[发明专利]保护均衡扩展电路

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于锂离子电池组监测IC芯片的均衡保护接口扩展电路。

背景技术：

过去对锂离子电池组的均衡保护技术，都是通过分立的均衡开关、保护芯片及电阻、电容等组成，因对电池组中每一节电池的均衡都需要一个均衡开关和相应的电阻及电容，分立器件较多，电路复杂，可靠性差。

近两年，随着市场对动力锂离子电池需求量的增加，电池组需要串联的电池数量较多，其均衡保护技术越来越受到人们的重视，IC厂商也陆续推出了自带均衡开关的监测IC芯片，大大降低了电路设计的复杂性，同时提高了可靠性，但是，目前市场上的检测IC芯片均衡保护接口均为12个，如果用锂离子电子组替代48伏的铅酸电池，需要13节锂离子电池的串联方能满足电压要求，因此而增加一个监测IC芯片的话，很多应用场合其成本是不能够被接受的。

发明内容：

发明目的：

本发明的目的是提供一种基于锂离子电池组监测IC芯片的均衡保护接口扩展电路，解决现有锂离子电池组监测IC芯片接口只有12通道，不能单片实现对替代48伏铅酸电池的锂离子电池组均衡保护的问题。

技术方案：

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案，原理在于其由锂离子电池组监测IC(U4)、MCU(U2)、运算放大器(U5-U7)、隔离开关管(U1)、电阻(R1-R49)、电容(C-C23)、二极管(D1、D6、D7、D8)、MOS开关(Q1-Q4)及稳压管(D2、D4、D5)等构成的电子线路，串联锂离子电池组中的单节电池的正、负极依次与监测IC芯片的C0-C12相连接，电池组中没有被保护的第13节电池两端，连接至由负载电阻和隔离开关管(U1)组成的均衡保护电路中，并且电池两端还要分别与两个运算放大器构成的电压跟随器相连接，经电压跟随器隔离后送给差分放大电路，经差分运算后传送给监测IC芯片的模拟输入端口，监测IC芯片再通过数据接口将此单节电池电压信息与其他接口得到的电压信息一起传输给MCU(U2)，MCU(U2)将监测IC发送来的数据信息进行判断，根据得到的数据信息为监测IC芯片发送命令，控制监测IC芯片内部相应接口的集成均衡开关工作，不被监测IC芯片保护的第13节电池由MCU(U2)的I/O口直接控制隔离开关管做均衡保护。

有益效果：

在监测IC芯片典型应用的基础上，仅需增加2片运算放大器，1个开关管、若干电容和电阻就可实现为监测IC芯片扩展一个端口，因使用的锂离子电池组监测IC芯片内部集成均衡开关，相较传统均衡保护电路，分立器件大大减少，整体电路实现简单，工作可靠，利用本方案最多可扩展的端口数量要根据监测IC提供的模拟输入端口数量决定。

附图说明：

图1为本发明均衡保护电路控制框图

图2为本发明均衡保护电路电气连接图

图1-2中的标号分别为：R1-R49为电阻，U1为隔离开关管，U2为MCU，U3为比较器，U4为锂离子电阻组监测IC，U5-U7为运算放大器，Q1-Q4为MOS开关，C1-C23为电容，D1、D6、D7、D8为二极管，D2、D4、D5为稳压管

具体实施方式：

如图1-2所示，本具体实施方式图中U4为锂离子电池组监测IC芯片，按照典型应用接好外围电路，C0A至C12A依次连接串联13节锂离子电池组中的12节单节电池的正、负极，C0A接第1节电池的负极，第13节电池的负极连接至C12A，其正极连接至C13A，同时，C12A经R31和R34两电阻的分压后再连接U6的第3脚，C13A经R29和R37两电阻的分压后连接U6的第5脚，U6是集成了两个运算放大器的IC芯片，U6输出的两路信号分别经电阻R32和R35后连接至U7的反向输入端和同向输入端，经U7的差分运算后由第6脚输出，经过一个串联电阻R33后接至监测IC芯片U4的19脚，19脚和21脚同为监测IC芯片U4的模拟输入端口，监测IC芯片将第19脚得到的第13节电池两端电压值信息保存起来。

隔离开关管U1，C13A经串联电阻R4后接至隔离开关管U1的输入端，C12A经串联电阻R6后接至隔离开关管的输出端，其控制端接至MCU(U2)的7脚。