CN203774815U - 均衡充电控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种均衡充电控制电路，包括充电机、多个单体电池电路，每个单体电池电路都包括DC/DC变换器、比较控制电路、精密电阻R、电子开关RY、单体电池B，各单体电池电路的精密电阻R串联，各单体电池电路的单体电池B串联，所述各单体电池电路的DC/DC变换器输入端接充电机的输出端，DC/DC变换器输出端经电子开关RY的触点后接单体电池B的两端，单体电池B的两端及精密电阻R的两端接入比较控制电路，比较控制电路将单体电池B的两端电压及精密电阻R的两端电压进行比较，其输出端接电子开关RY的线圈。本实用新型对电池组有效进行均衡管理，提高电池的一致性，延长了电池组寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充电控制电路，尤其涉及一种均衡充电控制电路，属于充电设备技术领域。
背景技术
在对串联电池组充电过程中，虽然通过单体电池的电流相同，但是由于其容量不同，电池的充放电深度也会不同，容量大的总会浅充浅放，而容量小的总会过充过放，这就造成容量大的电池衰减缓慢、寿命延长，容量小的衰减加快，寿命缩短，两者之间的差异会越来越大。
研究与实践表明，电池组的寿命远远不及单体电池的寿命，电池组的循环寿命往往达不到厂商的标称值，很大原因是由于电池组中电池单体不一致造成的。因此，为了延长电池组寿命，必须采取有效的措施，提高电池的一致性。
为了解决上述问题，除了提高蓄电池的生产技术，减小蓄电池生产时因材料、工艺等带来的差异，在使用时应尽量选择性能指标接近的电池之外，有必要通过辅助的电池均衡***，来改善电池组在使用过程中产生的不一致性。因此，均衡器是电池管理***的核心部件，离开均衡器，管理***即使得到了电池组测量数据，也无所作为。
目前绝大部分均衡充电机都是参考单体的电池电压进行均衡充电补偿的，但由于均衡的单体电池电压测试精度要求较高，基本上都是毫伏级的，这样对于一组电池组来讲，各单体的测试精度要求一致，同时又因为各电池单体是串联的，无法共地，检测电路和控制电路需要不同的电源供电。控制电路如果使用太多的控制芯片进行分路控制，会造成电路太复杂，成本也太高。现有技术的解决方案是，检测电路通过线性光耦将结果隔离后传给控制片（由于路数太多，通常需要多A/D口的微处理芯片），然后再通过隔离光耦对各路补偿充电电路进行控制。因此，整个电路复杂，可靠性低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种均衡充电控制电路，解决现有技术均衡充电控制电路复杂，成本高、可靠性低的问题。
本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：
一种均衡充电控制电路，包括充电机1、多个单体电池电路2，每个单体电池电路2都包括DC/DC变换器3、比较控制电路4、精密电阻R、电子开关RY、单体电池B，各单体电池电路2的精密电阻R相等，各单体电池电路2的精密电阻R串联，串联电路两端接充电机1的输出端，各单体电池电路2的单体电池B串联，串联电路两端接充电机1的输出端，所述各单体电池电路2的DC/DC变换器3输入端接充电机1的输出端，DC/DC变换器3输出端经电子开关RY的触点后接单体电池B的两端，单体电池B的两端及精密电阻R的两端接入比较控制电路4，比较控制电路4将单体电池B的两端电压及精密电阻R的两端电压进行比较，所述比较控制电路4的输出端接电子开关RY的线圈。
本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述均衡充电控制电路，其中比较控制电路4包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C1、电容C2、电容C3、放大器U1A、放大器U2A、放大器U3A、晶体管Q1, Bi+、Bi-是第i路单体电池Bi的电压输入点，Si+、Si-是精密电阻Ri对应的第i路的平均基准电压输入点,所述单体电池Bi两端接Bi+、Bi-，所述电阻R2一端接Bi+，另一端接放大器U1A的正输入端，所述电阻R5的