專利名稱：鋰電池虧電激活裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋰電池充電設備技術領域，特別涉及一種鋰電池虧電激活裝置。
背景技術：
鋰電池包括鋰金屬電池和鋰離子電池，其中鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。當用鋰離子電池共電的產品長時間閑置后，就會發生電池充不進去電的現象，這就是我們常說的鋰電池虧電現象，本說明書中后面所提至IJ的鋰電池即指鋰離子電池。出現虧電的鋰電池存在兩種情況:一種是電池電芯損壞，將不能再使用；別一種情況是電池電芯沒有損壞，進行激活后還可以繼續使用。目前市場上大多數鋰電池充電管理IC (充電管理芯片)均不具備鋰電池虧電激活功能；少數的鋰電池充電管理IC具備OV充電功能(即電池虧電激活功能)，但這類鋰電池充電管理IC價格均較昂貴，不適用于大多數消費者的購買能力；還有少數的單純硬件電路直接浮充來激活鋰電池的裝置，這種純硬件電路的裝置無法控制充電電流和充電時間，存在嚴重的安全引患，同時還會縮短鋰電池的使用壽命。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種鋰電池虧電激活裝置，此鋰電池虧電激活裝置具有鋰電池虧電激活功能，且安全可靠性高，價格低廉，有利于延長鋰電池的使用壽命O為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種鋰電池虧電激活裝置，包括鋰電池充電管理1C，所述鋰電池充電管理IC的電源管腳連接電源Vin，所述鋰電池充電管理IC的輸出端連接鋰電池，還包括激活電路，所述激活電路包括:MCU，所述MCU的控制輸出管腳I/O連接所述鋰電池充電管理IC的使能管腳EN，所述MCU的第三模擬量輸入管腳AD3連接所述鋰電池用于檢測所述鋰電池的電壓；限流浮充電路，所述限流浮充電路的一端連接所述電源Vin，所述限流浮充電路的另一端連接所述鋰電池，用于控制所述限流浮充電路輸出的電流大小的電流控制端連接所述MCU的模擬量輸出管腳DA。其中，所述限流浮充電路包括三極管Q1，所述三極管Ql的發射極與所述電源Vin相連接，所述三極管Ql的基極連接有電阻調整電路，所述電阻調整電路連接所述模擬量輸出管腳DA，所述三極管的集電極串連有電阻R1，所述電阻Rl連接所述鋰電池。其中，所述電阻調整電路包括場效應管Q2，所述場效應管Q2的漏極與所述三極管Ql的基極相連接，所述場效應管Q2的柵極連接有電阻R3，所述電阻R3同時連接有濾波電容C2和電阻R5，所述電阻R5連接所述模擬量輸出管腳DA。其中，所述電阻Rl的兩端分別連接所述MCU的第一模擬量輸入管腳ADl和第二模擬量輸入管腳AD2。 其中，所述電阻Rl與所述鋰電池之間設有二極管D1，所述二極管Dl的正極連接所述電阻R1，所述二極管Dl的負極連接所述鋰電池。
其中，所述二極管Dl的正極還連接有濾波電路。其中，所述MCU包括第一電壓測試模塊，所述第一電壓測試模塊連接有限時充電模塊，所述限時充電模塊連接有第二電壓測試模塊，所述第二電壓測試模塊連接有限時激活豐吳塊。其中，所述限時充電模塊設有PID運算單元。本發明的有益效果在于本發明所述的鋰電池虧電激活裝置包括鋰電池充電管理1C，還包括激活電路，激活電路包括:MCU (單片機)，MCU的控制輸出管腳I/O連接鋰電池充電管理IC的使能管腳EN，MCU的第三模擬量輸入管腳AD3連接鋰電池用于檢測鋰電池的電壓；限流浮充電路，限流浮充電路的一端連接電源Vin，限流浮充電路的另一端連接所述鋰電池，用于控制限流浮充電路輸出的電流大小的電流控制端連接MCU的模擬量輸出管腳DA。