【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源均衡，更具体地，涉及一种用于均衡系统的均衡开关电路以及均衡系统。
技术介绍
1、电池组被广泛应用于诸如笔记本电脑、电动汽车、无间断电源等应用中。电池组由多个电池单体串联而成，但是由于制造工艺、及使用情况的影响，每节电池的电压会不相同。在这种情况下，在充放电的过程中可能会发生不均衡的情况，该不均衡的情况将会造成每节电池的过充或过放，从而对电池组的性能和安全造成影响。为了解决这种不一致性问题，延长电池的使用寿命，需要在电池组中加入均衡电路。
2、现有的均衡电路主要包括被动均衡电路和主动均衡电路。被动均衡电路使用电阻等耗能元件将高压电池中额外的能量以热能的形式消耗，实现电池组内的电池电压均衡。被动均衡电路虽然具有成本低、体积小的优点，但是它也存在能量浪费严重、散热困难等局限性。主动均衡电路主要是利用电容、电感、变压器等非能元件作为中间能量传输元件，将能量从高压电池传输到低压电池，实现电池间的电压均衡，具有效率高、均衡能力强等优势。
3、其中，在均衡电路的使用过程中需要通过采集开关对电池组的每个电池单体的电压进行采集，以监控每个电池的状态。然而，现有的均衡电路通常采用两个背对背连接的mosfet晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor-金属氧化物半导体场效应晶体管)来实现该采集开关，在实际的使用过程中，当某一电池的电压发生较大的跌幅时，容易造成与该电池连接的开关的误导通，并引起其他开关导通，引发短路问题，对电池组性能造成影响。p>
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于均衡系统的均衡开关电路以及均衡系统，可以在任何外部干扰导致第一晶体管或第二晶体管的体二极管导通时避免均衡开关的误导通，可以保护均衡系统中的多个电源不会因短路而损坏，提高均衡系统的安全性和稳定性。
2、根据本专利技术的一方面，提供一种用于均衡系统的均衡开关电路，所述均衡系统被用于均衡多个电源两端的电压，其中，所述均衡开关电路包括：第一晶体管，所述第一晶体管的第一端作为所述均衡开关电路的第一连接端；第二晶体管，所述第二晶体管的第一端作为所述均衡开关电路的第二连接端，所述第一晶体管和所述第二晶体管的第二端均与第一节点电连接，所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端均与第二节点电连接；第一电阻器，所述第一电阻器电连接于所述第一节点和所述第二节点之间；一电容器，所述电容器的第一端与所述第二节点电连接，所述电容器的第二端与第三节点电连接；以及保护单元，所述保护单元用于监测所述第三节点处的电压，并在所述均衡开关电路处于关断状态时，若监测到所述第三节点处的电压小于所述设定的阈值时，将所述第二节点处的电压拉低到参考地，避免所述第一晶体管和所述第二晶体管的误导通。
3、可选地，所述电容器的第二端还用于接收一导通信号，该导通信号用于对所述电容器充电，以便控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通，其中，所述导通信号为脉冲信号，所述第一晶体管和所述第二晶体管在所述导通信号的有效脉冲期间被导通。
4、可选地，还包括：导通控制模块，用于生成所述导通信号；以及驱动器，所述驱动器电连接于所述导通控制模块的输出和所述电容器的第二端之间。
5、可选地，所述保护单元包括：比较器，用于将所述第三节点处的电压与参考电压进行比较，所述参考电压用于表征所述设定的阈值，所述比较器用于在所述第三节点处的电压小于所述参考电压时生成有效的保护信号；第三晶体管，所述第三晶体管的第一端与所述第二节点电连接，所述第三晶体管的第二端与所述参考地电连接；以及保护控制模块，所述保护控制模块与所述第三晶体管的控制端电连接，用于根据所述有效的保护信号导通所述第三晶体管，其中，所述保护控制模块还用于接收所述导通信号，并根据所述导通信号而使能开启或禁用。
6、可选地，当所述第一晶体管和所述第二晶体管关断时，通过设置所述参考电压的电压值以使得所述第三晶体管的导通时间早于所述第一节点和所述第二节点之间的电压等于所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通阈值的时间。
7、可选地，还包括：预充电单元，用于根据偏置电压对所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端进行预充电。
8、可选地，所述预充电单元包括：第四晶体管，所述第四晶体管的第一端与所述偏置电压连接，所述第四晶体管的第二端与所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端连接；以及第二电阻器，所述第二电阻器的第一端与所述偏置电压连接，所述第二电阻器的第二端与所述第四晶体管的控制端以及所述电容器的第一端连接。
