一种锂电池板并联充放电均衡方法及其实现电路技术

本发明专利技术公开了一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，适用于配备升降压充电电路、充电完成自动断电、电池电量均衡等功能的锂电池板，包括并联限流模块、微控制器、并联开关模块、输出保护模块。并联限流模块输入端连接锂电池板输出端，输出端连接输出保护模块输入端。微控制器输入端连接并联限流模块输出端、锂电池板输出端、并联开关模块充电端口，输出端连接并联开关模块控制端。并联开关模块输入端连接并联限流模块输出端，控制端连接微控制器输出端，输出端连接锂电池板充电端。输出保护模块输入端连接并联限流模块输出端，输出端连接负载。电路均集成在一块印制电路板上，提供与锂电池板连接的接口，不用更改原锂电池板的拓扑，方便使用。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池板并联充放电均衡方法及其实现电路
本专利技术涉及电源管理及控制
，具体涉及配备升降压充电电路、过流保护、过压保护、充电完成自动断电、电池电量均衡和MPPT功能的锂电池板产品的一种并联充放电均衡方法及其实现电路。
技术介绍
移动电源在民用领域应用广阔，除了对可靠性要求较高的工业装备、机器人、计算机服务器等应用外，很大一部分应用场景为户外出游之类的休闲场景。针对上述应用，市场上已经有了成熟的不同电压级、不同功率级的，将充放电、过流过压过温等保护功能集成一体的锂电池板产品。当锂电池板上配置超过1节电池时，则需要添加均衡电路使放电、充电时多节电池间电量均衡，避免损坏。市场中，单个锂电池板上最多配置5节锂电池，过多的电池将影响尺寸和便携度。当在户外，所需功率或电压超过单个锂电池板的上限时，锂电池板间的并联放电就显得格外的关键。目前市面上尚没有同一型号间可随意并联达到功率加倍的锂电池板产品。在锂电池板并联使用过程中，会存在板间电压有差异的问题，若直接并联放电，会出现电压低的锂电池板电流过大，有燃烧风险。因此，为了保证提供足够功率并且安全并联，有必要提供一种锂电池板的并联放电均衡方法及其实现电路。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供了一种锂电池板的并联充放电均衡方法及其实现电路。本专利技术公开了一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，适用于配备升降压充电电路、过流保护、过压保护、充电完成自动断电、电池电量均衡和MPPT功能的锂电池板，其包括并联限流模块、微控制器、并联开关模块、输出保护模块、充电模块。所述并联限流模块的输入端连接各个锂电池板的输出端，输出端连接所述输出保护模块的输入端。所述微控制器的输入端连接所述并联限流模块的输出端进行并联电压检测，还连接各个锂电池板的输出端进行各个锂电池板的电压检测，还连接所述并联开关模块的充电端口进行供电检测，输出端连接所述并联开关模块的控制端。所述并联开关模块输入端连接所述并联限流模块的输出端，控制端连接所述微控制器的输出端，输出端连接各个锂电池板的充电端。所述输出保护模块的输入端连接所述并联限流模块的输出端，输出端即为整个电路的输出，连接负载。所述并联限流模块用于限制各个被并联的锂电池板接入的电流，N个输入端分别连接N个被并联的锂电池板的输出端。所述并联限流模块包括限流电路、理想二极管电路。N个输入端各自依次连接一个限流电路和一个理想二极管电路，所述限流电路用来限制每一块被并联的锂电池板的输出电流，防止因N个被并联的锂电池板电压不同导致输出功率不均引起的电流过大；所述理想二极管电路用来保证N个锂电池板并联供电的单向性，防止因并联电压超过被并联的锂电池板电压导致的电压倒灌。N个所述理想二极管电路的输出连接在一起构成并联电压，从输出端输出。所述并联开关模块用于根据所述微控制器的控制信号打开或关断锂电池板的能量转移通道，从而实现板间能量均衡。所述并联开关模块包括并联开关驱动器和并联开关电路。所述并联开关驱动器的输入端连接所述微控制器的输出端，输出端连接所述并联开关电路的控制端；所述并联开关电路的输入端连接所述并联限流电路的输出端，所述并联开关电路的输出端即为所述并联开关模块的输出，连接N个锂电池板的充电端。所述并联开关模块还包括充电端口，即为整个电路的外部供电端，连接外部电源；所述充电端口在所述并联开关模块内部通过N个二极管并联连接每一路输出。所述微控制器用于进行电压检测、状态判断和产生控制信号。所述微控制器的输入端连接所述并联限流模块的输出端，还连接N个锂电池板的输出端，还连接所述并联开关模块的充电端口。所述微控制器的输入端连接所述并联限流模块的输出端和N个锂电池板的输出端，分别检测并联电压和N个锂电池板的电压，比较所述并联电压和N个锂电池板的电压大小，判断若所述并联限流模块的输出信号大于对应锂电池板的电压，则发送导通信号给所述并联开关模块中对应的开关驱动器，导通所述并联开关电路；若所述并联限流模块的输出信号小于对应锂电池板的电压，则不发送导通信号给所述并联开关模块中对应的开关驱动器，断开所述并联开关电路。所述微控制器的输入端还连接所述并联开关模块的充电端口，判断若有外部电源接入，则不发送导通信号给所述并联开关模块中所有的开关驱动器，断开所有并联开关电路，由外部电源为N块锂电池板充电。所述输出保护模块包括过流保护电路。基于上述一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，本专利技术还提供一种适用于配备升降压充电电路、过流保护、过压保护、充电完成自动断电、电池电量均衡和MPPT功能的锂电池板的并联充放电均衡方法。其特征在于：利用锂电池板自带的升降压充电电路进行板间能量传递。其步骤如下：S1-所述微控制器检测所述并联开关模块的充电端口的连接情况，判断是否有外部电源接入；若有外部电源连接，则微控制器不发送导通信号给所述并联开关模块中所有的开关驱动器，断开所有并联开关电路，由外部电源为N块锂电池板充电，无需进行均衡；若没有外部电源连接，则进行S2；S2-所述微控制器检测获取各个被并联的锂电池板的电压和并联后的电压（即所述并联限流模块的输出电压）；S3-所述微控制器分别将各个被并联的锂电池板电压与并联后的电压进行比较；S3.1-当某个锂电池板的电压高于并联后的电压时，则所述微控制器不发送导通信号给所述并联开关模块中该锂电池板对应的开关驱动器，断开对应的并联开关电路；S3.2-当某个锂电池板的电压低于并联后的电压时，由微控制器向所述并联开关模块中该锂电池板对应的开关驱动器发送驱动信号，导通对应的并联开关电路；S4-重复进行S3，直至所有锂电池板的电压均与并联后的电压一致时，所述微控制器不再动作。本专利技术中所述的一种锂电池板并联充放电的实现电路和锂电池板并联充放电均衡的方法适用于配备升降压充电电路、过流保护、过压保护、充电完成自动断电、电池电量均衡和MPPT功能的锂电池板。由于所述并联限流模块中的所述理想二极管电路的单向导电性，在并联后，电压最高的锂电池板会首先进行放电，同时为负载供电和对电压低于并联电压的锂电池板进行充电；随着电压各异的锂电池板的充放电，达到并联电压的锂电池板逐一开始经所述理想二极管电路进行放电，此时锂电池板并联后提供的功率增大。锂电池的放电曲线表明，当其位于初始区和下降区时电压下降较快，即使锂电池板之间存在压差，也不会大量发热产生安全问题，故可直接并联放电。由于所述并联限流电路的存在，即使没有完成放电均衡，锂电池板并联后依然可以正常使用，但无法输出最大功率；锂电池板并联完成均衡后输出可以达到最大功率。本专利技术所述的实现电路均集成在一块印制电路板上，提供与各个被并联的锂电池板连接的接口，不用更改原锂电池板的拓扑，方便携带组合使用。为了让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，其特征在于，包括并联限流模块、微控制器、并联开关模块、输出保护模块、充电模块；所述并联限流模块的输入端连接各个锂电池板的输出端，输出端连接所述输出保护模块的输入端；所述微控制器的输入端连接所述并联限流模块的输出端进行并联电压检测，还连接各个锂电池板的输出端进行各个锂电池板的电压检测，还连接所述并联开关模块的充电端口进行供电检测，输出端连接所述并联开关模块的控制端；所述并联开关模块输入端连接所述并联限流模块的输出端，控制端连接所述微控制器的输出端，输出端连接各个锂电池板的充电端；所述输出保护模块的输入端连接所述并联限流模块的输出端，输出端即为整个电路的输出，连接负载；所述输出保护模块为过流保护电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，其特征在于，包括并联限流模块、微控制器、并联开关模块、输出保护模块、充电模块；所述并联限流模块的输入端连接各个锂电池板的输出端，输出端连接所述输出保护模块的输入端；所述微控制器的输入端连接所述并联限流模块的输出端进行并联电压检测，还连接各个锂电池板的输出端进行各个锂电池板的电压检测，还连接所述并联开关模块的充电端口进行供电检测，输出端连接所述并联开关模块的控制端；所述并联开关模块输入端连接所述并联限流模块的输出端，控制端连接所述微控制器的输出端，输出端连接各个锂电池板的充电端；所述输出保护模块的输入端连接所述并联限流模块的输出端，输出端即为整个电路的输出，连接负载；所述输出保护模块为过流保护电路。


