CN104467774A - 一种采用固体开关的开关网络电路 - Google Patents
一种采用固体开关的开关网络电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104467774A CN104467774A CN201310311310.0A CN201310311310A CN104467774A CN 104467774 A CN104467774 A CN 104467774A CN 201310311310 A CN201310311310 A CN 201310311310A CN 104467774 A CN104467774 A CN 104467774A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cell
- field effect
- effect transistor
- type field
- connect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 94
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
一种采用固体开关的开关网络电路，该电路采用半导体器件构成的固体开关，将串联电池组内各电池的正、负极引出到该开关网络电路的输入输出端上，通过该输入输出端对相应的电池进行电压测量和均衡管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用固体开关的开关网络电路。该电路采用半导体器件构成的固体开关，将串联电池组内各电池的正、负极引出到该开关网络电路的输入输出端上，通过该输入输出端对相应的电池进行电压测量和均衡管理。
背景技术
充电电池，如锂电池、铅酸电池等，在串联成组使用时，需要监控各电池电压和均衡管理各电池的电量。对于大量串联的电池组，一般采用专用集成电路或者用飞电容法测量各电池电压，采用电阻放电形式在充电过程中对电池电量进行被动均衡管理。专用集成电路虽然使用方便，但成本比较高。传统的飞电容测量方法需要速度较高的开关，容易损失精度，也存在成本较高的缺点。而被动均衡存在均衡电流小，热管理困难，容易降低电池循环寿命等缺点。
发明内容
为了克服现有测量电池组中各电池电压电路存在的精度低、成本高等缺点，和克服被动均衡存在均衡电流小，热管理困难，容易降低电池循环寿命等缺点，本发明提供一种新型固体开关网络电路，该电路将串联电池组内各电池的正、负极引出到该开关网络电路的输入输出端上，通过该输入输出端对相应的电池进行电压测量和均衡管理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：若串联电池节数为偶数，电池Cell1、Cell2、Cell3……Cell2n-2、Cell2n-1、Cell2n依次串联成电池组，电池组的正极是Cell2n的正极，电池组的负极是Cell1的负极，Cell1、Cell3……Cell2n-1的正极分别连接N型场效应管TL1、TL3……TL2n-1的漏极，TL1、TL3……TL2n-1的源极分别连接N型场效应管TR1、TR3……TR2n-1的源极，Cell2……Cell2n-2、Cell2n的正极分别连接N型场效应管TL2……TL2n-2、TL2n的漏极，TL2……TL2n-2、TL2n的源极分别连接N型场效应管TR2……TR2n-2、TR2n的源极，Cell1的负极和N型场效应管TL0的漏极连接，TL0的源极连接N型场效应管TR0的源极，TR1、TR3……TR2n-1的漏极相连，并连接N型场效应管TO0的漏极和N型场效应管TO1的源极，TR0、TR2……TR2n-2、TR2n的漏极相连，并连接N型场效应管TE0的漏极和N型场效应管TE1的源极，TO0的源极连接TE0的源极构成负向输入输出端I/O-，TO1的漏极连接TE1的漏极构成正向输入输出端I/O+，若串联电池节数为奇数，电池Cell1、Cell2、Cell3……Cell2n-1、Cell2n、Cell2n+1依次串联成电池组，电池组的正极是Cell2n+1的正极，电池组的负极是Cell1的负极，Cell1、Cell3……Cell2n-1、Cell2n+1的正极分别连接N型场效应管TL1、TL3……TL2n-1、TL2n+1的漏极，TL1、TL3……TL2n-1、TL2n+1的源极分别连接N型场效应管TR1、TR3……TR2n-1、TR2n+1的源极，Cell2……Cell2n的正极分别连接N型场效应管TL2……TL2n的漏极，TL2……TL2n的源极分别连接N型场效应管TR2……TR2n的源极，Cell1的负极和N型场效应管TL0的漏极连接，TL0的源极连接N型场效应管TR0的源极，TR1、TR3……TR2n-1、TR2n+1的漏极相连，并连接N型场效应管TO0的漏极和N型场效应管TO1的源极，TR0、TR2……TR2n的漏极相连，并连接N型场效应管TE0的漏极和N型场效应管TE1的源极，TO0的源极连接TE0的源极构成负向输入输出端I/O-，TO1的漏极连接TE1的漏极构成正向输入输出端I/O+，其中n代表任意自然数。
本发明的有益效果是电路结构简单，测量误差小，可以提供较高均衡电流。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1和图2是本发明的原理图。
图1和图2中，Cell1、Cell2、Cell3……Cell2n-2、Cell2n-1、Cell2n、Cell2n+1是电池，它们如图所示依次串联组成电池组。TL0、TR0、TL1、TR1、TL2、TR2、TL3、TR3……TL2n-2、TR2n-2、TL2n-1、TR2n-1、TL2n、TR2n、TL2n+1、TR2n+1、TE0、TE1、TO0、TO1是N型场效应管。GL0、GR0、GL1、GR1、GL2、GR2、GL3、GR3……GL2n-2、GR2n-2、GL2n-1、GR2n-1、GL2n、GR2n、GL2n+1、GR2n+1、GE0、GE1、GO0、GO1分别是TL0、TR0、TL1、TR1、TL2、TR2、TL3、TR3……TL2n-2、TR2n-2、TL2n-1、TR2n-1、TL2n、TR2n、TL2n+1、TR2n+1、TE0、TE1、TO0、TO1的栅极。I/O+是正向输入输出端，I/O-是负向输入输出端。图中虚线代表省略的电池、N型场效应管及其连接线。
具体实施方式
