锂电池保护控制ASIC芯片系统技术方案

本案公开一种锂电池保护控制ASIC芯片系统，包括主控单元模块；总线接口模块；单节电芯检测模块，其一端与各单节电芯相连，用于检测各单节电芯的电量、充放电过程中各单节电芯电压的限值，以及均衡各单节电芯的电量；供电控制模块，其与各模块连接，用于提供稳定电源；所述总线接口模块还分别连接充电MOS管驱动模块、放电MOS管驱动模块、电池充放电电流检测模块、通用I/O模块、通讯模块和开关按键模块。本申请实施例所提供的锂电池保护控制ASIC芯片系统，是一种外围电路简单、保护功能完善、功耗低、可靠性提高、功能增强、保密性增强、成本降低的集成电路芯片系统。

【技术实现步骤摘要】
锂电池保护控制ASIC芯片系统本申请是申请号为201711158460.7，申请日为2017年11月20日，名称为锂电池保护控制ASIC芯片系统的分案申请。
本专利技术涉及充电保护
，更具体地说，本专利技术涉及一种锂电池保护控制ASIC芯片系统。
技术介绍
随着吸尘器家电和园林工具的不断发展，用户对无线产品的认可越来越高，于是衍生出便携类产品。其中，锂电池类产品以其体积小、能量密度高、循环寿命长、快速充放电、储存寿命长、无记忆效应、绿色环保和自放电率低等优异特性，是未来电池发展的趋势所在。近年来，越来越多的便携式产品采用锂电池作为主要电源，例如吸尘器和园林工具等。由于锂电池的化学特性，电池在过度放电的情形下，电解液因分解而导致电池特性劣化，而过度充电会造成电池寿命的缩短，电池性能受到严重破坏，甚至发生爆炸。正因如此，为保证锂电池的性能、寿命和使用安全等问题，所有的锂电池使用时都需要一个保护电路来实现过充、过放、过电流等一系列的保护功能。锂电池保护控制电路的基本功能包括过电压充电保护，过电压放电保护，放电过流保护，短路保护。此外，锂电池经过长时间正常的充、放电之后可能会引起各个单电池之间的电压不一致，需要采用电量均衡技术来对蓄电池中的单电池进行均衡操作。目前常用的锂电池保护电路，一般由锂电池保护集成电路芯片AFE/DFE、主控MCU及其驱动电路、电源电路、电量状态显示电路、开关按键检测电路、充电MOS及驱动电路和放电MOS及驱动电路等构成。锂电池保护集成电路芯片AFE/DFE监视电池的电压，并与主控MCU通信；主控MCU根据当前充放电状态和电池电压，通过MOS驱动电路控制充放电MOS的通断调速。由于传统的锂电池保护电路的各个模块相对于独立系统外围电路和芯片非常多，且生产工序复杂，生产周期长，成本较高，可靠性一般，保护电路体积很大。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种锂电池保护控制ASIC芯片系统，是一种专门针对锂电池供电系统的、外围电路简单、保护功能完善、功耗低、可靠性提高、功能增强、保密性增强、成本降低的集成电路芯片系统。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种锂电池保护控制ASIC芯片系统，其包括：主控单元模块；总线接口模块；单节电芯检测模块，其一端与各单节电芯相连，用于检测各单节电芯的电量、充放电过程中各单节电芯电压的限值，以及均衡各单节电芯的电量；供电控制模块，其与各模块连接，用于提供稳定电源；其中，所述总线接口模块还分别连接充电MOS管驱动模块、放电MOS管驱动模块、通用I/O模块、电池温度监测模块、用于控制开关和档位的开关按键模块、用于通信的IIC通讯模块、用于检测单节电芯电流的电池充放电电流检测模块。优选的是，单节电压监测模块，其用于监测单节电芯充放电过程中电压的限值；电池电量检测模块，其与所述总线接口模块相连，用于检测单节电芯电量，并将将检测到的电芯电量通过所述总线接口模块实时输出至所述主控单元模块；以及，均衡模块，其通过所述总线接口模块与所述主控单元模块相连，用于将检测到的各单节电芯电量均衡。优选的是，所述充电MOS管驱动模块包括P型MOS管驱动模块和N型MOS管驱动模块。优选的是，所述锂电池保护控制ASIC芯片系统还包括：LDO输出模块，其输入端与所述供电控制模块相连，用于提供高精度电压的电源。优选的是，所述锂电池保护控制ASIC芯片系统还包括：电池温度监测模块，其一端与单节电芯连接，且其输出端与所述总线接口模块相连，用于检测单节电芯温度。优选的是，所述锂电池保护控制ASIC芯片系统还包括：电量显示模块，其输入端与所述总线接口模块相连；所述主控单元模块将电芯电量传送至所述电量显示模块显示。优选的是，所述锂电池保护控制ASIC芯片系统还包括：短路检测模块，其一端与所述电池充放电电流检测模块相连，用于获取所述电池充放电电流检测模块检测到的各单节电芯的电流，并判断所述单节电芯是否出现短路。优选的是，所述锂电池保护控制ASIC芯片系统还包括：保护模块，其输入端与单节电芯正极相连，输出端与所述供电控制模块相连，用于保护整个芯片供电系统安全。