[发明专利]用于多节电池的保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池保护技术领域，特别涉及一种用于多节电池的保护装置。 

背景技术

在信息化时代，无论是政府部门或大型企业使用的计算机设备或者网络服务器、数据存储器等重要设备，为了防止动力电突然掉电使正在工作的设备出现重要数据丢失的情况发生，通常都需要配置标准时间或“长延时”的储备能源来保证系统的正常使用。后备电池作为一种储备能源，随着信息技术的高速发展和计算机系统的广泛引用应运而生。 

用作后备电池的电池类型一般是容量密度高、可反复充放电的锂离子电池和磷酸铁锂电池(铁电池)等二次电池。在对电池进行充电时，如果电池不加充电保护，电池的充电电压将可能超过电池的上限值，发生过充电情况，导致电池内压升高，可能发生电池发鼓、漏夜等不良现象，严重时甚至可能导致电池爆炸或着火，危及安全；同样地，在电池对负载进行放电时，如果电池不加放电保护，电池的放电电压将低于电池的下限值，甚至放电至零伏电压，发生过放电情况，同样会使电池内压升高，另外促使电解液分解，令电芯的容量特性劣化，从而导致备电时间越来越短，缩短电池使用寿命。 

电池的保护电路正是为了避免上述电池的过充电或过放电情况的发生，提高电池的使用寿命和安全可靠性。一般地，单个电池用单节保护IC进行保护， 当多个电池串联使用时，需要同等数目的保护IC进行保护，一方面成本过高，另一方面扩展元件过多，外围电路连接过于复杂，影响系统集成，可拓展性较差。传统的保护方案还包括单片机控制方案，优点在于控制灵活，缺点在于设计难度大，开发周期长，成本高。 

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。 

为达到上述目的，本发明提出一种用于多节电池的保护装置，包括：电池保护芯片组，所述电池保护芯片组分别与电源和负载的正极相连，所述电池保护芯片组在所述电源不满足供电要求时，输出放电信号以控制多节电池为所述负载供电，且在所述多节电池中的任一节电池到达过放电保护电压时，停止输出所述放电信号，以及所述电池保护芯片组在所述多节电池的电量低于阈值时，输出充电信号以通过所述电源为所述多节电池充电，且在所述多节电池中的任一节电池达到过充电保护电压时，停止输出所述充电信号；充电信号转换模块，所述充电信号转换模块与所述电池保护芯片组相连，所述充电信号转换模块用于对所述电池保护芯片组输出的充电信号进行放大驱动以产生充电驱动信号；放电信号转换模块，所述放电信号转换模块与所述电池保护芯片组相连，所述放电信号转换模块用于对所述电池保护芯片组输出的放电信号进行放大驱动以产生放电驱动信号；以及充放电控制模块，所述充放电控制模块分别与所述充电信号转换模块和放电信号转换模块相连，且所述充放电控制模块分别与所述电源和负载的负极相连，所述充放电控制模块根据所述充电驱动信号和放电驱动信号进行反向导通或正向导通以使所述多节电池对所述负载进行放电或使所述电源对所述多节电池进行充电。 

根据本发明实施例的用于多节电池的保护装置，采用电池保护芯片的级联方式，在直流电源对多节电池充电时，当其中任何一节电池到达充电保护设定值，都会切断充电回路，防止电池过充；在电池对负载放电过程中，任何一节电池电压下降到放电保护设定值，都会切断放电回路，防止电池过放，实现多节电池的保护，降低了电路设计的复杂度，设计简单可靠，提高了电池使用的安全性和使用寿命，同时可实现模块级联，提高拓展性。 

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。 

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： 

图1为本发明一个实施例的用于多节电池的保护装置的结构框图； 

图2为本发明一个实施例的用于4N节电池的保护装置的电路示意图； 

图3为本发明一个实施例的用于3N节电池的保护装置的电路示意图； 

图4为本发明一个实施例的用于多节电池的保护装置的充电信号转换模块的电路示意图；以及 

图5为本发明一个实施例的用于多节电池的保护装置的放电信号转换模块的电路示意图。 

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元 件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。