一种人工智能机器人增加充放电保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及放电电路技术领域，具体涉及一种人工智能机器人增加充放电保护电路。


背景技术：

2.我们从广泛意义上理解所谓的人工智能机器人，它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的"活物"。其实，这个自控"活物"的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。
3.智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。由此也可知，智能机器人至少要具备三个要素：感觉要素，反应要素和思考要素。
4.人工智能机器人的动力来源源自其内部的锂电池，电池对于机器人来说极为重要，它决定了机器人的独立工作时长，具有决定性的作用
5.由于机器人锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，在没有保护作用下，严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种人工智能机器人增加充放电保护电路，以解决现有技术中的上述不足之处。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种人工智能机器人增加充放电保护电路，包括系统电路，所述系统电路接有ic元件和mos元件，所述ic元件包括逻辑电路、震荡器和计数器，所述震荡器连接计数器，所述计数器连接逻辑电路，所述逻辑电路与ov电池充电电路连接，所述逻辑电路外接四组比较器，四组比较器分别为充电过量比较器、放电过量比较器、充电过电流比较器和放电过电流比较器，四组所述比较器的输出端均与逻辑电路连接，四组所示比较器的反向输入端接地均通过机壳电极接地处理，所述充电过量比较器、放电过量比较器的同向输入端分别通过两组线路与系统电路的vdd和vss连接，且均通过电阻器与vss连接，并均通过可变电阻器与vdd连接，所述充电过电流比较器和放电过电流比较器的同向输入端均连接至系统电路的cs，且系统电路中的od直接与靠逻辑电路相连。
8.优选的，所述充电过电流比较器和以及放电过电流比较器的同向输入端与逻辑电路之间连接有短路器。
9.优选的，所述系统电路中的oc连接电平漂移电路，所述电平漂移电路连接ov电池充电电路连接。
10.优选的，所述系统电路还接有ptc元件、ntc元件和id元件，所述ptc 元件防止不安
全大电流和高温放电的发生，所述ntc元件测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿，所述id元件检测防止瞬间放电电流过大。
11.在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：
12.本实用新型通过在现在的保护电路中增加id、ntc和ptc等元器件来更好的保护产品，并在id元件中设置四组比较器，对充放电进行电量、电流监控，在使用出现电池过充，过放和过流现象时及时调整电路，并对电路进行有效的保护，而在电路中增加ptc元件，保护电路板和ptc元件协同完成，在－40℃至 85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，即时控制电流回路的通断；ptc元件在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏，从而避免电池充放电过程中的烧毁现象，延长电池以及其他电气元件的使用寿命，降低报废成本。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型的ic电路原理图。
15.图2为本实用新型的mos电路原理图。
16.图3为本实用新型的产品设计原理图。
17.图4为本实用新型正常状态原理图。
18.图5为本实用新型过充保护状态原理图。
19.图6为本实用新型过放保护状态原理图。
20.图7为本实用新型过流保护状态原理图。
21.图8为本实用新型短路保护状态原理图。
具体实施方式
22.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
23.本实用新型提供了如图1-2所示的一种人工智能机器人增加充放电保护电路，包括系统电路，所述系统电路接有ic元件和mos元件，所述ic元件包括逻辑电路、震荡器和计数器，所述震荡器连接计数器，所述计数器连接逻辑电路，所述逻辑电路与ov电池充电电路连接，所述逻辑电路外接四组比较器，四组比较器分别为充电过量比较器、放电过量比较器、充电过电流比较器和放电过电流比较器，四组所述比较器的输出端均与逻辑电路连接，四组所示比较器的反向输入端接地均通过机壳电极接地处理，所述充电过量比较器、放电过量比较器的同向输入端分别通过两组线路与系统电路的vdd和 vss连接，且均通过电阻器与vss连接，并均通过可变电阻器与vdd连接，所述充电过电流比较器和放电过电流比较器的同向输入端均连接至系统电路的 cs，且系统电路中的od直接与靠逻辑电路相连。
24.进一步的，在上述技术方案中，所述充电过电流比较器和以及放电过电流比较器的同向输入端与逻辑电路之间连接有短路器。
