專利名稱：一種低成本的鎳氫充電電池電路的制作方法
技術領域：
一種低成本的鎳氫充電電池電路
技術領域：
本實用新型屬于充電電路，具體是指一種低成本的鎳氫充電電池電路。背景技術：
鎳氫電池的額定電壓是1. 2V，在電池充滿電后，電壓實際上是超過這個值的，一般 在1. 4 1. 5V之間，例如三節串聯鎳氫電池的充滿電后的實際電壓在4. 2 4. 5之間。電池在充電的時候，是電能轉換為化學能的過程，但其中也有一小部分電能轉換 為熱能，使電池發熱。當電池充滿電后，如果還以大電流充電，那么所有的電能都將轉換為 熱能。此時電池溫度持續升高，可能使電池燒毀。對鎳氫電池充電最重要的是在安全可靠的環境下，盡量使電池充到最飽。但是如 何檢測電池充電完畢呢？目前市場上常見的鎳氫電池充電方案一般有以下兩種1、低檔方案電路工作原理請參閱圖1所示，直流電源經過直流電源座J1進入系統，通過電容C1、電解電容 E1的濾波，二極管D1的降壓及電阻R1的限流后直接對電池充電，此方案成本最低，但是無 任何保護電路，電池容易損壞。此方案須經過大量的實驗驗證，且對電池的一致性要求較 高。在對充電時間無要求且成本要求苛刻的場所可以使用。2、高檔方案此方案一般使用專用充電管理芯片，芯片內置AD，帶控制端口，帶溫度檢測，可編 程。此種方案一般采用-AV、最大電壓、最大充電時間三種方式進行充電管理。充電速度快 并保證電池在正常的溫度內充電。如GM6802、MAX712、MAX713等。此類方案由于成本較高，所以目前一般使用在專用充電器上。對于本身自帶AD，自 帶控制端口的系統來講，性價比并不高。低檔方案無保護，充電時間漫長，沒有任何充電保護措施，容易造成電池損壞和充 電安全事故。高檔方案成本過高，在設備本身自帶AD轉換的系統上性價比不高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種低成本的鎳氫電池充電電路。本實用新型采用以下技術方案解決上述技術問題一種低成本的鎳氫充電電池電路，包括依次相連接的直流電源座J1、電容C1、電 解電容E1、肖特基二極管D1、限流保護電路、充電開關電路、溫度保護電路、電池座J2、系統 控制部分電路；其中所述直流電源座J1正極接電容C1的一端，接電解電容E1及肖特基二 極管D1的正極，電容C1的另一端及電解電容E1的負端接地。所述限流保護電路包括電阻R1、三極管Q2 ；其中，所述三極管Q2的E極接所述肖特基二極管D1的負極及電阻R1的一端，三極管Q2的B極接電阻R1的另一端及充電開關 電路；三極管Q2的C極接充電開關電路。所述充電開關電路包括P溝道增強型M0S管Q1、電阻R5 ；Q1的S極接限流保護電 路，Q1的D極接電池座J2的正極；Q1的G極接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接地。所述溫度保護電路包括三極管Q3及電阻R4 ；三極管Q3的E極及電阻R4的一端 接直流電源座J1的正極；三極管Q3的B極接電阻R4的另一端，再接到電池座J2的溫度檢 測腳；三極管Q3的C極接充電開關電路。系統控制部分電路包括三極管Q4、Q5、電阻R6、R7、R8、R2和R3 ；電阻R2的一端接 電池座J2的正極；電阻R2的另一端串聯電阻R3到地；電池電量檢測接電阻R2和R3的公 共端；三極管Q4的E極接接電源座J1的正極，三極管Q4的C極接充電開關電路三極管Q4 的B極接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接到三極管Q5的C極，三極管Q5的E極接地；
三極管Q5的B極接電阻R7和R8，電阻R8的另一端接地，電阻R7的另一端接系統的控制端□。本實用新型電路設計可實現上述高檔方案的所有保護功能外，增加了限流保護功 能。在電池微短路時，可切斷充電回路，使電流大大降低，避免了因過充電引起的溫度升高 導致的安全隱患，也保證了電池的使用壽命。本方案由于成本較低，可實現較高的性價比。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1是現有技術鎳氫電池充電路示意圖。圖2是本實用新型電路示意圖。
具體實施方式請參閱圖2所示，一種低成本的鎳氫充電電池電路，直流電源座J1正極接電容C1 的一端，接電解電容E1及肖特基二極管D1的正極，電容C1的另一端及電解電容E1的負端 接地，肖特基二極管D1的負極接限流電阻R1的一端。充電開關電路由P溝道增強型M0S管Q1及電阻R5組成，P溝道增強型M0S管Q1 的S極接電阻R1的另一端，P溝道增強型M0S管Q1的D極接電池座J2即電池的正極。P 溝道增強型M0S管Q1的G極接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接地。通過控制P溝道增 強型M0S管Q1的G極電壓即可控制該開關的通斷。限流保護電路由電阻R1及三極管Q2組成，其中，三極管Q2的E極接肖特基二極 管D1的負極及電阻R1的一端，三極管Q2的B極接電阻R1的另一端即開關電路P溝道增 強型M0S管Q1的S極，三極管Q2的C極接P溝道增強型M0S管Q1的G極，當充電電流增 大使電阻R1上的電壓下降足以使三極管Q2導通時，P溝道增強型M0S管Q1的G極電壓上 升，最后維持到一種平衡狀態，該電路中充電電流最高電流維持在四百多毫安。