护信号经光耦隔离后形成串联关系驱动主电路中放电控制用MOS栅极，电阻2为充电过电压分流放电支路电阻，开关3为分流放电支路控制用开关器件。

MOS管充电控制开关9的源极连接二极管D1的正极，MOS管充电控制开关9的漏极连接二极管D1的负极，MOS管放电控制开关10的源极连接二极管D2的正极，MOS管放电控制开关10的漏极连接二极管D2的负极。

N的取值为大于等于2的正整数。

当锂电池组充电时，外接电源正负极分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，充电电流流经电池组正极BAT+、电池组中单节锂电池1～N、放电控制开关、充电控制开关、电池组负极BAT-,电流流向如图2所示。

控制电路上单节锂电池保护芯片的充电过电压保护控制信号经光耦隔离后并联输出，为主电路中充电开关器件9的导通提供栅极电压；如某一节或几节锂电池在充电过程中先进入过电压保护状态，则由过电压保护信号控制并联在单节锂电池正负极两端的分流放电支路放电13，同时将串接在充电回路中的对应单体锂电池隔离出充电回路。

锂电池组串联充电时，忽略单节电池容量差别的影响，一般内阻较小的电池先充满。此时，相应的过电压保护信号控制分流放电支路的开关器件闭合，在原电池两端并联上一个分流电阻2。根据电池的PNGV(the Partnership for a New Generation ofVehicles)等效电路模型，此时分流支路电阻相当于先充满的单节锂电池的负载，该电池通过其放电，使电池端电压维持在充满状态附近一个极小的范围内。假设第1节锂电池先充电完成，进入过电压保护状态，则主电路及分流放电支路中电流流向如图3所示。当所有单节电池均充电进入过电压保护状态时，全部单节锂电池电压大小在误差范围内相等，各节保护芯片充电保护控制信号均变低，无法为主电路中的充电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即实现均衡充电，充电过程完成。

当电池组放电时，外接负载分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，放电电流流经电池组负极BAT-、充电控制开关器件、放电控制开关器件、电池组中单节锂电池N～1和电池组正极BAT+,电流流向如图4所示。***中控制电路部分单节锂电池保护芯片的放电欠电压保护、过流和短路保护控制信号经光耦隔离后串联输出，为主电路中放电开关器件的导通提供栅极电压；一旦电池组在放电过程中遇到单节锂电池欠电压或者过流和短路等特殊情况，对应的单节锂电池放电保护控制信号变低，无法为主电路中的放电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即结束放电使用过程。

一般锂电池采用恒流-恒压型充电控制。恒压充电时，充电电流近似指数规律减小。***中充放电主回路的开关器件可根据外部电路要求满足的最大工作电流和工作电压选型。控制电路的单节锂电池保护芯片可根据待保护的单节锂电池的电压等级、保护延迟时间等选型。单节电池两端并接的放电支路电阻可根据锂电池充电器的充电电压大小以及锂电池的参数和放电电流的大小计算得出。均衡电流应合理选择，如果太小，均衡效果不明显；如果太大，***的能量损耗大，均衡效率低，对锂电池组热管理要求高，一般电流大小可设计在50～ 100mA之间。分流放电支路电阻可采用功率电阻或电阻网络实现。一般采用电阻网络实现分流放电支路电阻，可以有效消除电阻偏差的影响，此外还能起到降低热功耗的作用。

本方案中各节锂电池均能实现充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护，整体构成了具有均衡充电功能的电池组保护电路，利用锂电池保护芯片控制分流放电支路开关器件的通断实现整组电池均衡充电的问题，该保护电路保护功能完善，工作稳定，性价比高，均衡充电误差小，在50mV以下。该设计方案有别于传统的在充电器端实现均衡充电的做法，降低了锂电池组充电器设计应用的成本，从而提高了该保护电路的性价比。

