一種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路，包括電源、溫度采集模塊、電流采集模塊、單節(jié)電壓采集和均衡器電路、充放電MOS管、MCU控制電路、系統(tǒng)時(shí)鐘、SMBUS通訊接口、顯示電路、一次保護(hù)電路、二次保護(hù)電路、熔斷絲和充當(dāng)點(diǎn)MOS管。本實(shí)用新型筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路采用PIC16F886單片機(jī)為核心的智能控制，能以較低的成本完成并超越專用芯片所具有的功能，在批量生產(chǎn)中有效節(jié)省器件成本.在均衡電路設(shè)計(jì)中，采用較大的均衡電流，能快速均衡各節(jié)電池，特別在電池使用壽命中后期，由于單體電池差異更大，均衡電路減小電池差異，達(dá)到延長(zhǎng)電池包使用壽命的目的。
【專利說(shuō)明】
一種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)控電路，具體是一種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路。
【背景技術(shù)】
[0002]筆記本電腦需要滿足在戶外長(zhǎng)時(shí)間工作的需求，一般采用重量輕、能量密度高以及便攜的鋰電池做為后備移動(dòng)電源，為筆記本電腦提供續(xù)航功能.但是由于鋰電池自身存在一些問(wèn)題:必須具有特殊的保護(hù)電路，以防止過(guò)充、過(guò)放電等安全性問(wèn)題；必須專用的智能充電管理和控制充放電過(guò)程，以達(dá)到最短的充電時(shí)間、最大電存儲(chǔ)容量及最大的循環(huán)壽命周期.因此筆記本電腦鋰電池電源主要由保護(hù)電路和監(jiān)控電路組成.在保護(hù)電路設(shè)計(jì)中，提出利用芯片S-8254和S-8244做為一次和二次保護(hù)電路，輔以單片機(jī)輔助保護(hù)的多重保護(hù)設(shè)計(jì)，提高電源使用的安全性能.由于鋰電池通常循環(huán)壽命為幾百次充放電周期]，屬于配件中的高價(jià)值消耗品，而且還存在均衡性及管理電路功耗等問(wèn)題，為了延長(zhǎng)電池使用壽命和降低成本，本文設(shè)計(jì)一款具有較高性價(jià)比的筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路，包括電源、溫度采集模塊、電流采集模塊、單節(jié)電壓采集和均衡器電路、充放電MOS管、MCU控制電路、系統(tǒng)時(shí)鐘、SMBUS通訊接口、顯示電路、一次保護(hù)電路、二次保護(hù)電路、熔斷絲和充當(dāng)點(diǎn)MOS管;所述電源分別連接單節(jié)電壓采集和均衡器電路、一次保護(hù)電路、二次保護(hù)電路和熔斷絲，熔斷絲還分別連接充放電MOS管和二次保護(hù)電路，充放電MOS管還連接一次保護(hù)電路，單節(jié)電壓采集和均衡器電路還連接電流采集模塊和M⑶控制電路，M⑶控制電路還分別連接系統(tǒng)時(shí)鐘、SMBUS通訊接口、顯示電路和溫度采集模塊。
[0006]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述M⑶控制電路的核心元件是PIC16F886芯片。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路采用PIC16F886單片機(jī)為核心的智能控制，能以較低的成本完成并超越專用芯片所具有的功能，在批量生產(chǎn)中有效節(jié)省器件成本.在均衡電路設(shè)計(jì)中，采用較大的均衡電流，能快速均衡各節(jié)電池，特別在電池使用壽命中后期，由于單體電池差異更大，均衡電路減小電池差異，達(dá)到延長(zhǎng)電池包使用壽命的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖2為MCU控制電路的電路圖；
[0010]圖3為電流采集模塊的電路圖；
[0011]圖4為溫度采集模塊的電路圖；
[0012]圖5為充放電MOS管的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0014]請(qǐng)參閱圖1-5，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路，包括電源、溫度采集模塊、電流采集模塊、單節(jié)電壓采集和均衡器電路、充放電MOS管、M⑶控制電路、系統(tǒng)時(shí)鐘、SMBUS通訊接口、顯示電路、一次保護(hù)電路、二次保護(hù)電路、熔斷絲和充當(dāng)點(diǎn)MOS管;所述電源分別連接單節(jié)電壓采集和均衡器電路、一次保護(hù)電路、二次保護(hù)電路和熔斷絲，熔斷絲還分別連接充放電MOS管和二次保護(hù)電路，充放電MOS管還連接一次保護(hù)電路，單節(jié)電壓采集和均衡器電路還連接電流采集模塊和MCU控制電路，MCU控制電路還分別連接系統(tǒng)時(shí)鐘、SMBUS通訊接口、顯示電路和溫度采集模塊。
