CN207218357U - 多电压电池并联电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多电压电池并联电路,包括多个并联连接的电池电路单元，每个电池电路单元均包括电池、电池开关电路、电压判定电路；电池与电池开关电路串联，电池开关电路用于控制相应电池电路是否连通；电压判定电路设置于电池与电池开关电路之间，电压判定电路用于对多个电池电路单元的电池电压进行比较，并控制与电池电压较高者连接的电池开关电路导通。本实用新型的优点是当多块电池电压相等时，由多块电池共同供电；当多块电池电压不等时，由每块电池连接的电压判定电路对当前电池电压进行比较，控制多块电池中较高电压的电池开关电路导通，并将多块电池中较高电压电池连通，即可实现并联电池的无缝切换，防止电池反向充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池供电领域，具体的说，涉及一种多电压电池并联电路。
背景技术
随着科技的进步，电子装置已经成为了我们日常生活中不可缺少的一部分，如手机或者笔记本电脑，而电子装置最重要的使用条件就是电源，目前常用电子装置电源为电池。
以笔记本电脑为例，笔记本电脑一般有两种供电方式，一种供电方式为通过外部电源适配器供电，另一种供电方式为通过内置锂电池供电，其中，锂电池供电条件下，一般只能工作几小时。
因此，为实现长时间供电，一般采用添加一个电池槽的方式安装更多电池提供电力，若多个电池采用串联方式连接，则必须在设备关机状况下进行操作。若多个电池采用并联方式，需每块电池与一个开关做串联，且两块电池做并联，电子装置由开启任一开关来选择由哪一块电池供电，此种方式同一时间仅能够由一块电池供电，无法支持电池的热插拔，若想更换电池必须关闭设备电源再进行操作。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述技术问题，提供一种多电压电池并联电路。
本实用新型的技术方案是：一种多电压电池并联电路，包括多个并联连接的电池电路单元，每个电池电路单元均包括电池、电池开关电路、电压判定电路；所述电池与所述电池开关电路串联，所述电池开关电路用于控制相应电池电路是否连通；所述电压判定电路设置于所述电池与所述电池开关电路之间，所述电压判定电路用于对多个电池电路单元的电池电压进行比较，并控制与电池电压较高者连接的电池开关电路导通。
优选的是，所述电压判定电路包括电压比较电路和4个阻值相等的分压电阻；所述电压比较电路包括同相输入端、反相输入端和比较输出端，所述4个分压电阻分别为同相分压电阻、反相分压电阻、接地分压电阻和负极分压电阻；所述同相分压电阻设置于所述电池正极与所述同相输入端之间，所述反相分压电阻设置于所述电池正极与所述反相输入端之间，所述接地分压电阻设置于所述同相输入端与地之间，所述负极分压电阻设置于所述反相输入端与所述电池负极之间。
优选的是，所述电池开关电路采用NMOS开关管，所述NMOS开关管的栅极G连接所述比较输出端，所述NMOS开关管的漏极D连接所述电池负极，所述NMOS开关管的源极S接地。
优选的是，所述每个电池电路单元的电池、电池开关电路、电压判定电路均相同。
优选的是，所述每个电池电路单元的电池开关电路、电压判定电路均相同。
优选的是，所述多电压电池并联电路包括2个电池电路单元，分别为第一电池电路单元和第二电池电路单元；所述第一电池电路单元的第一电池B1电压大于所述第二电池电路单元的第二电池B2电压时，所述第一电池电路单元的第一比较输出端输出高电平，所述第一电池电路单元的第一电池开关电路Q1导通；且所述第二电池电路单元的第二比较输出端输出低电平，所述第二电池电路单元的第二电池开关电路Q2截止。
优选的是，所述多电压电池并联电路包括2个电池电路单元，分别为第一电池电路单元和第二电池电路单元；所述第一电池电路单元的第一电池B1电压小于所述第二电池电路单元的第二电池B2电压时，所述第一电池电路单元的第一比较输出端输出低电平，所述第一电池电路单元的第一电池开关电路Q1截止；且所述第二电池电路单元的第二比较输出端输出高电平，所述第二电池电路单元的第二电池开关电路Q2导通。
