本发明专利技术公开了一种电源平衡模块及其方法，该电源平衡模块包括有一电源模块、一第一开关模块、一第二开关模块、一开关控制模块及一控制单元。电源模块具有多个储能元件，且这些储能元件之间通过第一开关模块及第二开关模块的控制而进行串联或并联的连接。开关控制模块则是根据一切换信号来个别输出一第一开关控制信号给第一开关模块及输出一第二开关控制信号给第二开关模块。控制单元根据一负载的使用状态输出此切换信号给开关控制模块。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种平衡模块，特别是关于一种对数个储能元件的电压准位进行平衡的。
技术介绍
现今储能元件广泛运用于电子设备中，以满足人们对独立能源系统的需求。 一般来说为了给电子设备提供足够的电压，例如是需要大电能的交通工具，通常由多个电池串联而成一电池组。而由于电池组内每个电池之间的性质不可能完全相同，用久了自然就会有某些特性较差的电池先老化，而影响了整体内各个电池充放电曲线，致使每个电池内的电量不相同。因此当电池组中的电池发生不平衡时，电池组的可用容量将减少，且由串联电池组中容量最低的电池来决定此电池组的总容量。因此在不平衡电池组中，其在充电时，一个或几个电池会在其它电池尚需充电时便已达到最大容量；而在放电时，未完全充电的电池又会比其它电池先放完电，使电池组因电压不足而提前停止供电。 因此为了解决电池组中的每个电池内电量不平衡的问题，有必要对电池组中的电池进行均压的处理。如第一图所示，其中的电池组由数个电池B1、 B2、 B3、 B4组成，且每一个电池分别并联有一个限流电阻及一开关元件(通常为功率晶体管)。而当充电模块90对此电池组进行充电时，此电路所提供的均压处理是通过分流需要均压的电池(如电压最高的电池)电流来实现的，因此对于电压最高的电池而言其在充电过程中将导通对应的功率晶体管，使该电池的电流部份分流，因而使它的充电速度比其它电池慢，而在放电过程中同样对于电压最高的电池导通其相对应功率晶体管，增加该电池的有效负载，使它的放电速度比其它电池快，因而在充/放电模式下对电池进行平衡。 而前述均压电路设计时必须注意功率晶体管和限流电阻的选择，以使电流保持在合理的范围内。如果平衡电流过高，功耗会很大，引起电池组及排线升温或增加元件负担；相反，如果平衡电流过低，就需要较长的时间或多个周期才能起到平衡作用，因而降低电池平衡效率。此外对于图l所示的电路而言，其中的限流电阻于作用时会消耗电池的能量，而导致电源的浪费。 而除了图1所示对电池电压进行均压的处理架构之外，目前也有以非消耗式的方式，将电压较高的电池以升压方式回充到其它电压较低的电池，但此过程中的升压处理仍免不了会消耗电池中的能量。除此之外，目前对于电池均压的处理技术亦已揭露于美国专利第6150795号、第6222344号等专利中。 然而前述揭露各种电池均压处理技术，其处理过程或多或少均会对电池的能量产生消耗，且电路控制方式亦较为复杂，因此如何解决目前电池组均压处理方式所衍生的问题，已是一个有待克服的课题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，在于提供一种，提供一种架4构简单且以无消耗能量的方式来对一电源模块中各储能元件的电压准位进行平衡，以解决 现有技术所产生的问题。 为了解决上述技术问题，根据本专利技术的一种方案，提供一种电源平衡模块，包括一 电源模块、一第一开关模块、一第二开关模块、一开关控制模块及一控制单元。其中电源 模块是具有多个储能元件；第一开关模块用来使该些储能元件之间可以通过串联方式耦 接；第二开关模块用来使该些储能元件之间可以通过并联方式耦接；开关控制模块耦接于 第一开关模块与第二开关模块，且根据一切换信号来分别输出一第一开关控制信号给第一 开关模块及输出一第二开关控制信号给第二开关模块。