一端接Bi-，另一端接放大器U1A的负输入端，所述电容C1的两端接放大器U1A的正负输入端之间，所述电阻R1一端接地，另一端接放大器U1A的正输入端，所述电阻R6接于放大器U1A的负输入端和输出端之间；所述精密电阻Ri两端接Si+、Si-，所述电阻R11一端接Si+，另一端接放大器U2A的正输入端，所述电阻R12的一端接Si-，另一端接放大器U2A的负输入端，所述电容C3的两端接放大器U2A的正负输入端之间，所述电阻R7一端接地，另一端接放大器U2A的正输入端，所述电阻R13接于放大器U2A的负输入端和输出端之间；所述电阻R3的一端接放大器U1A的输出端，另一端接放大器U3A的正输入端，所述电阻R10的一端接放大器U2A的输出端，另一端接放大器U3A的负输入端，所述电容C2的两端接于放大器U3A的正负输入端之间，所述电阻R9的一端接放大器U3A的输出端，另一端接晶体管Q1的基极，所述电阻R8一端接地，另一端接晶体管Q1的基极，所述晶体管Q1的发射极接地，所述晶体管Q1的集电极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电源VCC。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的充电控制电路简单，成本低、可靠性高。对电池组有效进行均衡管理，提高电池的一致性，延长了电池组寿命。
附图说明
图1是本实用新型的均衡充电控制电路结构图；
图2是本实用新型的比较控制电路实施例一的电路图；
图3是本实用新型的比较控制电路实施例二的电路图；
图4是本实用新型的比较控制电路实施例三的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，均衡充电控制电路，包括充电机1、多个单体电池电路2，每个单体电池电路2都包括DC/DC变换器3、比较控制电路4、精密电阻R、电子开关RY、单体电池B，各单体电池电路2的精密电阻R串联，串联电路两端接充电机1的输出端，各单体电池电路2的单体电池B串联，串联电路两端接充电机1的输出端，所述各单体电池电路2的DC/DC变换器3输入端接充电机1的输出端，DC/DC变换器3输出端经电子开关RY的触点后接单体电池B的两端，单体电池B的两端及精密电阻R的两端接入比较控制电路4，比较控制电路4将单体电池B的两端电压及精密电阻R的两端电压进行比较，所述比较控制电路4的输出端接电子开关RY的线圈。
如图1所示，其中R1、R2、……、Rn为各个单体电池电路中的精密电阻，各精密电阻的阻值一致，它们与电池组的各单体电池对应，但不相连。其工作原理为通过一串串联的精密电阻对电池组进行平均取样，将平均取样电压与各电池单体电压通过运放或比较器进行比较，当平均电压高于对应的单体电压时，控制对应路单体的DC/DC后级的开关电子开关闭合，此路的DC/DC模块给此路的单体补充充电，直到本路的单体电压等于平均电压，此时，DC/DC后级的电子开关断开。这样，电池组的各单体的均衡充电结束电压是完全相同的，相应的其所充电的电量也将基本一致，这样就达到的均衡的目的。
如图2所示，是本实用新型均衡充电控制电路的比较控制电路4的具体实施例，比较控制电路4包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C1、电容C2、电容C3、放大器U1A、放大器U2A、放大器U3A、晶体管Q1, Bi+、Bi-是第i路单体电池Bi的电压输入点，Si+、Si-是精密电阻Ri对应的第i路的平均基准电压输入点,所述单体电池Bi两端接Bi+、Bi-，所述电阻R2一端接Bi+，另一端接放大器U1A的正输入端，所述电阻R5的一端接Bi-，另一端接放大器U1A的负输入端，所述电容C1的两端接放大器U1A的正负输入端之间，所述电阻R1一端接地，另一端接放大器U1A的正输入端，所述电阻R6接于放大器U1A的负输入端和输出端之间；所述精密电阻Ri两端接Si+、Si-，所述电阻R11一端接Si+，另一端接放大器U2A的正输入端，所述电阻R12的一端接Si-，另一端接放大器U2A的负输入端，所述电容C3的两端接放大器U2A的正负输入端之间，所述电阻R7一端接地，另一端接放大器U2A的正输入端，所述电阻R13接于放大器U2A的负输入端和输出端之间；所述电阻R3的一端接放大器U1A的输出端，另一端接放大器U3A的正输入端，所述电阻R10的一端接放大器U2A的输出端，另一端接放大器U3A的负输入端，所述电容C2的两端接于放大器U3A的正负输入端之间，所述电阻R9的一端接放大器U3A的输出端，另一端接晶体管Q1的基极，所述电阻R8一端接地，另一端接晶体管Q1的基极，所述晶体管Q1的发射极接地，所述晶体管Q1的集电极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电源VCC。