[0015]M⑶控制電路的核心元件是PIC16F886芯片。
[0016]本實(shí)用新型的工作原理是:電源電路給單片機(jī)PIC16F886、運(yùn)放、電量顯示電路提供電源I)芯片的供電電源電路.因系統(tǒng)有特殊的低功耗要求，電源電路在設(shè)計(jì)上主要考慮靜態(tài)時(shí)低功耗和工作時(shí)能夠提供足夠電流兩個(gè)方面，所以采用低功耗的LDO給芯片供電.由于系統(tǒng)總的最大消耗電流約為30MA，故選擇性價(jià)比較高的HT7550，其待機(jī)電流5μΑ，最大負(fù)載電流可達(dá)到10MA，滿足系統(tǒng)供電的要求.圖3中VDD為芯片的供電電源.2)LM358電源電路.LM358供電電源VDDl如圖3所示.LM358工作時(shí)消耗電流MA級(jí)，靜態(tài)時(shí)為了降低功耗，設(shè)計(jì)LM358運(yùn)放電壓由開關(guān)管六1162控制.靜態(tài)時(shí)由？1(:16?886的1?0)(?11111)輸出高電平關(guān)斷LM358的供電電源。
[0017]電流采集電路如圖3所示，PIC16F886的AD分辨率為10811^0分辨的電壓為5￥/1024 = 5MV.選擇25ΜΩ的采樣電阻，如果直接采集采樣電阻兩端的電壓，則電流精度僅為5MV/25M Ω = 200MA.設(shè)計(jì)中電流精度小于1MA，即電流采集電路的放大倍數(shù)必須大于20，保證了在大于1MA的充放電情況下，電量都能被累計(jì)，在1MA以下的電流可視為處于待機(jī)狀態(tài)，用軟件進(jìn)行校正補(bǔ)償偏差.為方便計(jì)算，充放電電流放大倍數(shù)設(shè)計(jì)成一致.電路由0.025Ω采樣電阻和雙運(yùn)算放大器LM358組成.通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)，電路放大倍數(shù)為21，采樣電流I =
0.0093VAD(VAD為采樣得到的AD值).由于MCU只能采集正電壓信號(hào)，故放電電流的采集電路引入一運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)反相。
[0018]溫度采集電路如圖4，由R5、R27、R28、C10和PIC16F886的RA2(PIn2)組成.由VAD=1024.R27/(R5+R27)，計(jì)算出R27的阻值R27 = (R5.VAD)/(1024_V，AD)，通過(guò)查溫度參數(shù)數(shù)據(jù)表可以得知當(dāng)前環(huán)境溫度。
[0019]充放電]\105管如圖5，電路如圖由1?69、1?9、1?30、06、1?61、1?6、04和？1(:16?886的1^4(卩11125)組成.放電電路由1?62、1?10、1?31、05、1?2、1?7、02和？1(:16?886的1^3(?11124)組成.在充電過(guò)程中，當(dāng)四節(jié)鋰電池的任一只電池電壓高于4.3V時(shí)，Q6驅(qū)動(dòng)關(guān)斷FDS4435M0S管Q4，使充電停止.同樣在放電過(guò)程中，當(dāng)任一只電池的電壓低于2.8V時(shí)，Q5驅(qū)動(dòng)關(guān)斷FDS4435M0S管Q2，使放電停止。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路，包括電源、溫度采集模塊、電流采集模塊、單節(jié)電壓采集和均衡器電路、充放電MOS管、MCU控制電路、系統(tǒng)時(shí)鐘、SMBUS通訊接口、顯示電路、一次保護(hù)電路、二次保護(hù)電路、熔斷絲和充當(dāng)點(diǎn)MOS管;其特征在于，所述電源分別連接單節(jié)電壓采集和均衡器電路、一次保護(hù)電路、二次保護(hù)電路和熔斷絲，熔斷絲還分別連接充放電MOS管和二次保護(hù)電路，充放電MOS管還連接一次保護(hù)電路，單節(jié)電壓采集和均衡器電路還連接電流采集模塊和MCU控制電路，MCU控制電路還分別連接系統(tǒng)時(shí)鐘、SMBUS通訊接口、顯示電路和溫度采集模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筆記本電腦后備移動(dòng)電源電池包監(jiān)控電路，其特征在于，所述MCU控制電路的核心元件是PIC16F886芯片。
【文檔編號(hào)】G06F1/28GK205450961SQ201620249567
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】費(fèi)雄偉, 李瑛
【申請(qǐng)人】湖南城市學(xué)院