实施例2：

一种锂电池组均衡充放电保护电路，包括锂电池保护芯片U1-U4、与非门U5、MOS管T1-T4、光电耦合器U9-U12、光电耦合器U15-U18、三极管U21-U24，所述锂电池保护芯片 U1-U4的OD端依次连接电阻R17一端、电阻R19一端、电阻R21一端和电阻R23一端，电阻R17另一端、电阻R19另一端、电阻R21另一端和电阻R23另一端依次连接光电耦合器U9的端口1、光电耦合器U10的端口1、光电耦合器U11的端口1和光电耦合器U12的端口 1；所述锂电池保护芯片U1-U4的OC端依次连接电阻R18一端、电阻R20一端、电阻R22 一端和电阻R24一端，电阻R18另一端、电阻R20另一端、电阻R22另一端和电阻R24另一端依次连接光电耦合器U15的端口1、光电耦合器U16的端口1、光电耦合器U17的端口1和光电耦合器U18的端口1；所述锂电池保护芯片U1的CS端和GND端之间串联电阻R9，锂电池保护芯片U1的VCC端还同时连接电阻R3一端和电容C3一端，电阻R3另一端连接 R+端，电容C3另一端同时连接锂电池保护芯片U1的GND端、光电耦合器U9的端口2和光电耦合器U15的端口2；所述锂电池保护芯片U2的CS端和GND端之间串联电阻R10，锂电池保护芯片U2的VCC端还同时连接电阻R4一端和电容C4一端，电阻R4另一端同时连接光电耦合器U9的端口2和光电耦合器U15的端口2，电容C4另一端同时连接锂电池保护芯片U2的GND端、光电耦合器U10的端口2和光电耦合器U16的端口2；所述锂电池保护芯片U3的CS端和GND端之间串联电阻R11，锂电池保护芯片U3的VCC端还同时连接电阻R5一端和电容C5一端，电阻R5另一端同时连接光电耦合器U10的端口2和光电耦合器U16的端口2，电容C5另一端同时连接锂电池保护芯片U3的GND端、光电耦合器U11 的端口2和光电耦合器U17的端口2；所述锂电池保护芯片U4的CS端和GND端之间串联电阻R12，锂电池保护芯片U4的VCC端还同时连接电阻R6一端和电容C6一端，电阻R6 另一端同时连接光电耦合器U11的端口2和光电耦合器U17的端口2，电容C6另一端同时连接锂电池保护芯片U4的GND端、电阻R26和电容C7的公共连接端，电阻R26另一端还连接与非门U5的端口12，电容C7的另一端连接光电耦合器U9的端口4和光电耦合器U15 的端口4；所述与非门U5的端口1和端口11相连，与非门U5的端口10和端口13相连，与非门U5的端口7和8之间串联电阻R28，与非门U5的端口5、6和7相连，与非门U5 的端口8和9相连，与非门U5的端口8还连接电阻R29一端，电阻R29另一端同时连接 MOS管T1和T2的漏极，与非门U5的端口3还连接电阻R27的一端，电阻R27的另一端同时连接MOS管T1和T2的栅极，与非门U5的端口14还连接电阻R25一端，电阻R25另一端同时连接光电耦合器U9和U15的端口2,电阻R30和电阻R31串联连接，电阻R30的悬空端连接光电耦合器U18的端口3，电阻R31的悬空端同时连接MOS管T3和T4的源极，电阻R30和电阻R31的公共连接端同时连接MOS管T3和T4的栅极；MOS管T1-T4的漏极均相连，MOS管T1-T2的源极同时连接与非门的端口5、锂电池保护芯片U4的端口GND、光电耦合器U18的端口2和光电耦合器U12的端口2；所述光电耦合器U9的端口4和光电耦合器U15的端口4相连，光电耦合器U9的端口3和光电耦合器U10的端口4相连，光电偶合器U15的端口3和光电耦合器U16的端口4相连，光电耦合器U10的端口3和光电耦合器U11的端口4相连，光电耦合器U16的端口3和光电耦合器U17的端口4相连，光电偶合器U11的端口3和光电耦合器U12的端口4相连，光电耦合器U17的端口3和光电耦合器 U18的端口4相连；三极管U21的发射极和集电极之间依次串联电阻R1和电阻RA3，三极管U21的发射极和基极之间依次串联电阻R2和电阻R7；三极管U21的基极和三极管U22 的集电极之间串联电阻RA4，三极管U21的基极和三极管U22的发射极之间串联电阻R8，三极管U22的发射极和基极之间依次串联电阻R13和R14；三极管U22的基极和三极管U23 的集电极之间串联电阻RA5，三极管U22的基极和三极管U23的发射极之间串联电阻R15，三极管U23的发射极和基极之间依次串联电阻R16和R35；三极管U23的基极和三极管U24 的集电极之间串联电阻RA6，三极管U23的基极和三极管U24的发射极之间串联电阻R32，三极管U24的发射极和基极之间依次串联电阻R33和R34，三极管U24的基极还连接光电耦合器U12的端口2，R1和RA3的公共连接端、U21基极和RA4的公共连接端、U22基极和 RA5的公共连接端、U23基极和RA6的公共连接端依次连接接口P1的端口4、端口3、端口 2、端口1。

