一种均衡充电电路，包括第一、第二、第三输入端、输出正端、负端、检测电路U1和反激式DC-DC变换器10，N-MOS管Q的漏极与变压器B原边绕组NP的连接点还连接二极管D1的阳极，D1的阴极连接第三输入端，第二、第三输入端之间并联电容C；输出正端连接在电池组的正极上，输出负端连接在电池组的负极上；检测电路检测单体电池的电压大于设定值时，变换器10开始工作，抽走对单体电池的充电电流并返回给电池组充电，反激变换器10的漏感产生的能量可以对上一节单体电池充电，这样来实现电池组的均衡充电，当使用单片机构成检测电路U1，增设红外接收头同步调节设定值，可以实现均衡放电，反激电路可靠性高、构成简单、成本低、效率高、维护简单。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种均衡充电电路，包括第一、第二、第三输入端、输出正端、负端、检测电路U1和反激式DC-DC变换器10，N-MOS管Q的漏极与变压器B原边绕组NP的连接点还连接二极管D1的阳极，D1的阴极连接第三输入端，第二、第三输入端之间并联电容C；输出正端连接在电池组的正极上，输出负端连接在电池组的负极上；检测电路检测单体电池的电压大于设定值时，变换器10开始工作，抽走对单体电池的充电电流并返回给电池组充电，反激变换器10的漏感产生的能量可以对上一节单体电池充电，这样来实现电池组的均衡充电，当使用单片机构成检测电路U1，增设红外接收头同步调节设定值，可以实现均衡放电，反激电路可靠性高、构成简单、成本低、效率高、维护简单。【专利说明】一种均衡充电电路及电池组
本专利技术涉及电池组或超级电容组的充电装置，特别涉及电池组或超级电容组中各单体的均衡充电电路。
技术介绍
目前，由蓄电池作为储能单元的系统中，单体电池容量比较低，不能够满足大容量系统的要求，因此需要将单体电池串联形成电池组；并联可以增加容量,但其端电压仍很低，仍被视作一个“单体”电池，这种情况下直接使用，由于开关器件、二极管压降的损耗显得可观，在高功率应用中，仍需将单体电池串联形成电池组，如图1所示，以提高供电电压和存储容量，例如在电动汽车、微电网、大型储能系统等领域中，大多需要单体电池串联而成的电池组，图1由单体电池BI至Bn串联而成，得到的电池组有两个总端子U+和u-，u+称为电池组的正极，U-称为电池组的负极，既可以对外放电，又可以外接电源对电池组充电；为了方便，在本申请中，离电池组正极U+最近的单体电池称为第一单体电池，图中以BI表示，其余依次类推，离电池组负极最近的单体电池，其编号最大，为最末单体电池，图1中以Bn来表示。成组以后的电池组的寿命远远低于单体电池的寿命，主要是由于单体电池制作工艺的差异引起容量、自放电率等不同，这些微小的差异在以后的使用中，会使每个单体电池的容量产生更大的不同，进而影响整个电池组的工作。 当串联电池组的单体电池一致性发生变化时，使用恒流源对串联电池组充电时，以锂电池为例，必然有单体电池因其容量下降，其端电压先到达充电终止电压4.2V，而这时，有的单体电池的端电压可能才3.8V。如对10串的电池组先期恒流充电，末期采用42V恒压充电以限制充电电流，将有单体电池的充电电压高于4.2V，这个单体处于过充状态；而其中容量大的电池其端电压低于4.2V，处于欠充状态。处于潜在过充状态的电池若不加以有效限制，极可能损坏，甚至起火燃烧、爆炸；因此对各种电池组的均衡充电是非常重要的，尤其是在大量单体电池串联的场合，超级电容串联同样也存在相似的问题，本申请中的电池组也包括超级电容组成的电容组。 针对上述不平衡问题，出现多种均衡充电技术，原始的方案是:电阻消耗均衡法，如图2所示，电阻Rl和开关Kl串联后并联在单体电池BI上，其它电池相同，当与电池BI并联的电压检测电路检测到电池BI的端电压达到充电终止电压4.2V时，开关Kl闭合，电阻Rl分流充电电流，用以确保电池BI中没有电流流过，或电池BI放出电流，或存在涓流对电池BI充电。为补偿电池或电池组自放电，使蓄电池保持在近似完全充电状态的连续小电流充电，又称维护充电(浮充)。电信装置、信号系统等的直流电源系统的蓄电池等电池，在完全充电后多处于涓流充电状态，以备放电时使用。 这种方式使用很不方便，若改变了对电池组的充电电流，那么，相应地，所有电阻的阻值都要更换，以免电池出现过充或欠充。当然，以电池BI为例，可以把电阻Rl的阻值取小，即当开关Kl闭合时，电池BI还要对电阻Rl放出电流，然后使得开关Kl工作在开关状态下，要实现在一定时间内，对电池BI的充电电流为零或为额定的小电流涓流。 由于电阻存在发热，如3A的电流，充至4.2V时，电阻要吸收3A电流，其发热量为12.6W，这种均衡充电电路的效率低、功耗大，与目前的节能减排发展趋势不合。