[实用新型]基于单片机的低功耗镍氢电池保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子领域，特别是一种充电保护电路。

背景技术

充电电池的广泛应用解决了一次性电池使用寿命短、浪费资源、废弃电池难处理等问题，但是对充电电池进行充电的时候仍会出现两点问题：一是充电设备结构复杂、电路繁琐、功耗大；二是长时间充电会造成电池和充电设备发热，造成安全隐患。

发明内容

为解决以上问题，本实用新型设计一种由单片机来控制镍氢电池充放电的低功耗电池保护电路。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于单片机的低功耗镍氢电池保护电路，包括充电部分、放电部分、信息处理部分，其中所述充电部分由电源接入单元、充电电路、充电开关电路、充电电流采集电路组成；放电部分由放电电路、放电开关电路、放电电流采集电路组成；信息处理部分由电池、电压采集电路、电压转换电路、主控电路组成，其特征在于，所述电源接入单元、充电电路、充电控制开关电路、电池、放电控制开关电路、放电电路依次顺序相连，所述充电电流采集电路与充电电路和电池相连，放电电流采集电路与放电电路和电池相连，电池分别与电压转换电路、电压采集电路相连，主控电路分别与充电控制开关电路、放电控制开关电路、充电电流采集电路、放电电流采集电路、电压采集电路、电压转换电路相连。

所述的电源接入单元的电源接入端子J1的3、4脚相连接入电源的正极，J1的1、2脚相连接入电源的负极作为整个电路的参考地。电解电容C1的正极、贴片电容C2的一端接到J1的3、4脚作为充电

电路的输入端VIN，C1的负极、C2的另一端接参考地；所述充电电路的N沟道MOS管Q1的D极接VIN，S极与电感L1的一端、二极管D1的负极相连，G极接入PWM信号来控制MOS管的开关；D1的正极接到参考地；L1的另一端与贴片电容C3的一端相连，作为充电电路的正极输出端；C3的另一端接参考地。

所述的充电开关电路的电阻R1的一端与P沟道MOS管Q2的S极、充电电路正极输出端相连，R1的另一端与电阻R2相连；R2的另一端接到NPN三极管Q4的集电极；Q2的G极接到R1、R2相连接端，D极与R3的一端、电池的正极相连；R3的另一端接参考地；Q4的发射极接参考地，Q4的基极接到主控电路的I/O端口RC0。

所述的充电电流采集电路的采样电阻RS1一端接到电池负极，另一端接参考地，从电池负极采集到的电压信号VI接入主控电路的运算放大器1的正向输入端OPA1+，经过运算放大器的放大、RC滤波，读入主控电路的A/D输入端AN0。

所述的放电控制开关电路的二极管D2的负极、电阻R4的一端、P沟道MOS管Q3的S极相连；R4的另一端与电阻R5相连；R5的另一端连NPN三极管Q5的集电极；Q5的发射极接参考地，基极连到主控电路的I/O端口RC1；Q3的G极连到R4、R5的连接端，Q3的D极、电阻R6的一端连到放电负载电阻RL的一端；R6的另一端接参考地。

所述的放电电路的二极管D2的正极连到电池的正极，D2的负极接到放电控制开关电路的电阻R4的一端；经过放电控制电路，放电负载电阻RL的一端接电阻R6的一端，RL的另一端接电阻RS2的一端。

所述的放电电流采集电路的采样电阻RS2的一端接负载电阻RL的一端，RS2的另一端接电池的负极，从负载电阻RL与采样电阻RS2连接处采集的电压信号VO接入主控电路的运算放大器2的正向输入端OPA2+，经过运算放大器的放大、RC滤波后读入主控电路的A/D输入端AN12。

所述的电压采集电路的电阻R7的一端接电池的正极，R7的另一端接电阻R12；电阻R12的另一端接电池的负极；贴片电容C9并联到电阻R12的两端；从R7与R12连接处采集到的电压信号VBAT接入主控电路的A/D输入端AN2。

所述的电压转换电路的电解电容C5的正极、贴片电容C6的一端、电压转换器IC2的第3脚接电池的正极；C5的负极、C6的另一端、IC2的第2脚接参考地；电解电容C7的正极、贴片电容C8的一端接IC2的+5V输出端，C7的负极、C8的另一端接参考地；IC2的+5V输出端接到主控电路的供电端VDD。