在MOS管T1-T4的漏极和源极之间依次串联二极管Q1、Q3、Q4和Q2，二极管Q1、 Q3、Q4和Q2的正极均连接MOS管的源极。

图5和图6组合起来是一个完整的具备均衡充电能力的12V锂电池组保护电路，该实施例是基于实施例1的设计思路而设计的一种具体的实施电路方案，图5和图6中同一个网络标号代表同一个信号，代表他们是相连接的。锂电池保护芯片U1-U4的型号为FS361A，与非门U5采用型号为HEF4011，光电耦合器采用型号为PC317，三极管采用信号为AZ431，二极管采用型号为IRFB3607，R3-R6的阻值为510欧，R9-R12的阻值为102欧，R17-R24 的阻值为103欧，R26和R27的阻值为105欧，R30和R31为105欧，R25为510欧，C3-C7 的值为0.1U，RA3-RA5的值为510欧，R1、R3、R15、R32均为473欧，R2、R13、R16、 R33为102欧。

本方案的OC所有输出‘或’的结果用于控制MOS管的充电控制，分别是 U15_1,U16_1,U17_1,U18_1，参看图6中U15_1,U16_1,U17_1,U18_1只要比对应的B2,B3,B4,B- 电压高就可以导通光耦，进而使R25_1与R30_2导通。参考图5中，R30_2通过电阻R30与 R31_2连接，参考图6，R31_2控制充电MOS管。R25_1接与非门HEF4011的14脚VDD，总是高电平状态。

本方案中的OD所有输出‘与’的结果用于控制MOS管的放电控制，OD输出分别是U9_1,U10_1,U11_1,U12_1，参看图5中U9_1,U10_1,U11_1,U12_1只要比对应的B2,B3,B4,B-电压高就可以导通光耦，进而使R25_1与U12_3导通。参考图5中，U12_3通过电阻R26与B-连接，是低电平。U12_3连接HEF4011的12脚，HEF4011的13脚是接U5_13，而U5_13 参考图6，其与U5第10脚相连接。参看HEF4011的数据手册，U5第10脚是U5第8脚和 U5第9脚输入的与非门输出。参看图6的U5连接情况，其8、9脚通过R28与B-(低电平) 相连接，故U5第10、13脚U5_13始终是高电平。HEF4011的12脚U12_3为低电平，故 HEF4011的11脚输出U5_1为低电平，在HEF4011的1、2、3脚这个与非门回路中，第3 脚输出R27_1为高电平。参看图6，R27_1输出脚控制放电MOS管。

