[发明专利]锂电池充电管理系统及方法

说明书

本申请公开了锂电池充电管理系统，包括电源电路、开关电路、数据采集电路、控制电路和锂电池，电源电路与控制电路连接，控制电路与开关电路连接，开关电路与锂电池连接，控制电路和锂电池连接至数据采集电路，电源电路与开关电路的开关芯片连接，开关芯片包括第一场效应管和第一三极管，快恢复二极管和电感属于开关电路，第一三极管的集电极连接至快恢复二极管，快恢复二极管与电感连接，电感连接至锂电池，数据采集电路包括电流反馈电路和过流保护电路，电流反馈电路包括第二三极管，过流保护电路包括多个并联的二极管组成的二极管组。本申请还提供了锂电池充电管理方法，有效防止电路功耗过高，避免出现发热损坏电路的问题，提高工作可靠性。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种锂电池充电管理系统及方法。

背景技术

由于锂电池体积小，能量密度高，无记忆效应，高电压，自放电率低等优点，越来越多的电子设备，如手机，电动车，蓝牙设备等开始采用锂电池作为主电源。

锂电池因能量密度高，在充放电过程中存在一定的风险，当锂电池在过度充电状态下，锂电池的温度升高后导致锂电池内部的电解液分解产生气体，使得锂电池内部压力增大而破裂以及着火。目前很多劣质的锂电池充电管理系统设计不合理，会导致锂电池处于过充状态，从而发生危险，安全可靠性低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种可以解决锂电池过充、安全可靠性低的锂电池充电管理系统及方法，具体采用以下技术方案来实现。

第一方面，本申请提供了一种锂电池充电管理系统，包括电源电路、开关电路、数据采集电路、控制电路和锂电池，所述电源电路与所述控制电路连接，所述控制电路与所述开关电路连接，所述开关电路与所述锂电池连接，所述控制电路和所述锂电池连接至所述数据采集电路；

所述电源电路包括交流输入端、第一输出端、第二输出端和AC/DC转换部，所述交流输入端用于接入充电电源，所述第一输出端与所述控制电路中的控制芯片连接，所述第二输出端与所述开关电路中的开关芯片连接；

所述开关芯片包括第一场效应管和第一三极管，所述第一场效应管的栅极经由第一电阻与变压器的副边第一端连接，所述第一场效应管的源极经第二电阻与所述变压器的副边第二端连接，所述第一场效应管的漏极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极连接至快恢复二极管，所述快恢复二极管与电感连接，所述电感连接至所述锂电池，其中，所述变压器、所述第一电阻和所述第二电阻属于所述控制电路，所述快恢复二极管和所述电感属于所述开关电路；

所述数据采集电路包括电流反馈电路和过流保护电路，所述电流反馈电路包括第二三极管、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第二三极管的基极经过所述第三电阻与所述锂电池连接，所述第二三极管的发射极经过所述第四电阻接地，所述第二三极管的集电极经过所述第五电阻与所述控制芯片连接，所述过流保护电路包括多个并联的二极管组成的二极管组、第二场效应管和第六电阻，所述二极管组的阳极与所述控制芯片连接，所述二极管组的阴极与所述第二场效应管的源极连接，所述第二场效应管的漏极与所述锂电池连接，所述第二场效应管经过所述第六电阻与所述控制芯片连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电源电路包括交流直流转换单元，所述交流直流转换单元用于将所述交流输入端接入充电电源产生的交流信号转换为直流信号。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一输出端用于输出高电平，所述第二输出端用于输出低电平。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一场效应管为垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第二场效应管为耗尽型MOS管，所述第一三极管和所述第二三极管为NPN型三极管。

作为上述技术方案的进一步改进，所述二极管组包括四个TVS二极管，每个所述TVS二极管的击穿电压、饱和电流均不同，每个所述TVS二极管按照击穿电压的大小排列。