【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池均衡器，特别涉及一种级联式半桥主动式电容均衡器。
技术介绍
1、当对一组锂离子电池充放电时，考虑到各个单体电池的不一致性，可采取均衡措施来确保安全性和稳定性，均衡的意义就是利用电子技术，使锂离子电池单体电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充、过放的发生。若不进行均衡控制，随着充放电循环的增加，各个单体电池电压逐渐分化，锂电池组的使用寿命将大大缩减。锂电池均衡器原理是确保电池组中每节电池的电量保持一致，以延长整体电池组的使用寿命和提高性能。当电池组中的一节或多节电池电量过高或过低时，均衡器会进行调整，使得所有电池的电量回到均衡状态，确保电池组的每个单体电池都能够充分利用，这有助于延长整个电池组的使用寿命、提高性能并避免潜在的安全风险。
2、目前，锂离子电池组均衡的方法有很多种，例如有被动式均衡、电感式主动均衡、全桥电容式以及主动均衡等。然而以上均衡方法主要存在以下缺陷问题：
3、1、被动均衡会消耗单体电池的能量，以热量的形式释放电量，均衡时间长；
4、2、被动均衡是以最低剩余电量电池为基准进行均衡，无法增加电量少的电池的容量；
5、3、电感式均衡以多抽头变压器方式作为能量转移，结构设计复杂，体积较大，且均衡效率和均衡速度也容易受变压器自身的限制；
6、4、电感式主动均衡由于变压器骨架是确定的，导致串数扩展性差，灵活应用性方面不强；
7、5、常见全桥式电容式主动均衡效率偏低，均衡速度慢，mos管
8、6、常见的电容式主动均衡由于电容耐压问题，很难做到高串数的电容均衡。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种级联式半桥主动式电容均衡器，旨在解决
技术介绍
中提到的锂离子电池组均衡方法的缺陷问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出的级联式半桥主动式电容均衡器，包括均衡电路、模组驱动电路、电压采样电路以及单片机最小系统，所述单片机最小系统包括单片机和ldo供电电源，所述ldo供电电源与所述单片机电连接，所述均衡电路包括多个模组，所述多个模组依次级联连接设置，所述模组分别包括多串电芯，每一所述模组分别同时均衡多串电芯，其中所述第一个模组的最高串电芯和第二个模组的最低串电芯是同一个均衡单元，起到均衡传递和级联的作用，且奇数模组和偶数模组交替工作，所述模组驱动电路和电压采样电路的两端分别与所述模组和单片机最小系统电连接，所述模组还包括中央控制单元、通讯输出接口、能量转移半桥mos管驱动电路、电压采集控制电路以及储能电容，每一所述模组内的电芯依次电连接，所述电芯分别与所述中央控制单元电连接，所述通讯输出接口与所述中央控制单元电连接，所述能量转移半桥mos管驱动电路和电压采集控制电路的一端均分别与所述中央控制单元电连接，所述能量转移半桥mos管驱动电路和电压采集控制电路的另一端均分别与所述电芯电连接，所述储能电容的一端分别与所述电芯电连接，且所述储能电容的另一端依次串联电连接。
3、可选地，所述模组驱动电路包括通信隔离电路、驱动电路以及可控供电电源电路，所述通信隔离电路的一端与所述单片机电连接，所述通信隔离电路的另一端与所述驱动电路电连接，所述驱动电路与所述模组电连接，所述可控供电电源电路分别与所述通信隔离电路和驱动电路电连接。
4、可选地，所述电压采样电路包括移位寄存器和电子开关采样电路，所述移位寄存器与所述单片机电连接，所述电子开关采样电路与移位寄存器和模组电连接，所述单片机通过控制移位寄存器的数据线和时钟线，完成串行数据输入并行数据输出。
5、采用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：本专利技术的技术方案，
6、1、通过采用半桥式的均衡拓扑结构，可以从高电位同时给低电位传递能量，提高均衡效率，可以很好达到全桥式大电流的均衡效果；