优选的是，所述多电压电池并联电路包括2个电池电路单元，分别为第一电池电路单元和第二电池电路单元；所述第一电池电路单元的第一电池B1电压等于所述第二电池电路单元的第二电池B2电压时，所述第一电池电路单元的第一比较输出端输出高电平，所述第一电池电路单元的第一电池开关电路Q1导通；且所述第二电池电路单元的第二比较输出端输出高电平，所述第二电池电路单元的第二电池开关电路Q2导通。
本实用新型与现有技术相比的有益效果为：
1)本新型提供一种多电压电池并联电路，包括多个并联连接的电池电路单元，并当多块电池电压相等时，由多块电池共同供电；当多块电池电压不等时，由每块电池连接的电压判定电路对当前电池电压进行比较，控制多块电池中较高电压的电池开关电路导通，并将多块电池中较高电压电池连通，即可实现并联电池的无缝切换，防止电池反向充电，且支持电池的热插拔；
2)本新型的多电压电池并联电路，可在多块电池电压不等时，自动判断所使用的电池，若电池电压相同，则多块电池同时工作；
3)本新型的多电压电池并联电路在电池反接时，还可实现防止电池反接的作用。
附图说明
图1为多电压电池并联电路结构示意图；
图2为2个电池电路单元构成的电池并联电路结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，本实用新型公开一种多电压电池并联电路，包括多个并联连接的电池电路单元，每个电池电路单元均包括电池、电池开关电路、电压判定电路；其中，电池与电池开关电路串联，用于控制相应电池电路连通与否。电压判定电路设置于电池与电池开关电路之间，用于对相应电池的电压进行比较并控制相应电池的电池开关电路导通或截止。
其中，电压判定电路包括电压比较电路和4个阻值相等的分压电阻。电压比较电路包括同相输入端、反相输入端和比较输出端，4个分压电阻分别为同相分压电阻、反相分压电阻、接地分压电阻和负极分压电阻。其中，同相分压电阻设置于相应电池正极与同相输入端之间，反相分压电阻设置于相应电池正极与反相输入端之间，接地分压电阻设置于同相输入端与地之间，负极分压电阻设置于反相输入端与相应电池负极之间。
电池开关电路采用NMOS开关管，NMOS开关管的栅极G连接比较输出端，NMOS开关管的漏极D连接相应电池负极，NMOS开关管的源极S接地。当比较输出端输出高电平时，NMOS开关管导通，将相应电池电路连通；当比较输出端输出低电平时，NMOS开关管截止，将相应电池电路不连通。
需要说明的是，本新型的多个电池电路单元采用并联连接，各个电池电路单元中电池开关电路、电压判定电路结构完全相同，本新型对各个电池电路单元中电池电压相同与否不做限定，当多块电池电压相等时，由多块电池共同供电；当多块电池电压不等时，由每块电池连接的电压判定电路对当前电池电压进行比较，控制多块电池中较高电压的电池开关电路导通，并将多块电池中较高电压电池连通。
参见图2，作为本新型多电压电池并联电路的一种实施例，多电压电池并联电路优选包括2个电池电路单元，分别为第一电池电路单元和第二电池电路单元。第一电池电路单元与第二电池电路单元中电池开关电路、电压判定电路结构完全相同。
第一电池电路单元包括第一电池B1、第一电池开关电路Q1、第一电压判定电路，第一电池B1与第一电池开关电路Q1连接，通过第一电池开关电路Q1控制第一电池B1电路连通与否。第一电压判定电路包括第一电压比较电路U1和4个阻值相等的分压电阻，第一电压比较电路U1包括第一同相输入端、第一反相输入端和第一比较输出端。4个分压电阻分别为第一同相分压电阻R1、第一反相分压电阻R2、第一接地分压电阻R5和第一负极分压电阻R6。其中，第一同相分压电阻R1设置于第一电池B1正极与第一同相输入端之间，第一反相分压电阻R2设置于第一电池B1正极与第一反相输入端之间，第一接地分压电阻R5设置于第一同相输入端与地之间，第一负极分压电阻R6设置于第一反相输入端与第一电池B1负极之间。
同样的，第二电池电路单元包括第二电池B2、第二电池开关电路Q2、第二电压判定电路，第二电池B2与第二电池开关电路Q2连接，通过第二电池开关电路Q2控制第二电池B2电路连通与否。第二电压判定电路包括第二电压比较电路U2和4个阻值相等的分压电阻，第二电压比较电路U2包括第二同相输入端、第二反相输入端和第二比较输出端。4个分压电阻分别为第二同相分压电阻R3、第二反相分压电阻R4、第二接地分压电阻R7和第二负极分压电阻R8。其中，第二同相分压电阻R3设置于第二电池B2正极与第二同相输入端之间，第二反相分压电阻R4设置于第二电池B2正极与第二反相输入端之间，第二接地分压电阻R7设置于第二同相输入端与地之间，第二负极分压电阻R8设置于第二反相输入端与第二电池B2负极之间。
第一电池开关电路Q1的栅极G连接第一比较输出端，第一电池开关电路Q1的漏极D连接第一电池B1负极，第一电池开关电路Q1的源极S接地。当第一比较输出端输出高电平时，第一电池开关电路Q1导通，将第一电池B1电路连通；当第一比较输出端输出低电平时，第一电池开关电路Q1截止，将第一电池B1电路不连通。
同样的，第二电池开关电路Q2的栅极G连接第二比较输出端，第二电池开关电路Q2的漏极D连接第二电池B2负极，第二电池开关电路Q2的源极S接地。当第二比较输出端输出高电平时，第二电池开关电路Q2导通，将第二电池B2电路连通；当第二比较输出端输出低电平时，第二电池开关电路Q2截止，将第二电池B2电路不连通。
此处需要说明的是，当第一电池B1电压大于第二电池B2电压时，第一反相分压电阻R2与第一负极分压电阻R6的总电压大于第一同相分压电阻R1与第一接地分压电阻R5的总电压，同时，第二同相分压电阻R3与第二接地分压电阻R7的总电压大于第二反相分压电阻R4与第二负极分压电阻R8的总电压。其中，第一同相分压电阻R1与第一接地分压电阻R5的总电压与第二同相分压电阻R3与第二接地分压电阻R7的总电压相等。由此得到：第一反相分压电阻R2电压大于第一同相分压电阻R1电压，第二同相分压电阻R3电压大于第二反相分压电阻R4电压，且第一同相分压电阻R1电压与第二同相分压电阻R3电压相等。
由此得到第一同相输入端电压大于第一反相输入电压，并第一比较输出端输出高电平，第一电池开关电路Q1导通，将第一电池B1电路连通。同时，第二同相输入端电压小于第二反相输入端电压，并第二比较输出端输出低电平，第二电池开关电路Q2截止，第二电池B2电路不连通。即由第一电池B1与第二电池B2中电压较大的第一电池B1成为VCC为负载等供电。并当第一电池开关电路Q1导通且第二电池开关电路Q2截止时，可进一步防止第一电池B1反向对第二电池B2进行充电。
同样的，当第一电池B1电压小于第二电池B2电压时，第一电压判定电路输出低电平，控制第一电池开关电路Q1截止，第一电池B1电路不连通；同时第二电压判定电路输出高电平，控制第二电池开关电路Q2导通，将第二电池B2电路连通。即由第一电池B1与第二电池B2中电压较大的第二电池B2成为电源VCC为负载等供电。并当第一电池开关电路Q1截止且第二电池开关电路Q2导通时，可进一步防止第二电池B2反向对第一电池B1进行充电。
并且根据上述所述，当第一电池B1电压等于第二电池B2电压时，第一电池开关电路Q1与第二电池开关电路Q2均导通，并将第一电池B1电路连通且将第二电池B2电路连通，即由第一电池B1与第二电池B2共同成为电源VCC为负载等供电。
当然，图2中的多电压电池并联电路为包括2个电池电路单元，并最终由第一电池B1与第二电池B2中电压较大者成为电源VCC为负载等供电。不难理解，按照上述描述，当多电压电池并联电路采用大于2个电池电路单元时，最终由多个电池中电压较大者成为电源VCC为负载等供电。
继续参见图2，本新型的多电压电池并联电路还可实现防止电池反接的作用，即第一电池电路单元的第一电池B1正极连接第一同相分压电阻R1、第一反相分压电阻R2，第一电池B1负极连接第一负极分压电阻R6、第一电池开关电路Q1的漏极D。若第一电池B1正极与第一电池B1负极反接，则根据上述分析，第一同相输入端电压小于第一反相输入电压，并第一比较输出端输出低电平，第一电池开关电路Q1截止，第一电池B1电路不连通，以对第一电池B1进行防反保护。同样的，第二电池电路单元可实现对第二电池B2的防反保护。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种多电压电池并联电路，包括多个并联连接的电池电路单元，其特征在于：每个电池电路单元均包括电池、电池开关电路、电压判定电路；所述电池与所述电池开关电路串联，所述电池开关电路用于控制相应电池电路是否连通；所述电压判定电路设置于所述电池与所述电池开关电路之间，所述电压判定电路用于对多个电池电路单元的电池电压进行比较，并控制与电池电压较高者连接的电池开关电路导通；所述电压判定电路包括电压比较电路和4个阻值相等的分压电阻；所述电压比较电路包括同相输入端、反相输入端和比较输出端，所述4个分压电阻分别为同相分压电阻、反相分压电阻、接地分压电阻和负极分压电阻；所述同相分压电阻设置于所述电池正极与所述同相输入端之间，所述反相分压电阻设置于所述电池正极与所述反相输入端之间，所述接地分压电阻设置于所述同相输入端与地之间，所述负极分压电阻设置于所述反相输入端与所述电池负极之间。
2.根据权利要求1所述的多电压电池并联电路，其特征在于：所述电池开关电路采用NMOS开关管，所述NMOS开关管的栅极G连接所述比较输出端，所述NMOS开关管的漏极D连接所述电池负极，所述NMOS开关管的源极S接地。
3.根据权利要求1-2任一项所述的多电压电池并联电路，其特征在于：所述每个电池电路单元的电池、电池开关电路、电压判定电路均相同。
4.根据权利要求1-2任一项所述的多电压电池并联电路，其特征在于：所述每个电池电路单元的电池开关电路、电压判定电路均相同。
5.根据权利要求4所述的多电压电池并联电路，其特征在于：所述多电压电池并联电路包括2个电池电路单元，分别为第一电池电路单元和第二电池电路单元；所述第一电池电路单元的第一电池B1电压大于所述第二电池电路单元的第二电池B2电压时，所述第一电池电路单元的第一比较输出端输出高电平，所述第一电池电路单元的第一电池开关电路Q1导通；且所述第二电池电路单元的第二比较输出端输出低电平，所述第二电池电路单元的第二电池开关电路Q2截止。
6.根据权利要求4所述的多电压电池并联电路，其特征在于：所述多电压电池并联电路包括2个电池电路单元，分别为第一电池电路单元和第二电池电路单元；所述第一电池电路单元的第一电池B1电压小于所述第二电池电路单元的第二电池B2电压时，所述第一电池电路单元的第一比较输出端输出低电平，所述第一电池电路单元的第一电池开关电路Q1截止；且所述第二电池电路单元的第二比较输出端输出高电平，所述第二电池电路单元的第二电池开关电路Q2导通。
7.根据权利要求3所述的多电压电池并联电路，其特征在于：所述多电压电池并联电路包括2个电池电路单元，分别为第一电池电路单元和第二电池电路单元；所述第一电池电路单元的第一电池B1电压等于所述第二电池电路单元的第二电池B2电压时，所述第一电池电路单元的第一比较输出端输出高电平，所述第一电池电路单元的第一电池开关电路Q1导通；且所述第二电池电路单元的第二比较输出端输出高电平，所述第二电池电路单元的第二电池开关电路Q2导通。
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|---|---|---|---|---|
| CN109510255A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-22 | 深圳欣旺达智能科技有限公司 | 双电池快充结构和移动终端 |
| CN111293755A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-16 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 一种并联电池组均衡放电的保护电路及可充电装置 |
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