溫度保護電路由三極管Q3及電阻R4組成，三極管Q3的E極及電阻R4的一端接 電源座J1即電源的正極。三極管Q3的B極接電阻R4的另一端，再接到電池座J2的溫度 檢測腳。三極管Q3的C極接P溝道增強型M0S管Q1的G極。當電池溫度過高時，可關斷 充電回路。[0029]系統控制部分電路由三極管Q4、Q5、電阻R6、R7、R8、R2和R3組成。電阻R2的一 端接電池座J2即電池的正極。電阻R2的另一端串聯電阻R3到地。電池電量檢測接電阻 R2和R3的公共端。三極管Q4的E極接電源座J1即電源的正極，三極管Q4的C極接P溝 道增強型M0S管Q1的G極，三極管Q4的B極接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接到三極 管Q5的C極，三極管Q5的E極接地，三極管Q5的B極接電阻R7及R8，電阻R8的另一端接 地，電阻R7的另一端接系統的控制端口，當此端口為高電平時，關斷充電回路；反之，則打 開充電回路。由于串聯的鎳氫電池數不同，需提供的充電電壓及充電電流也不同，即外電電壓 及D1和R1的組成形式需由電池串聯個數來決定，本闡述中，暫以3節串聯鎳氫電池為例加 以說明。 三節鎳氫電池串聯，實際充滿電電壓不超過4. 5V，本例中取直流電源J1為4. 7V， 該電源經過電容C1、E1的濾波，D1的降壓，R1的限流后，通過Q1對三節串聯鎳氫電池進行 充電。系統設定以下幾種保護方式。1、Rl、Q2組成限流電路，在后級有短路發生時，可關斷Q1，最后到達一個平衡狀 態。不至于使后級電流過大，溫度上升過快。2、當電池溫度上升后，電池內置的NTC熱敏電阻，阻值降低，導致Q3導通，使得Q1 截止。本設計經實驗，將溫度上限設在45度左右。3、系統設定最大充電時間，根據不同的容量要求，經實驗驗證后，設定最大充電時 間，如果超過該時間，CHG_CTRL輸出高，使得Q1關斷，不再充電，保護電池。4、系統設定最高電壓，經大量驗證后，發現三節串聯鎳氫電池電壓均不會超過 4. 45V，設定該值為最高電壓，如果超過該電壓，則認為異常，CHG_CTRL輸出高，關斷Q1。5、由于電池的負增量(-AV)與電池組的絕對電壓無關，而且不受環境溫度和充 電速率等因素影響，因此可以比較準確地判斷電池已充足電。當三節串聯鎳氫電池的總電 壓下降20 40mV時，系統即認為電池已充滿電。此時CHG_CTRL輸出高，關斷Q1，防止過 充。本實用新型通過系統自帶的AD及控制口，對鎳氫電池采用_ A V、最大電壓、最大 充電時間三種方式進行充電管理，并保證在正常的溫度及正常的充電電流內進行充電。
權利要求一種低成本的鎳氫充電電池電路，其特征在于包括依次相連接的直流電源座J1、電容C1、電解電容E1、肖特基二極管D1、限流保護電路、充電開關電路、溫度保護電路、電池座J2、系統控制部分電路；其中所述直流電源座J1正極接電容C1的一端，接電解電容E1及肖特基二極管D1的正極，電容C1的另一端及電解電容E1的負端接地。
2.如權利要求1所述的一種低成本的鎳氫充電電池電路，其特征在于所述限流保護 電路包括電阻R1、三極管Q2 ；其中，所述三極管Q2的E極接所述肖特基二極管D1的負極及 電阻R1的一端，三極管Q2的B極接電阻R1的另一端及充電開關電路；三極管Q2的C極接 充電開關電路。
3.如權利要求1所述的一種低成本的鎳氫充電電池電路，其特征在于所述充電開關 電路包括P溝道增強型M0S管Q1、電阻R5 ；P溝道增強型M0S管Q1的S極接限流保護電路， P溝道增強型M0S管Q1的D極接電池座J2的正極；P溝道增強型M0S管Q1的G極接電阻 R5的一端，電阻R5的另一端接地。
4.如權利要求1所述的一種低成本的鎳氫充電電池電路，其特征在于所述溫度保護 電路包括三極管Q3及電阻R4 ；三極管Q3的E極及電阻R4的一端接直流電源座J1的正極； 三極管Q3的B極接電阻R4的另一端，再接到電池座J2的溫度檢測腳；三極管Q3的C極接 充電開關電路。
5.如權利要求1所述的一種低成本的鎳氫充電電池電路，其特征在于所述系統控制 部分電路包括三極管Q4、Q5、電阻R6、R7、R8、R2和R3 ；電阻R2的一端接電池座J2的正極； 電阻R2的另一端串聯電阻R3到地；電池電量檢測接電阻R2和R3的公共端；三極管Q4的 E極接電源座J1的正極，三極管Q4的C極接充電開關電路，三極管Q4的B極接電阻R6的 一端，電阻R6的另一端接到三極管Q5的C極，三極管Q5的E極接地；三極管Q5的B極接 電阻R7和R8，電阻R8的另一端接地，電阻R7的另一端接系統的控制端口。
專利摘要一種低成本的鎳氫充電電池電路，包括依次相連接的直流電源座J1、電容C1、電解電容E1、肖特基二極管D1、限流保護電路、充電開關電路、溫度保護電路、電池座J2、系統控制部分電路；其中所述直流電源座J1正極接電容C1的一端，接電解電容E1及肖特基二極管D1的正極，電容C1的另一端及電解電容E1的負端接地。本實用新型通過系統自帶的AD及控制口，對鎳氫電池采用-ΔV、最大電壓、最大充電時間三種方式進行充電管理，并保證在正常的溫度及正常的充電電流內進行充電。
文檔編號H02J7/00GK201608549SQ20102005940
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月22日 優先權日2010年1月22日
發明者謝如勇, 錢光洪, 陳煒 申請人:福建鑫諾通訊技術有限公司