图1显示的是当电池组中串联偶数节电池时的工作方式。图1中，串联电池组中电池Cell1、Cell3……Cell2n-1的正极分别连接N型场效应管TL1、TL3……TL2n-1的漏极，TL1、TL3……TL2n-1的源极分别连接N型场效应管TR1、TR3……TR2n-1的源极，电池Cell2……Cell2n-2、Cell2n的正极分别连接N型场效应管TL2……TL2n-2、TL2n的漏极，TL2……TL2n-2、TL2n的源极分别连接N型场效应管TR2……TR2n-2、TR2n的源极，电池Cell1的负极和N型场效应管TL0的漏极连接，TL0的源极连接N型场效应管TR0的源极，TR1、TR3……TR2n-1的漏极相连，并连接N型场效应管TO0的漏极和N型场效应管TO1的源极，TR0、TR2……TR2n-2、TR2n的漏极相连，并连接N型场效应管TE0的漏极和N型场效应管TE1的源极，TO0的源极连接TE0的源极构成负向输入输出端I/O-，TO1的漏极连接TE1的漏极构成正向输入输出端I/O+，其中n代表任意自然数，图中虚线代表省略的电池、N型场效应管及其连接线。
测量或均衡电池Cell1时，在GL1、GR1、GL0、GR0、GO1、GE0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL0、TR0、TL1、TR1、TO1、TE0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell1的正极短接，I/O-和Cell1的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell1的电压或对Cell1进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell2时，在GL2、GR2、GL1、GR1、GE1、GO0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL2、TR2、TL1、TR1、TE1、TO0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell2的正极短接，I/O-和Cell2的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell2的电压或对Cell2进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell3时，在GL3、GR3、GL2、GR2、GO1、GE0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL3、TR3、TL2、TR2、TO1、TE0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell3的正极短接，I/O-和Cell3的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell3的电压或对Cell3进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell2n-1时，在GL2n-1、GR2n-1、GL2n-2、GR2n-2、GO1、GE0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL2n-1、TR2n-1、TL2n-2、TR2n-2、TO1、TE0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell2n-1的正极短接，I/O-和Cell2n-1的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell2n-1的电压或对Cell2n-1进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell2n时，在GL2n、GR2n、GL2n-1、GR2n-1、GE1、GO0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL2n、TR2n、TL2n-1、TR2n-1、TE1、TO0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell2n的正极短接，I/O-和Cell2n的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell2n的电压或对Cell2n进行充、放电均衡管理。
对于串联在Cell3和Cell2n-1之间的电池的测量或均衡方式，可根据对电池Cell2n-1和Cell2n进行测量或均衡的方式类推。
图2显示的是当电池组中串联奇数节电池时的工作方式。图2中，串联电池组中电池Cell1、Cell3……Cell2n-1、Cell2n+1的正极分别连接N型场效应管TL1、TL3……TL2n-1、TL2n+1的漏极，TL1、TL3……TL2n-1、TL2n+1的源极分别连接N型场效应管TR1、TR3……TR2n-1、TR2n+1的源极，电池Cell2……Cell2n的正极分别连接N型场效应管TL2……TL2n的漏极，TL2……TL2n的源极分别连接N型场效应管TR2……TR2n的源极，电池Cell1的负极和N型场效应管TL0的漏极连接，TL0的源极连接N型场效应管TR0的源极，TR1、TR3……TR2n-1、TR2n+1的漏极相连，并连接N型场效应管TO0的漏极和N型场效应管TO1的源极，TR0、TR2……TR2n的漏极相连，并连接N型场效应管TE0的漏极和N型场效应管TE1的源极，TO0的源极连接TE0的源极构成负向输入输出端I/O-，TO1的漏极连接TE1的漏极构成正向输入输出端I/O+，其中n代表任意自然数，图中虚线代表省略的电池、N型场效应管及其连接线。
测量或均衡电池Cell1时，在GL1、GR1、GL0、GR0、GO1、GE0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL0、TR0、TL1、TR1、TO1、TE0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell1的正极短接，I/O-和Cell1的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell1的电压或对Cell1进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell2时，在GL2、GR2、GL1、GR1、GE1、GO0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL2、TR2、TL1、TR1、TE1、TO0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell2的正极短接，I/O-和Cell2的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell2的电压或对Cell2进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell3时，在GL3、GR3、GL2、GR2、GO1、GE0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL3、TR3、TL2、TR2、TO1、TE0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell3的正极短接，I/O-和Cell3的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell3的电压或对Cell3进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell2n时，在GL2n、GR2n、GL2n-1、GR2n-1、GE1、GO0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL2n、TR2n、TL2n-1、TR2n-1、TE1、TO0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell2n的正极短接，I/O-和Cell2n的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell2n的电压或对Cell2n进行充、放电均衡管理。
测量或均衡电池Cell2n+1时，在GL2n+1、GR2n+1、GL2n、GR2n、GO1、GE0上加上逻辑“1”信号，N型场效应管TL2n+1、TR2n+1、TL2n、TR2n、TO1、TE0导通，其它N型场效应管保持关断状态，由于N型场效应管内阻较低，可以近似认为I/O+和Cell2n+1的正极短接，I/O-和Cell2n+1的负极短接，因此，可以通过I/O+和I/O-两端准确测量Cell2n+1的电压或对Cell2n+1进行充、放电均衡管理。
对于串联在Cell3和Cell2n之间的电池的测量或均衡方式，可根据对电池Cell2n和Cell2n+1进行测量或均衡的方式类推。
Claims (1)
1.一种采用固体开关的开关网络电路，其特征是：若串联电池节数为偶数，电池Cell1、Cell2、Cell3……Cell2n-2、Cell2n-1、Cell2n依次串联成电池组，电池组的正极是Cell2n的正极，电池组的负极是Cell1的负极，Cell1、Cell3……Cell2n-1的正极分别连接N型场效应管TL1、TL3……TL2n-1的漏极，TL1、TL3……TL2n-1的源极分别连接N型场效应管TR1、TR3……TR2n-1的源极，Cell2……Cell2n-2、Cell2n的正极分别连接N型场效应管TL2……TL2n-2、TL2n的漏极，TL2……TL2n-2、TL2n的源极分别连接N型场效应管TR2……TR2n-2、TR2n的源极，Cell1的负极和N型场效应管TL0的漏极连接，TL0的源极连接N型场效应管TR0的源极，TR1、TR3……TR2n-1的漏极相连，并连接N型场效应管TO0的漏极和N型场效应管TO1的源极，TR0、TR2……TR2n-2、TR2n的漏极相连，并连接N型场效应管TE0的漏极和N型场效应管TE1的源极，TO0的源极连接TE0的源极构成负向输入输出端I/O-，TO1的漏极连接TE1的漏极构成正向输入输出端I/O+，若串联电池节数为奇数，电池Cell1、Cell2、Cell3……Cell2n-1、Cell2n、Cell2n+1依次串联成电池组，电池组的正极是Cell2n+1的正极，电池组的负极是Cell1的负极，Cell1、Cell3……Cell2n-1、Cell2n+1的正极分别连接N型场效应管TL1、TL3……TL2n-1、TL2n+1的漏极，TL1、TL3……TL2n-1、TL2n+1的源极分别连接N型场效应管TR1、TR3……TR2n-1、TR2n+1的源极，Cell2……Cell2n的正极分别连接N型场效应管TL2……TL2n的漏极，TL2……TL2n的源极分别连接N型场效应管TR2……TR2n的源极，Cell1的负极和N型场效应管TL0的漏极连接，TL0的源极连接N型场效应管TR0的源极，TR1、TR3……TR2n-1、TR2n+1的漏极相连，并连接N型场效应管TO0的漏极和N型场效应管TO1的源极，TR0、TR2……TR2n的漏极相连，并连接N型场效应管TE0的漏极和N型场效应管TE1的源极，TO0的源极连接TR0的源极构成负向输入输出端I/O-，TO1的漏极连接TE1的漏极构成正向输入输出端I/O+，其中n代表任意自然数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310311310.0A CN104467774A (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种采用固体开关的开关网络电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310311310.0A CN104467774A (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种采用固体开关的开关网络电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104467774A true CN104467774A (zh) | 2015-03-25 |
Family
ID=52913255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310311310.0A Pending CN104467774A (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种采用固体开关的开关网络电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104467774A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111123119A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-05-08 | 盐城市惠众新能源科技有限公司 | 电池测量电路 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050206386A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-22 | Yazaki Corporation | Switching circuit and individual voltmeter apparatus |