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术提供的锂电池保护控制ASIC芯片系统，含有单节过充保护、单节过放保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护、电池温度检测模块、IIC通讯模块、电量显示模块、PWM输出模块、LDO输出模块、两路MOS管驱动模块和均衡电路模块等功能，是一种外围电路简单、保护功能完善、功耗低、可靠性提高、功能增强、保密性增强、成本降低的集成电路芯片系统。尤其适合吸尘器家电/园林工具等产品对充电锂电池和低功耗的要求。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述的锂电池保护控制ASIC芯片系统的对接识别俯视图。图中：10-总线接口模块；21-单节电芯检测模块；30-供电控制模块；40-充电MOS管驱动模块；50-通用I/O模块；60-放电MOS管驱动模块；70-开关按键模块；80-IIC通讯模块；90-电池充放电电流检测模块；100-LDO输出；110-电池温度监测模块；120-电量显示模块；130-短路检测模块；140-保护模块；150-主控单元模块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1所示，本专利技术的锂电池保护控制ASIC芯片系统，其包括主控单元模块150、总线接口模块10、单节电芯检测模块21以及供电控制模块30。主控单元模块150与总线接口模块相连10。供电控制模块30与各模块连接，用于提供稳定电源。其中，总线接口模块10还分别通信连接有充电MOS管驱动模块40、通用I/O模块50、放电MOS管驱动模块60、用于控制开关和档位的开关按键模块70、用于通信的IIC通讯模块80以及用于检测单节电芯电流的电池充放电电流检测模块90。所述锂电池保护控制ASIC芯片系统可以为作为上述实施方式的进一步优选，单节电芯检测模块21包括单节电压监测模块；电池电量检测模块以及均衡模块。单节电芯检测模块21一端与单节电芯正极相连，用于读取单节电压。其中，所述单节电芯为外围电路的电芯。单节电压监测模块其用于监测单节电芯充放电过程中电压的限值。电池电量检测模块与总线接口模块10相连，并将将检测到的电芯电量通过所述总线接口10模块实时输出至所述主控单元模块150。均衡模块通过总线接口模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池保护控制ASIC芯片系统，其特征在于，包括：/n主控单元模块；/n总线接口模块；/n单节电芯检测模块，其一端与各单节电芯相连，用于检测各单节电芯的电量、充放电过程中各单节电芯电压的限值，以及均衡各单节电芯的电量；/n供电控制模块，其与各模块连接，用于提供稳定电源；/n所述总线接口模块还分别连接充电MOS管驱动模块、放电MOS管驱动模块、电池充放电电流检测模块、通用I/O模块、通讯模块和开关按键模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池保护控制ASIC芯片系统，其特征在于，包括：
主控单元模块；
总线接口模块；
单节电芯检测模块，其一端与各单节电芯相连，用于检测各单节电芯的电量、充放电过程中各单节电芯电压的限值，以及均衡各单节电芯的电量；
供电控制模块，其与各模块连接，用于提供稳定电源；
所述总线接口模块还分别连接充电MOS管驱动模块、放电MOS管驱动模块、电池充放电电流检测模块、通用I/O模块、通讯模块和开关按键模块。


2.如权利要求1所述的锂电池保护控制ASIC芯片系统，其特征在于，所述单节电芯检测模块包括：
单节电压监测模块，其用于监测单节电芯充放电过程中电压的限值；
电池电量检测模块，其与所述总线接口模块相连，用于检测单节电芯电量，并将检测到的电芯电量通过所述总线接口模块实时输出至所述主控单元模块；以及，
均衡模块，其通过所述总线接口模块与所述主控单元模块相连，用于将检测到的各单节电芯电量均衡，其中，当最高电压的单节电芯达到均衡点时，所述主控单元模块控制对其进行分流放电，降低充电速度，并通过继续对其它达到均衡点的单节电芯进行分流放电，实现全部电芯的电量均衡。


3.如权利要求1所述的锂电池保护控制ASIC芯片系统，其特征在于，所述电池充放电电流检测模块，其一端与单节电芯连接，且其输出端与所述总线接口模块相连，用于检测单节电芯电流。


4.如权利要求3所述的锂电池保护控制ASIC芯片系统，其特征在于，所述锂电池保护控制ASIC芯片系统还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪祖根，
申请(专利权)人：莱克电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32