25.进一步的，在上述技术方案中，所述系统电路中的oc连接电平漂移电路，所述电平
漂移电路连接ov电池充电电路连接。
26.进一步的，在上述技术方案中，所述系统电路还接有ptc元件、ntc元件和id元件，所述ptc元件防止不安全大电流和高温放电的发生，所述ntc元件测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿，所述id元件检测防止瞬间放电电流过大，在电路中增加ptc元件，保护电路板和ptc元件协同完成，在－40℃至 85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，及时控制电流回路的通断；ptc元件在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏；
27.进一步的，本实用新型实用使用元器件材料如下：
28.ic:hy2510ax-b6b；
29.mos:cjae2002；
30.ptc:smd1210p550slr(防止不安全大电流和高温放电的发生)；
31.ntc:100k，
±
1％，b＝3435(测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿，温度控制在20-30％)；
32.id:100k，
±
1％，1/16w(检测防止瞬间放电电流过大，将电池烧毁)；
33.r1：基准供电电阻；
34.r2：过流，检测电阻；
35.c1：瞬间稳压和滤波作用；
36.进一步的，本实用新型的主要功能有：
37.1、过充保护功能，如图：过充保护功能是指在达到某个电压(以下称为过充电检测电压)时，禁止由充电器继续充电。即，将控制过充的mos管进入关断状态，停止充电；
38.2、过放保护功能：过放电保护功能是在电池的电压变低时，停止对负载放电。将控制过放的mos管进入关断状态，禁止其放电。该过程正好与过充电检测时的动作相反；
39.3、过流保护功能：过电流保护功能是在消耗大电流时停止对负载的放电，此功能的目的在于保护电池及mos管，确保电池在工作状态下的安全性。过电流检测之后，电池与负载脱离后将恢复到常态，可以再充电或放电；
40.4、短路保护功能：短路保护原理同过流保护功能；
41.其中：ic元件是保护芯片的核心。通过取样电池电压进行判断，发出各种指令控制mos管，对电芯进行管理。mos管：在保护板电路中主要起开关作用整个电路及元件都起到的保护电池作用，从而防止电池在使用发生恶劣的损坏。
42.进一步的，本实用新型产品使用电路保护状态如下：
43.1、正常状态：如图4所示，在正常状态下电路中u1的“co”与“do”脚都输出高电平，两个mosfet都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电；
44.2、过充保护状态：如图5所示，当控制ic检测到电池电压达到4.3v时，其“co”脚将由高电压转变为零电压，使g2，s2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用；
45.3、过放保护状态：如图6所示，当控制ic检测到电池电压低于2.85v 时，其“do”脚将由高电压转变为零电压，使g1，s1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用；
46.4、过流保护状态：如图7所示，电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串
联的2个mosfet时，由于mosfet的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，控制ic上的“vm”脚对该电压值进行检测，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使u》0.105v时，其“do”脚将由高电压转变为零电压，使g1、s1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用；
47.5、短路保护状态：如图8所示，电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使u》0.6v时，控制ic则判断为负载短路，其“do”脚将迅速由高电压转变为零电压，使g1，s1由导通转为关断，从而切断放电回路，起到短路保护作用，ptc元件与ntc元件，id在电路在检测温度和电流状况从而行有效起到保护使用；
48.进一步的，本实用新型的相关测试参数如下表：
49.表1充放电保护电路测试参数表
[0050][0051]
工作原理：通过在现在的保护电路中增加id、ntc和ptc等元器件来更好的保护产品，并在id元件中设置四组比较器，对充放电进行电量、电流监控，在使用出现电池过充，过放和过流现象时及时调整电路，并对电路进行有效的保护，从而避免电池充放电过程中的烧毁现象，延长电池以及其他电气元件的使用寿命，降低报废成本。
[0052]
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的
方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。