2.如权利要求1所述的一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，其特征在于，所述并联限流模块用于限制各个被并联的锂电池板接入的电流，N个输入端分别连接N个被并联的锂电池板的输出端；所述并联限流模块包括限流电路、理想二极管电路；N个输入端各自依次连接一个限流电路和一个理想二极管电路N个所述理想二极管电路的输出连接在一起构成并联电压，从输出端输出。


3.如权利要求1所述的一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，其特征在于，所述并联开关模块用于根据所述微控制器的控制信号打开或关断锂电池板的能量转移通道；所述并联开关模块包括并联开关驱动器和并联开关电路；所述并联开关驱动器的输入端连接所述微控制器的输出端，输出端连接所述并联开关电路的控制端；所述并联开关电路的输入端连接所述并联限流电路的输出端，所述并联开关电路的输出端即为所述并联开关模块的输出，连接N个锂电池板的充电端；所述并联开关模块还包括充电端口，即为整个电路的外部供电端，连接外部电源；所述充电端口在所述并联开关模块内部通过N个二极管并联连接每一路输出。


4.如权利要求1所述的一种锂电池板并联充放电均衡的实现电路，其特征在于，所述微控制器用于进行电压检测、状态判...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐寅寅，张成，张晨，
申请(专利权)人：南京拓途电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32