一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路制造技术

本发明专利技术涉及一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，属于运载用地面电源领域；包括二极管D1、N沟道增强型MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、电池单体1、电池单体2、

【技术实现步骤摘要】
一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路


[0001]本专利技术属于运载用地面电源领域，涉及一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路。

技术介绍

[0002]锂电池在运载领域的应用越来越多，受限于箭上电气节点资源有限的问题，锂电池组串联单体仅能提供正负各两个节点外引。目前的锂电池组单体均衡方案不仅需要将上述两根线缆作为功率充放电回路，同时还需要对单体电压进行准确采集已判断锂电池组单体均衡程度，为确保设备接线保证双点双线的可靠性要求，同时避免电流通过外接电缆时产生的线缆压降对电池单体电压采样产生影响，极有必要针对上述接线进行功能复用状态进行特殊设计。当锂电池组单体通过外接电缆处于充电状态时，线缆压降为正向，此时直接采样获取的单体电压＝电池单体实际电压+线缆压降>电池单体真实电压。结合上述分析，电池单体电压采样周期不应该与充电电流同时存在，否则将导致电池单体采样与真实值之间存在偏差，最终造成锂电池组充电不足。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，解决了运载领域锂电池组单体电池外接电气接口不足，电气接口资源无法满足双点双线可靠性要求的问题。
[0004]本专利技术解决技术的方案是：
[0005]一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，包括二极管D1、N沟道增强型MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、电池单体1、电池单体2、
……
、电池单体n；/>[0006]其中，电池单体1、电池单体2、
……
、电池单体n依次串联；二极管D1的阳极端与充电电源连接；二极管D1的阴极端与N沟道增强型MOS管Q1的漏极连接；N沟道增强型MOS管Q1的源极分别与第一电阻R1的一端、单体电池i正端连接，i为电池单体的序号，1≤i≤n；N沟道增强型MOS管Q1的门极与外部驱动发生器连接；第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端分别与充电电源、电池单体i的负极连接；第一电阻R1与第二电阻R2之间引线，实现测量第一电阻R1与第二电阻R2的分压电压Ub
‑
n。
[0007]在上述的运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，所述第一电阻R1的阻值小于20kΩ；第二电阻R2的阻值小于20kΩ。
[0008]在上述的运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，N沟道增强型MOS管Q1的源极通过不小于5m的充电线缆与单体电池i的正端连接；第二电阻R2的另一端通过不小于5m的充电线缆与电池单体i的负极连接。
[0009]在上述的运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，所述锂电池单体充电功率输出及采样复用电路的工作过程为：
[0010]步骤一、N沟道增强型MOS管Q1导通；充电电源对电池单体i进行恒流充电；
[0011]步骤二、N沟道增强型MOS管Q1关断，关断持续时长为2ms；在关断时间0
‑
0.5ms内，充电电源的输出电压降至4.00V；在关断时间0.5ms
‑
1.5ms内，测量第一电阻R1与第二电阻R2的分压电压Ub
‑
n，并对Ub
‑
n进行A/D变换得到采样数据；获取的15个采样数据取平均值作为本周期电池单体i的电压采样值；在关断时间1.5ms
‑
2ms内，N沟道增强型MOS管Q1保持关断状态，充电电源输出电压提升至电池单体i的电压采样值；
[0012]步骤三、N沟道增强型MOS管Q1导通；
[0013]步骤四、重复步骤一至步骤三，实现电池单体i充电功率输出及采样复用。
[0014]在上述的运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，所述二极管D1实现避免电池单体i充电过程中电流倒灌。
[0015]在上述的运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，其特征在于：所述步骤一中，N沟道增强型MOS管Q1导通持续时长为998ms；充电电流为2A。
[0016]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0017](1)本专利技术提出了一种锂电池单体外接功率主回路串联MOSFET及二极管，通过外部高占空比驱动信号周期性驱动MOSFET，MOSFET导通时作为充电功率回路，MOSFET关断时进行单体电压采样，实现同一回路的功能分时复用，避免双功能同时存在产生的相互影响；
[0018](2)本专利技术提供了一种功率回路及采样回路共用同一组(双根)线缆的设计方法，确保充电设备对电池单体采样精度不受充电电流在线缆上形成的线缆压降影响；
[0019](3)本专利技术在主回路串联二极管为避免电池单体充电过程中电流倒灌，防止电池单体电压高于充电电源电容阵端口电压时产生灌电流。
附图说明
[0020]图1为本专利技术单体充电功率输出及采样复用电路图。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。
[0022]本专利技术提供一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，在锂电池单体外接功率主回路串联MOSFET及二极管，通过外部高占空比驱动信号周期性驱动MOSFET，MOSFET导通时作为充电功率回路，MOSFET关断时进行单体电压采样，实现同一回路的功能分时复用，避免双功能同时存在产生的相互影响。
[0023]锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，如图1所示，具体包括二极管D1、N沟道增强型MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、电池单体1、电池单体2、
……
、电池单体n；
[0024]其中，电池单体1、电池单体2、
……
、电池单体n依次串联；二极管D1的阳极端与充电电源连接；二极管D1的阴极端与N沟道增强型MOS管Q1的漏极连接；N沟道增强型MOS管Q1的源极分别与第一电阻R1的一端、单体电池i正端连接，i为电池单体的序号，1≤i≤n；N沟道增强型MOS管Q1的门极与外部驱动发生器连接；第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端分别与充电电源、电池单体i的负极连接；第一电阻R1与第二电阻R2之间引线，实现测量第一电阻R1与第二电阻R2的分压电压Ub
‑
n。
[0025]第一电阻R1的阻值小于20kΩ；第二电阻R2的阻值小于20kΩ。N沟道增强型MOS管Q1的源极通过不小于5m的充电线缆与单体电池i的正端连接；第二电阻R2的另一端通过不
小于5m的充电线缆与电池单体i的负极连接。
[0026]锂电池单体充电功率输出及采样复用电路的工作过程为：
[0027]步骤一、N沟道增强型MOS管Q1导通；充电电源对电池单体i进行恒流充电；导通持续时长为998ms；充电电流为2A。
[0028]步骤二、N沟道增强型MOS管Q1关断，关断持续时长为2ms；在关断时间0
‑
0.5ms内，充电电源的输出电压降至4.00V；在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，其特征在于：包括二极管D1、N沟道增强型MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、电池单体1、电池单体2、
……
、电池单体n；其中，电池单体1、电池单体2、
……
、电池单体n依次串联；二极管D1的阳极端与充电电源连接；二极管D1的阴极端与N沟道增强型MOS管Q1的漏极连接；N沟道增强型MOS管Q1的源极分别与第一电阻R1的一端、单体电池i正端连接，i为电池单体的序号，1≤i≤n；N沟道增强型MOS管Q1的门极与外部驱动发生器连接；第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端分别与充电电源、电池单体i的负极连接；第一电阻R1与第二电阻R2之间引线，实现测量第一电阻R1与第二电阻R2的分压电压Ub
‑
n。2.根据权利要求1所述的运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，其特征在于：所述第一电阻R1的阻值小于20kΩ；第二电阻R2的阻值小于20kΩ。3.根据权利要求2所述的运载用锂电池单体充电功率输出及采样复用电路，其特征在于：N沟道增强型MOS管Q1的源极通过不小于5m的充电线缆与单体电池i的正端连接；第二电阻R2的另一端通过不小于5m的充电线缆与电池单体i的负极连接。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘高锋，武腾，张旭，李小春，程新，罗果，范巍岩，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：