电池双向主动均衡电路制造技术

本发明专利技术公开一种电池双向主动均衡电路，包括：变换电路：包括变压器和PWM控制电路，变压器包括原边绕组绕组和副边绕组绕组，原边绕组连接蓄电池，副边绕组连接电池单体端；PWM控制电路包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管与原边绕组连接以控制变压器原边绕组蓄能，第二MOS管与副边绕组连接，以控制变压器副边绕组蓄能；驱动器：包括原边驱动器和副边驱动器，以驱动第一MOS管和第二MOS管的打开和闭合；信号发生器：与驱动器连接，以发送驱动信号给驱动器。本发明专利技术通过在变压器的原边绕组和副边绕组分别增加MOS管以进行蓄能，可双向传递能量，实现高效的主动均衡；正向充电时可实现恒功率输出；成本低，电路结构简单。

Battery Bidirectional Active Equalization Circuit

The invention discloses a bi-directional active equalization circuit for batteries, which includes: a conversion circuit: a transformer and a PWM control circuit; a transformer includes a primary winding and a secondary winding winding; a primary winding is connected to a battery; a secondary winding is connected to a single end of the battery; a PWM control circuit includes a first MOS tube and a second MOS tube, and a first MOS tube. The tube is connected with the primary winding to control the energy storage of the primary winding of the transformer, and the second MOS tube is connected with the secondary winding to control the energy storage of the secondary winding of the transformer; the driver includes the primary driver and the secondary driver to drive the opening and closing of the first MOS tube and the second MOS tube; the signal generator is connected with the driver for transmission. The driving signal is given to the driver. By adding MOS transistors to the primary winding and the secondary winding of the transformer respectively for energy storage, the invention can transfer energy bidirectionally and achieve efficient active equalization; constant power output can be realized when charging forward; low cost and simple circuit structure.