由于本發明包括MCU，MCU首先對待充電鋰電池進行電壓檢測，判斷鋰電池是否發生了虧電，如果沒有虧電則接通鋰電池充電管理IC進行正常充電；如果發生了虧電，則接通限流浮充電路對鋰電池進行激活，并由MCU控制限流浮充電路的充電電流的大小，和充電的時間。故本發明在具有給鋰電池進行正常充電的功能的基礎上還具有鋰電池虧電激活功能，且激活的電流大小和激活時間均由MCU進行控制，故安全性高，有效的降低了安全引患，同時不會發生過充現象，對鋰電池起到了保護作用，有利于延長鋰電池的使用壽命；再有本發明的電路結構簡單，價格低廉，適合于廣大消費者的購買能力。由于電阻Rl的兩端分別連接MCU的第一模擬量輸入管腳ADl和第二模擬量輸入管腳AD2。MCU通過第一模擬量輸入管腳ADl和第二模擬量輸入管腳AD2對電阻Rl兩端的電壓進行采樣，進而能夠得出限流浮充電路的實時電流值，通過與設定值比較，并進行PID運算，由模擬量輸出管腳DA將運算結果轉換成電信號輸出給限流浮充電路，使得限流浮充電路的充電電流恒定，進一步的起到了對鋰電池的保護功能，延長鋰電池的使用壽命。綜上所述，本發明鋰電池虧電激活裝置解決了現有技術中鋰電池虧電后不便激活的技術問題。本發明鋰電池虧電激活裝置可對虧電后的鋰電池進行激活，安全可靠性高，有利于延長鋰電池的使用壽命，且價格低廉。
圖1是本發明鋰電池虧電激活裝置的電路原理圖；圖2是本發明鋰電池虧電激活裝置的激活程序流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。如圖1所示，一種鋰電池虧電激活裝置，包括鋰電池充電管理1C，鋰電池充電管理IC的電源管腳連接電源Vin，鋰電池充電管理IC的輸出端連接鋰電池L1-BAT，還包括激活電路，激活電路包括:MCU，MCU的控制輸出管腳I/O連接鋰電池充電管理IC的使能管腳EN，MCU的第三模擬量輸入管腳AD3連接鋰電池L1-BAT用于檢測鋰電池L1-BAT的電壓；限流浮充電路，限流浮充電路的一端連接電源Vin，限流浮充電路的另一端連接鋰電池L1-BAT，用于控制限流浮充電路輸出的電流大小的電流控制端連接MCU的模擬量輸出管腳DA。由于本發明包括MCU，MCU首先對待充電鋰電池L1-BAT進行電壓檢測，判斷鋰電池L1-BAT是否發生了虧電，如果沒有虧電則接通鋰電池充電管理IC進行正常充電；如果發生了虧電，則接通限流浮充電路對鋰電池L1-BAT進行激活，并由MCU控制限流浮充電路的充電電流的大小，和充電的時間。故本發明在具有給鋰電池L1-BAT進行正常充電的功能的基礎上還具有鋰電池虧電激活功能，且激活的電流大小和激活時間均由MCU進行控制，故安全性高，有效的降低了安全引患，同時不會發生過充現象，對鋰電池起到了保護作用，有利于延長鋰電池的使用壽命；再有本發明的電路結構簡單，價格低廉，適合于廣大消費者的購買能力。限流浮充電路包括發射極與電源Vin相連接的三極管Ql，三極管Ql的基極通過電阻調整電路連接模擬量輸出管腳DA，三極管的集電極串連有電阻R1，電阻Rl同時連接有濾波電路和二極管Dl的正極，二極管Dl的負極連接鋰電池L1-BAT。濾波電路包括同時連接電阻Rl和二極管Dl正極的電阻R4，電阻R4連接電容Cl，電容Cl接地，用于濾掉電路中的干擾信號。