| US20100052656A1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-04 | Texas Instruments Incorporated | Voltage sensing device |
| WO2012144373A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | スイッチ回路、選択回路、及び電圧測定装置 |
| CN103078155A (zh) * | 2011-09-28 | 2013-05-01 | 三洋电机株式会社 | 电源装置和具备该电源装置的车辆 |
| CN203368430U (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-25 | 赵恩海 | 一种新型固体开关网络电路 |
-
2013
- 2013-07-24 CN CN201310311310.0A patent/CN104467774A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050206386A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-22 | Yazaki Corporation | Switching circuit and individual voltmeter apparatus |
| US20100052656A1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-04 | Texas Instruments Incorporated | Voltage sensing device |
| WO2012144373A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | スイッチ回路、選択回路、及び電圧測定装置 |
| CN103078155A (zh) * | 2011-09-28 | 2013-05-01 | 三洋电机株式会社 | 电源装置和具备该电源装置的车辆 |
| CN203368430U (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-25 | 赵恩海 | 一种新型固体开关网络电路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111123119A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-05-08 | 盐城市惠众新能源科技有限公司 | 电池测量电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202189131U (zh) | 一种测量16节串联电池组中各单体电池电压的电路 | |
| CN104734260A (zh) | 一种动力电池均衡充电方法及*** | |
| CN203086196U (zh) | 一种多节串联锂电池均衡电路 | |
| CN202435082U (zh) | 电池组主动均衡电路 | |
| CN203368430U (zh) | 一种新型固体开关网络电路 | |
| CN104467774A (zh) | 一种采用固体开关的开关网络电路 | |
| CN202421470U (zh) | 一种任意串电池组中单体电池电压测量电路 | |
| CN102749586B (zh) | 电池组的检测***及电池供电*** | |
| CN102832654B (zh) | 一种电池组主动均衡电路 | |
| CN202794291U (zh) | 一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路 | |
| CN202548190U (zh) | 一种16串电池组中各单体电池电压简易测量电路 | |
| CN204103480U (zh) | 一种充电器反接和短路保护电路 | |
| CN103176131A (zh) | 一种任意节串联电池组中单体电池电压测量电路 | |
| CN202333775U (zh) | 一种动力锂电池组的电池保护电路 | |
| CN102355017A (zh) | 无损型动力电池均衡器 | |
| CN202424268U (zh) | 一种6串充电电池组均衡电路 | |
| CN201204479Y (zh) | 锂电池充电器控制集成电路及其充电指示控制电路 | |
| CN203164281U (zh) | 一种任意节串联电池组中各单体电池电压精确测量电路 | |
| CN103487628A (zh) | 一种在任意节串联电池组中测量各单体电池电压的简易电路 | |
| CN202421463U (zh) | 一种13串电池组电压测量电路 | |
| CN202471924U (zh) | 一种12串电池组中单体电池电压测量电路 | |
| CN202424269U (zh) | 一种4串充电电池组均衡电路 | |
| CN202424270U (zh) | 一种5串充电电池组简易均衡电路 | |
| CN202474912U (zh) | 一种14节串联充电电池组简易均衡电路 | |
| CN202474926U (zh) | 一种12串充电电池组均衡电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: YANCHENG HUIZHONG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: ZHAO ENHAI Effective date: 20150724 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20150724 Address after: 224051 No. 666 Yingbin Road, Nanyang Economic Zone, Jiangsu, Yancheng City Applicant after: YANCHENG HUIZHONG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 210000, room 1002, building 17, Qingjiang, Xiyuan, 418 Jiangdong North Road, Xiaguan District, Jiangsu, Nanjing Applicant before: Zhao Enhai |
|
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150325 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |