控制流经分支的分支电流的电流控制电路及电流控制方法技术

本发明专利技术公开了一种控制流经一分支的分支电流的电流控制电路。所述分支耦接于一第一主开关。所述电流控制电路包含一感测组件、一第一辅助开关以及一控制单元。所述感测组件耦接于所述分支，用于感测所述分支电流以产生一感测结果。所述第一辅助开关并联耦接于所述第一主开关。所述控制单元耦接于所述感测组件以及所述第一辅助开关，其中当所述第一主开关导通时，所述控制单元产生一第一开关控制信号至所述第一辅助开关，以及根据所述感测结果来调整所述第一开关控制信号的责任周期，以调整所述分支电流。本发明专利技术同时公开了一种控制流经一分支的分支电流的电流控制方法。

【技术实现步骤摘要】
控制流经分支的分支电流的电流控制电路及电流控制方法
本专利技术涉及分支电流调整
，更具体的涉及一种用于控制流经耦接于主开关的分支的分支电流的电流控制电路及其相关的电流控制方法。
技术介绍
为了提供具有高电能的电池系统，可并联多个电池分支来组成上述电池系统，其中每一电池分支可包含彼此串接的多个电池（或电池模块）。举例来说，可并联10个电池分支（或电池串），且每一个电池分支皆允许66安培的电流通过，从而可以组成总供应/接收电流为660安培的电池系统。然而，当总供应/接收电流并未平均分配于这10个电池分支时，会损坏电池系统。举例来说，若其中9个电池分支的放电电流均为60安培，则剩余的一个电池分支所流经的电流会是120安培，如此将会造成这个电池分支的电芯过热，甚至减少电池寿命。因此，需要一种创新的电流控制架构来解决上述问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种用于控制流经耦接于主开关的分支的分支电流的电流控制电路及其相关的电流控制方法以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种控制流经一分支的分支电流的电流控制电路。所述分支耦接于一第一主开关。所述电流控制电路包括一感测组件、一第一辅助开关以及一控制单元。所述感测组件耦接于所述分支，用于感测所述分支电流以产生一感测结果。所述第一辅助开关并联耦接于所述第一主开关。所述控制单元耦接于所述感测组件以及所述第一辅助开关，其中当所述第一主开关导通时，所述控制单元产生一第一开关控制信号以控制所述第一辅助开关，并根据所述感测结果调整所述第一开关控制信号的一责任周期，以调整所述分支电流。相应的，本专利技术还提供了一种用于控制流经一分支的分支电流的电流控制方法。所述分支耦接于一第一主开关。所述电流控制方法包括下列步骤：感测所述分支电流以产生一感测结果；将一第一辅助开关并联耦接于所述第一主开关；以及当所述第一主开关导通时，产生一第一开关控制信号以控制所述第一辅助开关，以及根据所述感测结果调整所述第一开关控制信号的责任周期，以调整所述分支电流。通过以下的描述并结合附图，本专利技术将变得更加清晰，这些附图用于解释本专利技术的实施例。附图说明图1为本专利技术用于控制流经一分支的分支电流的电流控制电路一实施例的示意图。图2为图1所示的多个开关控制信号一实施例的信号时序图。图3为本专利技术用于控制流经一分支的分支电流的电流控制电路另一实施例的示意图。图4为图3所示的多个开关控制信号一实施例的信号时序图。图5为图3所示的电池系统的等效电路的示意图。图6为本专利技术用于控制流经一分支的分支电流的电流控制方法一实施例的流程图。【符号说明】100、300_1、300_2、300_n分支102、302电流控制电路104、304电池系统112、312控制单元602、604、606、608、610、612、614步骤B1、B2、Bm、B11、B12、B1m、B21、B22、B2m、Bn1、Bn2、Bnm电池单元I、I1、I2、In分支电流CA、CB、CCA1、CCAn、CDA1、CDAn、CCB1、CCBn、CDB1、CDBn开关控制信号DR、DR1、DRn感测结果PAK＋、PAK－端点VB电压RSEN、RSEN1、RSEN2、RSENn感测组件Req、Req_A、Req_B、Req1、Req2、Reqn等效电阻SA、SCA1、SCA2、SCAn、SDA1、SDA2、SDAn主开关SB、SCB1、SCB2、SCBn、SDB1、SDB2、SDBn辅助开关f(D)、f(D1)、f(D2)、f(Dn)等效电阻函数D责任周期RAON、RBON、RSCA1、RSCA2、RSCAn、RSDA1、RSDA2、RSDAn导通电阻RSCB1、RSCB2、RSCBn、RSDB1、RSDB2、RSDBn可变电阻GCA1、GCA2、GCAn、GDA1、GDA2、GDAn、GCB1、GCB2、GCBn、GDB1、GDB2、GDBn控制端NP11、NP21、NPn1、NQ11、NQ21、NQn1、NR11、NR21、NRn1、NS11、NS21、NSn1第一连接端NP12、NP22、NPn2、NQ12、NQ22、NQn2、NR12、NR22、NRn2、NS12、NS22、NSn2第二连接端DCA1、DCA2、DCAn、DDA1、DDA2、DDAn、DCB1、DCB2、DCBn、DDB1、DDB2、DDBn体二极管具体实施方式现在参考附图描述本专利技术的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。需注意的是，在权利要求书及说明书中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包括」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在本专利技术中指包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。为了平衡电路系统中流经多个分支电路（branchcircuit）的多个分支电流，本专利技术所提出的电流控制机制（currentsteeringmechanism）藉由调整开关控制信号的责任周期（dutycycle）（例如，运用脉冲宽度调变（pulse-widthmodulation，PWM）技术）来调整分支电路所对应的等效电阻，进而调整/调节相对应的分支电流，以达成平衡电路系统的目的。更具体地说，可将一辅助开关并联耦接于用来控制分支电路的导通状态的一主开关，并且根据流经分支电路的分支电流来调整辅助开关的开关控制信号的责任周期，如此一来，便可调整彼此并联的主开关与辅助开关的等效电阻。为了进一步了解本专利技术的技术特征，以下以将本专利技术的技术方案应用于电池系统中为例进行说明。请参阅第1图，为本专利技术一电池系统中用于控制流经一分支的分支电流的电流控制电路（currentsteeringcircuit）一实施例的示意图。于此实施例中，电池系统104包含一分支100、一主开关S-A（即第一主开关）以及一电流控制电路102，其中电流控制电路102用于控制流经分支100的分支电流I。分支100包含有（但不限于）彼此串接的多个电池单元（batteryunit）B1～Bm，其中多个电池单元B1～Bm中的每一电池单元可以是电池芯（batterycell）（单一电池）、电池区块（batteryblock）（包含彼此并联的多个电池）、电池模块（batterymodule）（包含彼此串联的多个电池区块）或电池组（batterypack）（包含串联与并联的多个电池）。另外，多个电池单元B1～Bm可自端点PAK＋（例如，一高压侧（highsideterminal））与端点PAK－（例如，一低压侧（lowsideterminal））来提供一外接电子装置（未显示于第1图中）所需的电源，或可由端点PAK＋与端点PAK－来接收充电电源。于一设计变化中，分支100也可以只包含单一电池单元。电流控制电路102包含（但不限于）一感测组件RSEN（于此实施例中，感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制流经一分支的分支电流的电流控制电路，其特征在于，所述分支耦接于一第一主开关，所述电流控制电路包括：一感测组件，耦接于所述分支，用于感测所述分支电流以产生一感测结果；一第一辅助开关，并联耦接于所述第一主开关；以及一控制单元，耦接于所述感测组件以及所述第一辅助开关，当所述第一主开关导通时，所述控制单元产生一第一开关控制信号以控制所述第一辅助开关，所述控制单元根据所述感测结果调整所述第一开关控制信号的责任周期以调整所述分支电流。

【技术特征摘要】
2013.02.27 US 61/7697541.一种用于控制流经一分支的分支电流的电流控制电路，其特征在于，所述分支耦接于一第一主开关，所述电流控制电路包括：一感测组件，耦接于所述分支，用于感测所述分支电流以产生一感测结果；一第一辅助开关，并联耦接于所述第一主开关；以及一控制单元，耦接于所述感测组件以及所述第一辅助开关，当所述第一主开关导通时，所述控制单元产生一第一开关控制信号以控制所述第一辅助开关，所述控制单元根据所述感测结果调整所述第一开关控制信号的责任周期以调整所述分支电流。2.如权利要求1所述的电流控制电路，其特征在于，当所述感测结果指示所述分支电流大于一预定电流值时，所述控制单元减少所述第一开关控制信号的所述责任周期。3.如权利要求1所述的电流控制电路，其特征在于，当所述感测结果指示所述分支电流小于一预定电流值时，所述控制单元增加所述第一开关控制信号的所述责任周期。4.如权利要求1所述的电流控制电路，其特征在于，所述第一主开关还串联耦接于一第二主开关，所述电流控制电路还包括：一第二辅助开关，并联耦接于所述第二主开关；当所述第一主开关以及所述第二主开关导通时，所述控制单元产生一第二开关控制信号以控制所述第二辅助开关，所述控制单元根据所述感测结果调整所述第一开关控制信号和/或所述第二开关控制信号的责任周期以调整所述分支电流。5.如权利要求4所述的电流控制电路，其特征在于，当所述感测结果指示所述分支电流大于一预定电流值时，所述控制单元减少所述第一开关控制信号和/或所述第二开关控制信号的所述责任周期。6.如权利要求4所述的电流控制电路，其特征在于，当所述感测结果指示所述分支电流小于一预定电流值时，所述控制单元增加所述第一开关控制信号和/或所述第二开关控制信号的所述责任周期。7.如权利要求4所述的电流控制电路，其特征在于，所述第一开关控制信号与所述第二开关控制信号具有由所述控制单元所设定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡富生，
申请(专利权)人：蔡富生，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71