本实施例的精密电阻的分压输入与对应的单体电池两端电压通过放大器U1A、U2A进行差分放大（主要起隔离作用）后，再作为第三个差分比较放大电路U3A的两个输入进行比较，放大器U3A的输出作为控制信号对对应路的电子开关进行开关控制。
如图3所示，是采用控制比较电路与相应电池单体共地，但精密电阻取样电路采用差分比较放大电路进行隔离的一种具体实施方式。图3中，Bi是第i路电池单体的电压输入点，Si是精密电阻取样电路中Ri对应的第i路的平均基准电压输入点。
如图4所示，是采用控制比较电路与相应电池单体共地，但精密电阻取样电路采用差分比较放大电路进行隔离的另一种具体实施方式。
图4中，Bi是第i路电池单体的电压输入点，Si是精密电阻取样电路中Ri对应的第i路的平均基准电压输入点。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种均衡充电控制电路，其特征在于，包括充电机（1）、多个单体电池电路（2），每个单体电池电路（2）都包括DC/DC变换器（3）、比较控制电路（4）、精密电阻R、电子开关RY、单体电池B，各单体电池电路（2）的精密电阻R相等，各单体电池电路（2）的精密电阻R串联，串联电路两端接充电机（1）的输出端，各单体电池电路（2）的单体电池B串联，串联电路两端接充电机（1）的输出端，所述各单体电池电路（2）的DC/DC变换器（3）输入端接充电机（1）的输出端，DC/DC变换器（3）输出端经电子开关RY的触点后接单体电池B的两端，单体电池B的两端及精密电阻R的两端接入比较控制电路（4），比较控制电路(4)将单体电池B的两端电压及精密电阻R的两端电压进行比较，所述比较控制电路(4)的输出端接电子开关RY的线圈。
2.如权利要求1所述的均衡充电控制电路，其特征在于，所述比较控制电路(4)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C1、电容C2、电容C3、放大器U1A、放大器U2A、放大器U3A、晶体管Q1, Bi+、Bi-是第i路单体电池Bi的电压输入点，Si+、Si-是精密电阻Ri对应的第i路的平均基准电压输入点,所述单体电池Bi两端接Bi+、Bi-，所述电阻R2一端接Bi+，另一端接放大器U1A的正输入端，所述电阻R5的一端接Bi-，另一端接放大器U1A的负输入端，所述电容C1的两端接放大器U1A的正负输入端之间，所述电阻R1一端接地，另一端接放大器U1A的正输入端，所述电阻R6接于放大器U1A的负输入端和输出端之间；所述精密电阻Ri两端接Si+、Si-，所述电阻R11一端接Si+，另一端接放大器U2A的正输入端，所述电阻R12的一端接Si-，另一端接放大器U2A的负输入端，所述电容C3的两端接放大器U2A的正负输入端之间，所述电阻R7一端接地，另一端接放大器U2A的正输入端，所述电阻R13接于放大器U2A的负输入端和输出端之间；所述电阻R3的一端接放大器U1A的输出端，另一端接放大器U3A的正输入端，所述电阻R10的一端接放大器U2A的输出端，另一端接放大器U3A的负输入端，所述电容C2的两端接于放大器U3A的正负输入端之间，所述电阻R9的一端接放大器U3A的输出端，另一端接晶体管Q1的基极，所述电阻R8一端接地，另一端接晶体管Q1的基极，所述晶体管Q1的发射极接地，所述晶体管Q1的集电极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电源VCC。
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