各节锂电池均能实现充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，且充电过程中实现了整组电池均衡充电的问题。设计中采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护，整体构成了具有均衡充电功能的电池组保护电路，该保护电路保护功能完善，工作稳定，性价比高，均衡充电误差小，在50mV以下。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种锂电池组均衡充放电保护电路，其特征在于，包括控制电路(11)、主电路(12)和N条分流放电支路(13)，每条分流放电支路(13)均包括依次串联连接的开关(3)和电阻(2)；所述主电路(12)包括N节依次串联连接的锂电池(1)、MOS管充电控制开关(9)和MOS管放电控制开关(10)，第一节锂电池的正极为正极BAT+，第N节锂电池的负极连接MOS管放电控制开关(10)的源极，MOS管放电控制开关(10)的漏极连接MOS管充电控制开关(9)的漏极，MOS管充电控制开关(9)的源极为负极BAT-，每节锂电池(1)两端均并联连接一条分流放电支路；所述控制电路(11)包括N个单节锂电池保护芯片(6)、或门(7)、与门(8)和N个过流检测保护电阻(4)，单节锂电池保护芯片(6)与单节锂电池(1)一对一连接，每节锂电池保护芯片(6)的VDD端口连接对应节锂电池(1)的正极，每节锂电池保护芯片(6)的VSS端口连接对应节锂电池(1)的负极，每节锂电池保护芯片(6)的VM端口对应连接一个过流检测保护电阻(4)一端，该个过流检测保护电阻(4)另一端连接单节锂电池保护芯片(6)对应的单节锂电池(1)的负极，N个单节锂电池保护芯片(6)的CO端口均连接或门(7)同一端，或门(7)另一端连接MOS管充电控制开关(9)的栅极，N个单节锂电池保护芯片(6)的DO端口均连接与门(8)同一端，与门(8)另一端连接MOS管放电控制开关(10)的栅极，每个单节锂电池保护芯片(6)的CO端口还同时连接对应分流放电支路(13)上开关的动端。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池组均衡充放电保护电路，其特征在于，MOS管充电控制开关(9)的源极连接二极管D1的正极，MOS管充电控制开关(9)的漏极连接二极管D1的负极，MOS管放电控制开关(10)的源极连接二极管D2的正极，MOS管放电控制开关(10)的漏极连接二极管D2的负极。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂电池组均衡充放电保护电路，其特征在于，N的取值为大于等于2的正整数。