電阻調整電路包括與三極管Ql的基極相連接的電阻R2，電阻R2連接有場效應管Q2的漏極，場效應管Q2的柵極連接有電阻R3，場效應管Q2的源極接地，且場效應管Q2的源極和漏極之間連接有保護二極管；電阻R3同時連接有濾波電容C2和電阻R5，濾波電容C2接地，電阻R5連接模擬量輸出管腳DA。電阻調整電路會在場效應管Q2的柵極電壓的驅動下產生一個相應的體電阻，從而給三極管Ql的基極一個相應的電流，三極管Ql的基極的電流可以控制三極管Ql的集電極與發射極之間通過的電流，進而得到一個適合的充電電流對鋰電池L1-BAT進行充電，采用以上電阻調整電路的好處是可以避免過度大電流充電，有利于限流浮充電路的工作穩定性，同時也進一步的對鋰電池L1-BAT起到了安全保護作用，提高了本發明的安全可靠性。電阻Rl的兩端分別連接MCU的第一模擬量輸入管腳ADl和第二模擬量輸入管腳AD2。MCU通過第一模擬量輸入管腳ADl和第二模擬量輸入管腳AD2對電阻Rl兩端的電壓進行采樣，進而能夠得出限流浮充電路的實時電流值，通過與設定值比較，并進行PID運算，由模擬量輸出管腳DA將運算結果轉換成電信號輸出給限流浮充電路，使得限流浮充電路對鋰電池L1-BAT的充電電流恒定，進一步的起到了對鋰電池L1-BAT的保護功能，延長鋰電池L1-BAT的使用壽命。下面結合MCU的程序流程圖進一步的闡述本發明如圖2所示，程序流程如下流程起始于步100,在步100進行程序初始化,初始化之后進入步101 ；在步101對MCU的第三模擬量輸入管腳AD3采樣回來的鋰電池L1-BAT的電壓信號進行判斷，如果鋰電池L1-BAT未發生虧電則進入步110，如果鋰電池L1-BAT發生虧電則進入步102 ；在步102進入鋰電池激活程序，關閉鋰電池充電管理1C，打開限時充電功能，通過限流浮充電路開始對鋰電池L1-BAT進行充電，然后進入步103 ；在步103對充電時間與設定時間進行比較，判斷時否到了設定時間，如果答案為是，則進入步104 ;如果答案為否，則返回步102 ；在步104第二次對第三模擬量輸入管腳AD3采樣回來的鋰電池L1-BAT的電壓信號進行判斷，如果鋰電池L1-BAT的電壓沒有升高，既不滿足電壓條件，則進入步111 ;如果鋰電池L1-BAT的電壓有升高，則進入步105 ；
在步105啟動限時激活程序，停止對鋰電池L1-BAT充電，進入步106 ；在步106定時檢測并判斷停止充電后的鋰電池L1-BAT的電壓是否能夠保持；如果能夠保持，既滿足電壓條件，則進入步113 ;如果不能保持，則進入步107 ；在步107判斷限時時間是否到了設定時間，如果答案為是，則進入步108 ;如果答案為否，則返回步105 ；在步108判斷對鋰電池激活程序的循環次數是否到了設定次數，如果答案為是，則進入步109 ;如果答案為否，則返回步102 ；在步109進彳了裡電池損壞提不，然后進入步115 ；在步110進入正常充電模式，給鋰電池充電管理IC進行使能，由鋰電池充電管理IC對鋰電池L1-BAT進行正常充電，然后進入步115 ；在步111退出鋰電池激活程序，進入步112 ;在步112進行鋰電池損壞提示，然后進入步115 ；在步113退出鋰電池激活程序，進入步114 ；在步114進入正常充電模式，給鋰電池充電管理IC進行使能，由鋰電池充電管理IC對鋰電池L1-BAT進行正常充電，然后進入步115 ；在步115退出鋰電池激活程序。在整個程序流程中，對于鋰電池L1-BAT電壓數據的采集及對電阻Rl兩端的電壓數據的采集均使用的是“中值濾波算法”即:多次采集電壓數據，按升/降序排列后去掉最大值和最小值，求和再求平均值所得的數據為所使用的數據。