專利名稱：一種鋰電管理中的整合控制電路模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電管理中的電路整合控制的改進技術。
背景技術：
如今人類面對前所未有的能源危機，“環保”、“節能”的重要性日益凸顯，鋰電池的應用領域也日益廣闊。由于單節鋰電池電壓較低，對于要求電壓較高的場合，一般都需要將多節鋰電池進行串聯成鋰電池組或，其中以3至6串數的鋰電池組居多。高性能的鋰電池保護方案越來越引起人們重視，為了保證鋰電池的壽命及其使用安全，鋰電池的充放電時的工作電壓、工作電流及電芯溫度都必須嚴格控制在準確的范圍以內，通常的做法是利用分立的元件構建六大功能電路，即電平平移電路、電芯平衡電路、電流檢測電路、驅動電路、工作模式檢測電路，但此方法，分立元件數量多，可靠性難于控制、成本高、生產工序復雜。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題是提供一種針對鋰電池組管理進行多電路整合后的電路模塊。由此，本實用新型所提出的技術方案如下一種鋰電管理中的整合控制電路模塊，所述的整合控制電路模塊包括一個模擬前端電路和一個進行后端處理及可編程控制的MCU控制器。其中，所述的模擬前端電路整合了一個可將相對電壓轉換為對地絕對電壓的電平平移電路、一個可對指定的電芯進行適度放電控制的電芯平衡電路、一個可檢測充電模式或放電模式下回路中電流值的電流檢測電路、一個利用電場效應管驅動充電和放電的驅動電路、一個可判斷是否外接充電器或是掛接負載的工作模式檢測電路。其中，所述的整合控制電路模塊設有多個可拓展其他功能的通用輸入輸出接口。本實用新型具有如下有益效果本實用新型提供的整合控制電路模塊將一個微控制器MCU與一個由多個用于鋰電管理的功能電路整合而成的前端電路模塊化組合。由于該技術將多個分立元件功能電路整合起來，極大地減少了外圍元件數量，提高了電路的可靠性。
圖I為本實用新型的電路模塊組成框圖。
具體實施方式
為便于本領域技術人員的理解，下面結合具體實施例及附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。本實用新型涉及鋰電管理中的一種整合控制技術，具體如附圖I所示為可用于六節鋰電池組控制的整合控制電路模塊，包括一個模擬前端電路I和一個進行后端處理及可編程控制的MCU控制器2。同時該整合控制電路模塊設有17個外接端口，它們的具體功能是GPI01、GPI02、GPI03、GPI04、GPI05、GP106為6個可應用于整體電量指示、熱敏NTC監測等的通用輸入輸出接口，CFET端口用于充電控制，DFET端口用于放電控制，SENES端口用于電流檢測，MODE端口用于工作模式檢測，VG端口接地，VCELL1、VCELL2、VCELL3、VCELL4、VCELL5、VCELL6分別對應連接第一節電芯至第六節電芯并對每節電芯電壓模擬信號進行實時米集。模擬前端電路I整合了一個可將相對電壓轉換為對地絕對電壓的電平平移電路3、一個可對指定的電芯進行適度放電控制的電芯平衡電路4、一個可檢測充電模式或放電模式下回路中電流值的電流檢測電路5、一個利用電場效應管驅動充電和放電的驅動電路
6、一個可判斷是否外接充電器或是掛接負載的工作模式檢測電路7。整個控制電路模塊的工作原理如下·a.模塊初始化由MCU控制器2編程設置電芯電壓上/下限、充電電流參數、放電電流參數、NTC上限/下限、遲滯時間，同時完成整個控制電路模塊的初始化。b.電芯電壓實時采集與相應控制電平平移電路3可將VCELLl至VCELL6端口采集得到的各節電芯的實時電壓信號轉換為對地參考電壓后，再送入MCU控制器AD轉換后得到各節電芯電壓值，與編程設置的電芯電壓上/下限進行比較。在充電模式下，如果各節電芯電壓低于編程設置上限，那么CFET端口輸出I，驅動電路6驅動外部充電電路正常充電；如果各節電芯電壓高于編程設置上限并達到遲滯時間，那么CFET端口輸出0，關閉充電回路；如果某一節電芯電壓高于最低節電芯電壓幅度達到30mV以上，電芯平衡電路4啟動，對電壓最高節電芯進行適度放電，以取得各節電芯的電壓平衡。而在放電模式下，如果各節電芯電壓高于編程設置電壓下限，那么DFET端口輸出1，驅動電路6驅動外部放電回路正常放電；如果檢測到各節電芯電壓低于編程設置下限，那么DFET端口輸出0，關閉放電回路。c.回路電流實時采集與相應控制電流檢測電路5通過SENES端口檢測得到回路電流，將其與編程設置值比較。在充電模式下，如果充電電流低于編程設置上限，那么CFET端口輸出1，驅動電路6驅動外部充電回路正常充電；如果充電電流高于編程設置上限并達到遲滯時間，那么CFET端口輸出0，關閉充電回路。而在放電模式下，如果放電電流低于編程設置上限，那么DFET端口輸出1，驅動電路6驅動外部放電回路正常放電；如果放電電流超出各段放電電流設置上限并達到遲滯時間，那么DFET端口輸出0，關閉放電回路。d.工作模式檢測工作模式檢測電路7能夠明確判斷是否外接充電器或是掛接負載。如果檢測到外接充電器，則啟動充電工作模式；如果檢測到外掛負載，則啟動放電工作模式。本實用新型設計了一種將電平平移電路、電芯平衡電路、電流檢測電路、驅動電路、工作模式檢測電路整合為一個前端電路后，再與MCU控制器整合的控制電路模塊，極大地減少了外圍分立元件數量，節約采購人力和管理成本，提高了整體電路的可靠性，減少了加工測試工序，在大批量產品生產應用中有較好的實用性。以上為本實用新型的某些具體實現方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制，應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，這些顯而易見的替換形式均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種鋰電管理中的整合控制電路模塊，其特征在于，所述的整合控制電路模塊包括一個模擬前端電路(I)和一個進行后端處理及可編程控制的MCU控制器(2 )。
2.根據權利要求I所述的鋰電管理中的整合控制電路模塊，其特征在于，所述的模擬前端電路整合了一個可將相對電壓轉換為對地絕對電壓的電平平移電路(3 )、一個可對指定的電芯進行適度放電控制的電芯平衡電路(4 )、一個可檢測充電模式或放電模式下回路中電流值的電流檢測電路(5)、一個利用電場效應管驅動充電和放電的驅動電路(6)、一個可判斷是否外接充電器或是掛接負載的工作模式檢測電路(7 )。
3.根據權利要求2所述的鋰電管理中的整合控制電路模塊，其特征在于，所述的整合控制電路模塊設有多個可拓展其他功能的通用輸入輸出接口。
專利摘要一種鋰電管理中的整合控制電路模塊，所述的整合控制電路模塊包括一個模擬前端電路和一個進行后端處理及可編程控制的MCU控制器。本實用新型設計了一種將電平平移電路、電芯平衡電路、電流檢測電路、驅動電路、工作模式檢測電路整合為一個前端電路后，再與MCU控制器整合的控制電路模塊，極大地減少了外圍分立元件數量，節約采購人力和管理成本，提高了整體電路的可靠性，減少了加工測試工序，在大批量產品生產應用中有較好的實用性。
文檔編號H02J7/00GK202712935SQ20122042122
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者肖陽作 申請人:惠州市藍微電子有限公司