【技术实现步骤摘要】
电池双向主动均衡电路
本专利技术涉及电路
，尤其涉及一种电池双向主动均衡电路。
技术介绍
串联的电池，在充放电都一样的情况下，最终剩余能量相差越来越大呢，主要原因是电池内阻不一致造成，内阻是有热功率损失的。由于内阻不一致，热功率损失就不一样，最终导致单体电池的剩余能量不一致。因为电池在使用过程中，其负极材料晶态会发生变异，隔膜细孔也会发生阻塞，这些变化是和使用情况(温度、振动、电流)相关联的，很难量化下来，内阻变化趋势也只能有个大概估计。在自然使用情况下，一致性变差是一个必然的过程。另一个引起能量不平衡的因素就是电池本身的自漏电。因为自漏电不等，所以导致电池剩余能量差异变大。适合大规模、高容量电池组的均衡方式有主要有二类：被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行释放，从而达到均衡的目的，电路简单可靠，成本较低，但是电池效率也较低。主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯，放电时将多余电量转移至低容量电芯，效率高、电流大、见效快，但是成本更高，电路复杂，可靠性低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术公开一种电池双向主动均衡电路，可双向传递能量，实现高效的主动均衡，成本低，电路结构简单，同时可以大幅精简设计。为达到上述目的，本专利技术公开一种电池双向主动均衡电路，包括：变换电路：包括变压器和PWM控制电路，所述变压器包括原边绕组绕组和副边绕组绕组，所述原边绕组连接蓄电池，所述副边绕组连接电池单体端；所述PWM控制电路包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管与原边绕组连接以控制变压器原边绕组蓄能，第二MOS管与副边绕组连接，以控制变压器副边绕组蓄能；驱动器：包括原边驱动器和副边驱动器，所述原边驱动器与第一MOS管连接，以驱动第一MOS管的打开和闭合，所述副边驱动器与第二MOS管连接，以驱动第二MOS管的打开和闭合；信号发生器：与驱动器连接，以发送驱动信号给驱动器。进一步的，所述信号发生器包括原边绕组信号发生器和副边绕组信号发生器，所述原边绕组信号发生器与原边驱动器连接，以给原边驱动器驱动信号，所述副边绕组信号发生器与副边驱动器连接，以给副边驱动器驱动信号。进一步的，还包括隔离电路，所述隔离电路与信号发生器和副边驱动器连接，隔离原边驱动器与副边驱动器。进一步的，还包括隔离电压采样电路，所述隔离电压采样电路一端与信号发生器连接，另一端与电池单体端连接。进一步的，还包括同步整流控制器，所述同步整流控制器包括第一同步整流控制器和第二同步整流控制器，所述第一同步整流控制器与原边驱动器连接，所述第二同步整流控制器与副边驱动器连接。进一步的，所述第一MOS管和第二MOS管分别为N沟道，源极接地，漏极接变换电路。进一步的，所述信号发生器为固定占空比的信号发生器。进一步的，还包括基准放大电路，所述基准放大电路分别与变换电路的原边绕组和副边绕组连接。进一步的，所述电池双向主动均衡电路在DCM模式下工作。与现有技术相比，本专利技术具备如下优点：本专利技术公开的电池双向主动均衡电路，通过在变压器的原边绕组和副边绕组分别增加MOS管以控制变压器绕组蓄能，可双向传递能量，实现高效的主动均衡；正向充电时可实现恒功率输出；成本低，电路结构简单，同时可以大幅精简设计；无需考虑复杂的控制电路和环路补偿设计，在增加简单的保护电路后，其可靠性极高，由于反激工作在DCM模式，变压器体积可以做小，易于实现集成化或平面变压器。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术第一实施例结构示意图；图2为本专利技术第一实施例在正向充电条件下的电流波形图；图3为本专利技术第一实施例输出充电电流与输出单体电池电压值；图4为本专利技术第一实施例反向放电状态下的电流波形图；图5为本专利技术第一实施例反向放电的输出电流与输出单体电池电压值关系值；图6为本专利技术第二实施例电路图；图7为本专利技术第三实施例电路图；图8为本专利技术第四实施例电路图；图9为本专利技术第五实施例电路图。具体实施方式下面结合附图和示例性实施例对本专利技术作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本专利技术的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合诸如第一和第二等之类的关系术语以及“上”“下”“左”“右”的方向术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系、顺序和方向。请参阅图1-图3，本专利技术公开一种本专利技术公开一种电池双向主动均衡电路，包括：变换电路：包括变压器T，变压器T的原边绕组T1连接蓄电池，副边绕组T2连接电池单体端；PWM控制电路：包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一MOS管Q1与原边绕组T1连接以控制变压器T的原边绕组T1蓄能，第二MOS管Q2与副边绕组T2连接，以控制变压器T的副边绕组T2蓄能；驱动器：包括原边驱动器A1和副边驱动器A2，所述原边驱动器A1与第一MOS管Q1连接，以驱动第一MOS管Q1的打开和闭合，所述副边驱动器A2与第二MOS管Q2连接，以驱动第二MOS管Q2的打开和闭合；信号发生器：与驱动器连接，以发送驱动信号给驱动器。在本实施例中，所述信号发生器包括原边绕组T1信号发生器和副边绕组T2信号发生器，所述原边绕组T1信号发生器与原边驱动器A1连接，以给原边驱动器A1驱动信号，所述副边绕组T2信号发生器与副边驱动器A2连接，以给副边驱动器A2驱动信号。本专利技术中，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2分别为N沟道，源极连接变换电路，漏极接地，栅极连接驱动器，在源极核漏极之间还连接有一个第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1的阳极与第一MOS管Q1的源极连接，阴极与第一MOS管Q1漏极连接，第二二极管D2的阳极与第二MOS管Q2Q2的源极连接，阴极与第二MOS管Q2Q2的漏极连接。本实施例中的电池双向主动均衡电路，工作在DCM(电流断续模式)模式下。DCM模式的原理为：负载小时初次级两侧电流分别为上升三角和下降三角波，如果是开关频率固定的它激式电源，次级将磁能释放完毕时开关管还未导通，这时初次级开关器件均关断，线圈与寄生电容产生衰减振荡，线圈两端电压低于输出电压，次级二极管关断，初次级均关断时线圈的振荡衰减较慢，虽然此时电压较高，但电流微小，直到开关管再次导通，如此循环下去。由于参与振荡的是线圈电感，不单是漏感，所以振荡频率较低，该振荡频率比开关管关断瞬间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池双向主动均衡电路，其特征在于，包括：变换电路：包括变压器和PWM控制电路，所述变压器包括原边绕组绕组和副边绕组绕组，所述原边绕组连接蓄电池，所述副边绕组连接电池单体端；所述PWM控制电路包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管与原边绕组连接以控制变压器原边绕组蓄能，第二MOS管与副边绕组连接，以控制变压器副边绕组蓄能；驱动器：包括原边驱动器和副边驱动器，所述原边驱动器与第一MOS管连接，以驱动第一MOS管的打开和闭合，所述副边驱动器与第二MOS管连接，以驱动第二MOS管的打开和闭合；信号发生器：与驱动器连接，以发送驱动信号给驱动器。

【技术特征摘要】
1.一种电池双向主动均衡电路，其特征在于，包括：变换电路：包括变压器和PWM控制电路，所述变压器包括原边绕组绕组和副边绕组绕组，所述原边绕组连接蓄电池，所述副边绕组连接电池单体端；所述PWM控制电路包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管与原边绕组连接以控制变压器原边绕组蓄能，第二MOS管与副边绕组连接，以控制变压器副边绕组蓄能；驱动器：包括原边驱动器和副边驱动器，所述原边驱动器与第一MOS管连接，以驱动第一MOS管的打开和闭合，所述副边驱动器与第二MOS管连接，以驱动第二MOS管的打开和闭合；信号发生器：与驱动器连接，以发送驱动信号给驱动器。2.根据权利要求1所述的电池双向主动均衡电路，其特征在于，所述信号发生器包括原边绕组信号发生器和副边绕组信号发生器，所述原边绕组信号发生器与原边驱动器连接，以给原边驱动器驱动信号，所述副边绕组信号发生器与副边驱动器连接，以给副边驱动器驱动信号。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖展伟，
申请(专利权)人：深圳天邦达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44