對于激活電路中反饋式控制充電電流所用的是“PID算法”即:依中值濾波所得數據做為微分變化量，再取以時間積分單元進行電壓點數積分，超過設定電壓點數即可發出所對應的電壓控制量去控制充電電流；以上過程反復自動調整即完成了浮充充電電流的精確控制。本發明不局限于上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.鋰電池虧電激活裝置，包括鋰電池充電管理1C，所述鋰電池充電管理IC的電源管腳連接電源Vin，所述鋰電池充電管理IC的輸出端連接鋰電池，其特征在于，還包括激活電路，所述激活電路包括: MCU，所述MCU的控制輸出管腳I/O連接所述鋰電池充電管理IC的使能管腳EN，所述MCU的第三模擬量輸入管腳AD3連接所述鋰電池用于檢測所述鋰電池的電壓； 限流浮充電路，所述限流浮充電路的一端連接所述電源Vin，所述限流浮充電路的另一端連接所述鋰電池，用于控制所述限流浮充電路輸出的電流大小的電流控制端連接所述MCU的模擬量輸出管腳DA。
2.根據權利要求1所述的鋰電池虧電激活裝置，其特征在于，所述限流浮充電路包括三極管Q1，所述三極管Ql的發射極與所述電源Vin相連接，所述三極管Ql的基極連接有電阻調整電路，所述電阻調整電路連接所述模擬量輸出管腳DA，所述三極管的集電極串連有電阻Rl，所述電阻Rl連接所述鋰電池。
3.根據權利要求2所述的鋰電池虧電激活裝置，其特征在于，所述電阻調整電路包括場效應管Q2，所述場效應管Q2的漏極與所述三極管Ql的基極相連接，所述場效應管Q2的柵極連接有電阻R3，所述電阻R3同時連接有濾波電容C2和電阻R5，所述電阻R5連接所述模擬量輸出管腳DA。
4.根據權利要求2所述的鋰電池虧電激活裝置，其特征在于，所述電阻Rl的兩端分別連接所述MCU的第一模擬量輸入管腳ADl和第二模擬量輸入管腳AD2。
5.根據權利要求4所述的鋰電池虧電激活裝置，其特征在于，所述電阻Rl與所述鋰電池之間設有二極管D1，所述二極管Dl的正極連接所述電阻R1，所述二極管Dl的負極連接所述鋰電池。
6.根據權利要求5所述的鋰電池虧電激活裝置，其特征在于，所述二極管Dl的正極還連接有濾波電路。
7.根據權利要求1至6任一項權利要求所述的鋰電池虧電激活裝置，其特征在于，所述MCU包括第一電壓測試模塊，所述第一電壓測試模塊連接有限時充電模塊，所述限時充電模塊連接有第二電壓測試模塊，所述第二電壓測試模塊連接有限時激活模塊。
8.根據權利要求7所述的鋰電池虧電激活裝置， 其特征在于，所述限時充電模塊設有PID運算單元。
全文摘要
本發明公開了一種鋰電池虧電激活裝置，涉及鋰電池充電設備技術領域，包括鋰電池充電管理IC，還包括激活電路，所述激活電路包括MCU，所述MCU的控制輸出管腳I/0連接所述鋰電池充電管理IC的使能管腳EN，所述MCU的第三模擬量輸入管腳AD3連接所述鋰電池用于檢測所述鋰電池的電壓；限流浮充電路，所述限流浮充電路的一端連接所述電源Vin，所述限流浮充電路的另一端連接所述鋰電池，用于控制所述限流浮充電路輸出的電流大小的電流控制端連接所述MCU的模擬量輸出管腳DA。本發明解決了現有技術中鋰電池虧電后不便激活的技術問題。本發明可對虧電后的鋰電池進行激活，安全可靠性高，有利于延長鋰電池的使用壽命，且價格低廉。
文檔編號H02J7/00GK103078369SQ201210583118
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者李進保 申請人:青島歌爾聲學科技有限公司