以下列举具有代表性的国内技术方案: 1、中国申请号为200510038762.1的授权专利技术《电池均衡方法及电池均衡电路》示出了:采用运算放大器检测相邻两组电池的电压，再用运算放大器的输出端来实现均衡，其缺点效率低、功耗大，低压大电流运放成本不低。 2、哈尔滨工业大学的中国申请号200810063915.1的授权专利技术《串联储能电源三单体直接均衡器》示出了:三个单体电池一个工作组的均衡器，用于充电和放电都可以。其缺点是:控制复杂，若要临时改变电池组的串联节数，必须以三单体为一组，若出现非3倍数的情况，该电路也无能为力，而且该电路只涉及基本拓扑，其开关电源的去磁并没有提及。 中国科学院电工研究所的中国申请号201010034137.0授权专利技术《一种串联电池组均衡设备》示出了:为200810063915.1的改进型，也是三个单体电池一个工作组，在充电或放电中，多出的能量释放到本工作组，其缺点是:控制复杂，若要临时改变电池组的串联节数，必须以三单体为一组，若出现非3倍数的情况，该电路也无能为力，而且该电路只涉及基本拓扑，其开关电源的去磁并没有提及。 3、中航锂电(洛阳)有限公司的201110043546.1申请《一种多单体串联动力锂电池组充放电均衡电路》示出了:这级电池电压高，逐级传输给另一个电池，级数多了，能量损失大。目前开关效率的效率做到90%，就已是比较高的，经过6级传递，效率仅为53%，其缺点是:级数多时，能量损失大；其中任一级变换器出现问题，影响全局，对系统要求较高。 4、清华大学深圳研究生院的申请号为201110167491.5的授权专利技术《电池电量自动均衡电路及其实现方法》示出了:把电池组分为两大组，用反激式双向DC-DC变换器分别连接两组，谁的电压高，就把电能通过变换器变换给电压低的另一组，使用了 MCU微处理器。其缺点是:双向变换器是一种早就存在的拓扑，实际上应用成功的并不多，控制复杂，且每个组内的单体电池并没有得到良好的均衡。 综上，即现有电池的均衡充电电路的不足总结如下，为了方便，对应上面的序号: (I)电阻式旁路电路的功耗较大、热耗大,运算放大器式的也存在效率低、功耗大，低压大电流运放成本不低； (2)控制复杂，必须以三单体为一组，非3倍数串联困难； (3)级数多时，即电池串联多时，能量损失大；其中任一级变换器出现问题，影响全局，对系统要求较高；重新串联时不能自由串联，要重新设定MCU微处理器的程序； (4)双向变换器的控制复杂，且每个组内的单体电池并没有得到良好的均衡。 总体说来，就是效率低，或控制复杂；串联时不能自由串联。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决现有电池的均衡充电电路所存在的不足，提供一种采用反激式DC-DC变换器构成的电路简单、效率高、控制简单、可以自由串联的均衡充电电路，以及包括该均衡充电电路的电池组。 本专利技术的目的是这样实现的，一种均衡充电电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、输出正端、输出负端、检测电路和由检测电路控制的反激式DC-DC变换器，反激式DC-DC变换器包括N-MOS管(N沟道金属氧化物半导体场效应管的简称)、变压器、第一二极本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种均衡充电电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、输出正端、输出负端、检测电路和由检测电路控制的反激式DC‑DC变换器，反激式DC‑DC变换器包括N‑MOS管(N沟道金属氧化物半导体场效应管的简称)、变压器、第一二极管、第二二极管、电容；所述检测电路并联于第一输入端与第二输入端之间，检测电路的输出端与N‑MOS管的栅极连接，N‑MOS管的源极连接第一输入端，N‑MOS管的漏极与变压器原边绕组的异名端连接，变压器原边绕组的同名端与第二输入端连接，变压器副边绕组的异名端与第二二极管的阳极连接，第二二极管的阴极与输出正端连接，变压器副边绕组的同名端与输出负端连接，其特征是：N‑MOS管的漏极与变压器原边绕组的异名端连接点还连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接第三输入端，第二输入端和第三输入端之间还并联有电容；输出正端连接在电池组的正极上，输出负端连接在电池组的负极上；检测电路检测到第一输入端与第二输入端之间的电压大于设定值时，检测电路的输出端输出占空比信号，控制N‑MOS管工作在开关状态；检测电路检测到第一输入端与第二输入端之间的电压在设定值以下时，检测电路的输出端输出低电平，让N‑MOS管截止。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王保均，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。