一种航天用锂电池防浮充保护电路

技术领域

本发明涉及锂离子蓄电池充电领域，特别涉及一种航天用锂电池防浮充保护电路。

背景技术

航天电源在光照期接受太阳电池阵的能量，地影期接收蓄电池组的能量，给整星提供稳定工作电源，并对蓄电池进行充电和维护。锂离子蓄电池具有单体输出电压高，循环寿命长，比能量大，体积小等优点，已大量应用在了当代航天电源系统中。

为了延长锂离子蓄电池的使用寿命和充电效率，锂离子蓄电池一般采用充电电流终止和电压解锁的充电方式，即当蓄电池快要充满时，充电电流逐渐减小，终止充电；当蓄电池电压较低时，充电电路解锁，给电池充电。

当前航天电源中，一般通过电源控制下位机来发送充电终止和解锁的指令，需采集充电电流和电池电压到电源控制下位机，在电源控制下位机中进行判读，然后发充电终止和解锁指令，来控制锂电池充电过程，当电流过小时，终止电池充电，防止锂电池浮充。但是，这种方式需要电源控制下位机进行运算，过程复杂，并且一旦采样和指令等出现问题，将无法进行锂电池充电过程的控制，且成本较高，在小成本的航天电源系统中无法使用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种新的航天用锂电池防浮充保护电路，实现锂电池自动充电电流终止和电压解锁的功能，避免了锂电池的浮充，提高了锂电池的寿命，电路简单，实用性高。

本发明的技术方案是：

一种航天用锂电池防浮充保护电路，包括：主功率充电电路、充电终止电路、充电解锁电路和执行电路；

主功率充电电路在执行电路产生的PWM信号控制下进行充电或中断充电，并将充电电流I转换成对应的电压信号V

充电终止电路接收主功率充电电路发送的电压信号V

充电解锁电路将电池电压V

执行电路接收充电终止电路传输的充电终止信号u

充电终止电路包括：二极管D

充电终止电流阈值V

电流采样霍尔得到的电压信号V

充电解锁电路包括：二极管D

解锁电压V

电池电压V

执行电路包括：RS触发器N

充电终止信号u

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明整个控制电路由分立元器件搭建而成，仅使用简单的运算放大器、RS触发器、电阻、电容和二极管即可实现锂电池自动充电电流终止和电压解锁的功能，电路简单可靠，成本低。

2、本发明避免了锂电池的浮充，提高了锂电池的寿命。

3、本发明在启动时可以保证充电功能在允许状态。

附图说明

图1为本发明实施例中充电电流终止和电压解锁电路的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的航天用锂电池防浮充保护电路作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用简化的电路形式已达到阐明其工作原理和本发明实施例的目的。

本发明提出一种新的航天用锂电池防浮充保护电路，不需要通过额外的电源控制下位机发来发送充电终止和解锁指令，仅由简单的分立元器件组成，电路简单，实用性高，实现了锂电池自动终止充电和恢复充电的功能，避免了锂电池的浮充，提高了锂电池的使用寿命。

本发明一种航天用锂电池防浮充保护电路，包括：主功率充电电路、充电终止电路、充电解锁电路和执行电路。

主功率充电电路在执行电路产生的PWM信号控制下进行充电或中断充电，并将充电电流I转换成对应的电压信号V

具体的，所述的主功率充电电路包括：功率开关管和电流采样霍尔；

执行电路产生的PWM信号控制功率开关管的开通和关断，实现对锂电池充电过程的控制；电流采样霍尔串接在主功率电路中，用于将充电电流I转换成对应的电压信号V

充电终止电路接收主功率充电电路发送的电压信号V

具体的，所述的充电终止电路包括：充电电流采样电路和比较器电路；

电流采样霍尔得到的电压信号V

充电解锁电路将电池电压V

具体的，所述的充电解锁电路包括：比较器电路，上电置位电路和钳位二极管；

电池电压V

执行电路接收充电终止电路传输的充电终止信号u

具体的，所述的执行电路包括：RS触发器电路和控制芯片电路，充电终止信号u

本发明电路由分立元器件组成，电路简单，实用性高，不需要通过额外的控制下位机对锂电池进行充放电管理，实现了锂电池自动终止充电和恢复充电的功能，避免了锂电池的浮充，提高了锂电池的使用寿命。

本发明的航天用锂电池防浮充保护电路的主功率充电电路原理框图如图1所示，由太阳电池阵、充电开关管S

本发明的充电终止电路原理框图如图1所示，包括由电流采样霍尔组成的充电电流采样电路和由二极管D

本发明的充电解锁电路原理框图如图1所示，包括由二极管D

本发明的执行电路原理框图如图1所示，包括由RS触发器N

同时，在启动时充电电流终止和电压解锁电路可以保证太阳阵给蓄电池充电。在电路刚启动时，+12V先建立，由于电容C

表1总结了上述充电电流终止和电压解锁电路的6种情况。

表1本发明实施例中充电电流终止和电压解锁电路的逻辑表

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。