7、2、通过采用组间级联的方式，解决高串数均衡方案电容耐压的问题；
8、3、通过采用组间级联的方式，可以很好的实现串数的选择，具有更好的兼容性，可以自适应不同串数的电池均衡；
9、4、采用隔离驱动的方案，可以提升电路的安全可靠性，避免均衡模块因为外部的冲击或干扰导致元器件的损坏。同时利用隔离器件也可以实现低成本的驱动管控；
10、5、超高均衡精度，通过高精度的扫描采样电路进行每一串电池电压的检测，检测结果送由mcu判断处理，保证最终衡压差小于5mv以内。同时电路上采用74系列逻辑扩展芯片，减少单片机口线的应用，降低生产成本；
11、6、超低休眠功耗，当检测到电芯压差小于5mv以内后，mcu会切断所有的供电子系统电源，仅保留mcu自身的工作电源。mcu通过定时唤醒的方式进行休眠，可以保证均衡模块的整体功耗小于10ua；
12、7、智能检测控制，当检测到电芯电压异常、工作温度异常、者是驱动异常或者是均衡完成时，均衡板会停止工作自动进入定时唤醒休眠状态。当再次自动检测到保护事件解除或者是电芯压差超出设定值后，均衡板会再次重新进入工作。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种级联式半桥主动式电容均衡器，其特征在于，包括均衡电路、模组驱动电路、电压采样电路以及单片机最小系统，所述单片机最小系统包括单片机和LDO供电电源，所述LDO供电电源与所述单片机电连接，所述均衡电路包括多个模组，所述多个模组依次级联连接设置，所述模组分别包括多串电芯，每一所述模组分别同时均衡多串电芯，其中所述第一个模组的最高串电芯和第二个模组的最低串电芯是同一个均衡单元，起到均衡传递和级联的作用，且奇数模组和偶数模组交替工作，所述模组驱动电路和电压采样电路的两端分别与所述模组和单片机最小系统电连接，所述模组还包括中央控制单元、通讯输出接口、能量转移半桥MOS管驱动电路、电压采集控制电路以及储能电容，每一所述模组内的电芯依次电连接，所述电芯分别与所述中央控制单元电连接，所述所述通讯输出接口与所述中央控制单元电连接，所述能量转移半桥MOS管驱动电路和电压采集控制电路的一端均分别与所述中央控制单元电连接，所述能量转移半桥MOS管驱动电路和电压采集控制电路的另一端均分别与所述电芯电连接，所述储能电容的一端分别与所述电芯电连接，且所述储能电容的另一端依次串联电连接。
2.
3.根据权利要求1所述的级联式半桥主动式电容均衡器，其特征在于，所述电压采样电路包括移位寄存器和电子开关采样电路，所述移位寄存器与所述单片机电连接，所述电子开关采样电路与移位寄存器和模组电连接，所述单片机通过控制移位寄存器的数据线和时钟线，完成串行数据输入并行数据输出。
...【技术特征摘要】
1.一种级联式半桥主动式电容均衡器，其特征在于，包括均衡电路、模组驱动电路、电压采样电路以及单片机最小系统，所述单片机最小系统包括单片机和ldo供电电源，所述ldo供电电源与所述单片机电连接，所述均衡电路包括多个模组，所述多个模组依次级联连接设置，所述模组分别包括多串电芯，每一所述模组分别同时均衡多串电芯，其中所述第一个模组的最高串电芯和第二个模组的最低串电芯是同一个均衡单元，起到均衡传递和级联的作用，且奇数模组和偶数模组交替工作，所述模组驱动电路和电压采样电路的两端分别与所述模组和单片机最小系统电连接，所述模组还包括中央控制单元、通讯输出接口、能量转移半桥mos管驱动电路、电压采集控制电路以及储能电容，每一所述模组内的电芯依次电连接，所述电芯分别与所述中央控制单元电连接，所述所述通讯输出接口与所述中央控制单元电连接，所述能量转移半桥mos管驱动电路和电压采集控制电路的一端均分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：周成坤，王玉玺，汤赣清，
申请(专利权)人：深圳市华研精创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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