9、可选地，设置所述偏置电压等于所述第一连接处的电压与设定电压之和，所述设定电压等于电源两端的电压。
10、可选地，还包括：瞬变电压抑制二极管，所述瞬变电压抑制二极管连接于所述第一节点和所述第二节点之间。
11、根据本专利技术的另一方面，提供一种均衡系统，被用于均衡多个电源两端的电压，包括：储能元件，被配置为存储或者释放能量；第一电源节点；第二电源节点；均衡开关阵列，包括多个上述的均衡开关电路，每个均衡开关电路的第一连接端与对应的电源的正极端或者负极端电连接，每个均衡开关电路的第二连接端与所述第一电源节点或者所述第二电源节点电连接；换向开关阵列，连接于所述第一电源节点和所述第二电源节点与所述储能元件之间，被配置为通过切换以使得被选中的所述电源按照预设的极性电连接到所述储能元件上；电压采样电路，被配置为通过采集所述储能元件上的电压值以获得所述多个电源的电压值；以及控制器，用于根据所述多个电源的电压值控制所述均衡开关阵列和所述换向开关阵列的切换，以对所述多个电源的电压值进行均衡。
12、可选地，所述控制器被配置为：从所述多个电源的电压值中获取具有最大电压值的强电源和具有最小电压值的弱电源，将所述强电源与所述储能元件电连接，使得所述强电源对所述储能元件进行充电，以及使能控制所述储能元件对所述弱电源进行充电，其中，所述储能元件包括至少一个飞电容器。
13、综上所述，本专利技术实施例提供的用于均衡系统的均衡开关电路包括反向设置的第一晶体管和第二晶体管，以及用于控制该第一晶体管和第二晶体管的导通的第一电阻器和电容器，该第一电阻器电连接于第一晶体管和第二晶体管的源极和栅极之间，电容器的第一端与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，通过在电容器的第二端施加窄脉冲的导通信号来对电容器进行充电，以控制均衡开关的导通。本专利技术实施例的均衡开关电路采用窄脉冲结合电容驱动的方式来控制第一晶体管和第二晶体管的导通，可以使得均衡开关每次只需要开通半个谐振周期，降低电路的功耗。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于均衡系统的均衡开关电路，所述均衡系统被用于均衡多个电源两端的电压，其中，所述均衡开关电路包括：
2.根据权利要求1所述的均衡开关电路，其中，所述电容器的第二端还用于接收一导通信号，该导通信号用于对所述电容器充电，以便控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通，
3.根据权利要求2所述的均衡开关电路，还包括：
4.根据权利要求3所述的均衡开关电路，其中，所述保护单元包括：
5.根据权利要求4所述的均衡开关电路，其中，当所述第一晶体管和所述第二晶体管关断时，通过设置所述参考电压的电压值以使得所述第三晶体管的导通时间早于所述第一节点和所述第二节点之间的电压等于所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通阈值的时间。
6.根据权利要求1所述的均衡开关电路，还包括：
7.根据权利要求8所述的均衡开关电路，其中，所述预充电单元包括：
8.根据权利要求6所述的均衡开关电路，其中，设置所述偏置电压等于所述第一连接处的电压与设定电压之和，所述设定电压等于电源两端的电压。
9.根据权利要求1所述的均衡开
10.一种均衡系统，被用于均衡多个电源两端的电压，包括：
11.根据权利要求10所述的均衡系统，其中，所述控制器被配置为：
...【技术特征摘要】
1.一种用于均衡系统的均衡开关电路，所述均衡系统被用于均衡多个电源两端的电压，其中，所述均衡开关电路包括：
2.根据权利要求1所述的均衡开关电路，其中，所述电容器的第二端还用于接收一导通信号，该导通信号用于对所述电容器充电，以便控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通，
3.根据权利要求2所述的均衡开关电路，还包括：
4.根据权利要求3所述的均衡开关电路，其中，所述保护单元包括：
5.根据权利要求4所述的均衡开关电路，其中，当所述第一晶体管和所述第二晶体管关断时，通过设置所述参考电压的电压值以使得所述第三晶体管的导通时间早于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭磊，田怀山，于亚冰，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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