4.一种锂电池组均衡充放电保护电路，其特征在于，包括锂电池保护芯片U1-U4、与非门U5、MOS管T1-T4、光电耦合器U9-U12、光电耦合器U15-U18、三极管U21-U24，所述锂电池保护芯片U1-U4的OD端依次连接电阻R17一端、电阻R19一端、电阻R21一端和电阻R23一端，电阻R17另一端、电阻R19另一端、电阻R21另一端和电阻R23另一端依次连接光电耦合器U9的端口1、光电耦合器U10的端口1、光电耦合器U11的端口1和光电耦合器U12的端口1；所述锂电池保护芯片U1-U4的OC端依次连接电阻R18一端、电阻R20一端、电阻R22一端和电阻R24一端，电阻R18另一端、电阻R20另一端、电阻R22另一端和电阻R24另一端依次连接光电耦合器U15的端口1、光电耦合器U16的端口1、光电耦合器U17的端口1和光电耦合器U18的端口1；所述锂电池保护芯片U1的CS端和GND 端之间串联电阻R9，锂电池保护芯片U1的VCC端还同时连接电阻R3一端和电容C3一端，电阻R3另一端连接R+端，电容C3另一端同时连接锂电池保护芯片U1的GND端、光电耦合器U9的端口2和光电耦合器U15的端口2；所述锂电池保护芯片U2的CS端和GND端之间串联电阻R10，锂电池保护芯片U2的VCC端还同时连接电阻R4一端和电容C4一端，电阻R4另一端同时连接光电耦合器U9的端口2和光电耦合器U15的端口2，电容C4另一端同时连接锂电池保护芯片U2的GND端、光电耦合器U10的端口2和光电耦合器U16的端口2；所述锂电池保护芯片U3的CS端和GND端之间串联电阻R11，锂电池保护芯片U3的VCC端还同时连接电阻R5一端和电容C5一端，电阻R5另一端同时连接光电耦合器U10的端口2和光电耦合器U16的端口2，电容C5另一端同时连接锂电池保护芯片U3的GND端、光电耦合器U11的端口2和光电耦合器U17的端口2；所述锂电池保护芯片U4的CS端和GND端之间串联电阻R12，锂电池保护芯片U4的VCC端还同时连接电阻R6一端和电容C6一端，电阻R6另一端同时连接光电耦合器U11的端口2和光电耦合器U17的端口2，电容C6另一端同时连接锂电池保护芯片U4的GND端、电阻R26和电容C7的公共连接端，电阻R26另一端还连接与非门U5的端口12，电容C7的另一端连接光电耦合器U9的端口4和光电耦合器U15的端口4；所述与非门U5的端口1和端口11相连，与非门U5的端口10和端口13相连，与非门U5的端口7和8之间串联电阻R28，与非门U5的端口5、6和7相连，与非门U5的端口8和9相连，与非门U5的端口8还连接电阻R29一端，电阻R29另一端同时连接MOS管T1和T2的漏极，与非门U5的端口3还连接电阻R27的一端，电阻R27的另一端同时连接MOS管T1和T2的栅极，与非门U5的端口14还连接电阻R25一端，电阻R25另一端同时连接光电耦合器U9和U15的端口2,电阻R30和电阻R31串联连接，电阻R30的悬空端连接光电耦合器U18的端口3，电阻R31的悬空端同时连接MOS管T3和T4的源极，电阻R30和电阻R31的公共连接端同时连接MOS管T3和T4的栅极；MOS管T1-T4的漏极均相连，MOS管T1-T2的源极同时连接与非门的端口5、锂电池保护芯片U4的端口GND、光电耦合器U18的端口2和光电耦合器U12的端口2；所述光电耦合器U9的端口4和光电耦合器U15的端口4相连，光电耦合器U9的端口3和光电耦合器U10的端口4相连，光电耦合器U15的端口3和光电耦合器U16的端口4相连，光电耦合器U10的端口3和光电耦合器U11的端口4相连，光电耦合器U16的端口3和光电耦合器U17的端口4相连，光电耦合器U11的端口3和光电耦合器U12的端口4相连，光电耦合器U17的端口3和光电耦合器U18的端口4相连；三极管U21的发射极和集电极之间依次串联电阻R1和电阻RA3，三极管U21的发射极和基极之间依次串联电阻R2和电阻R7；三极管U21的基极和三极管U22的集电极之间串联电阻RA4，三极管U21的基极和三极管U22的发射极之间串联电阻R8，三极管U22的发射极和基极之间依次串联电阻R13和R14；三极管U22的基极和三极管U23的集电极之间串联电阻RA5，三极管U22的基极和三极管U23的发射极之间串联电阻R15，三极管U23的发射极和基极之间依次串联电阻R16和R35；三极管U23的基极和三极管U24的集电极之间串联电阻RA6，三极管U23的基极和三极管U24的发射极之间串联电阻R32，三极管U24的发射极和基极之间依次串联电阻R33和R34，三极管U24的基极还连接光电耦合器U12的端口2，R1和RA3的公共连接端、U21基极和RA4的公共连接端、U22基极和RA5的公共连接端、U23基极和RA6的公共连接端依次连接接口P1的端口4、端口3、端口2、端口1。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池组均衡充放电保护电路，其特征在于，在MOS管T1-T4的漏极和源极之间依次串联二极管Q1、Q3、Q4和Q2，二极管Q1、Q3、Q4和Q2的正极均连接MOS管的源极。

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