控制单元耦接于开关控制模块，并 用来输出切换信号给该开关控制模块，以使开关控制模块可以根据此切换信号来使该些储 能元件之间以串联或并联的方式来耦接。 为了解决上述技术问题，根据本专利技术的再一种方案，提供一种电源平衡方法，包括提供一第一开关模块来控制一电源模块中的多个储能元件之间可以通过串联方式耦接；提供一第二开关模块来控制电源模块中的该些储能元件之间可以通过并联方式耦接；以及根据一切换信号来输出一第一开关控制信号给第一开关模块及输出一第二开关控制信号给第二开关模块，而使得该些储能元件之间以串联或并联的方式来耦接。 因此本专利技术通过上述的技术方案，使得各储能元件之间的连接关系可以经由第一开关模块及第二开关模块的开关控制，而来决定出是使用串联或并联进行连接。而当各储能元件以串联连接时即可输出高电压准位来供一负载使用；以及当各储能元件以并联连接时即可通过无消耗能量的方式，使得各储能元件的电压准位可以经由彼此之间的充放电动作而自动取得相等，而达到让各储能元件的电压准位具有平衡效果。 本专利技术具有的功效具有控制方式简单的优点，即可让各储能元件的电压准位可 以快速达到平衡，且并不会对各储能元件的能量产生任何的消耗，而达到节省电源的效果。 以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本专利技术为达成预 定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本专利技术的其它目的及优点，将在后续的说明及图 式中加以阐述。附图说明 图1为现有电池电压准位的平衡电路示意图； 图2为本专利技术实施例的一电源平衡模块的示意图； 图3为本专利技术实施例的一磁性电容的示意图； 图4为本专利技术另一实施例的一磁性电容的示意图； 图5为将磁性电容与其它能量储存媒介作比较的示意图；以及 图6为本专利技术实施例的一电源平衡方法的流程图。主要元件符号说明1电源平衡模块 10电源模土央 B1、B2、B3、B4电池 12第一开关模块 Sl第一开关元件14第二开关模块S2第二开关元件16开关控制模块18控制单元19负载2磁性电容20介电层22第一磁性电极24第二磁性电极26、28磁偶极3磁性电容30介电层31、33磁偶极32第一磁性电极320第一隔离层322第一磁性层324第二磁性层34第二磁性电极340第二隔离层342第三磁性层344第四磁性层35、36磁偶极90充电模块S601 S607流程图步骤说明具体实施例方式本专利技术提供一种，主要是通过开关控制的简易方式，而以 无消耗能量方式来让各储能元件之间的电压准位可以取得平衡。 接下来请参阅图2，其为本专利技术实施例的一电源平衡模块的示意图。本实施例所述 的电源平衡模块1包括有一电源模块10、一第一开关模块12、一第二开关模块14、一开关控 制模块16及一控制单元18。 其中电源模块10由多个储能元件组成，且各储能元件之间可以通过开关的控制 而以串联或并联方式来相互耦接，而本实施例的储能元件以充电电池Bl 、 B2、 B3、 B4作为以 下的举例说明。而当各储能元件以串联方式耦接一起时同时是与一负载19耦接以形成一 回路，并由电源模块10对负载19进行放电，以提供此负载19运作时所需的电源。另外，当 各储能元件以并联方式耦接时，若各储能元件之间出现电压准位不相等状况，则将由电压 准位高的储能元件向电压准位低的储能元件进行充电，并经过一段时间的后各储能元件的 电压准位将可自动取得平衡。 第一开关模块12耦接于电源模块10，并用来控制此电源模块10中的各储能元件 以串联方式互相耦接。具体来说，本实施例的第一开关模块12由多个第一开关元件S1组 成，且在每两个储能元件之间的串联路径上是耦接一个第一开关元件Sl，以及电源模块10 与负载19之间也耦接有一个第一开关元件Sl。而第一开关模块12中的各第一开关元件 Sl的导通(turn on)或关断(turn off)是同时受一第一开关控制信号来进行控制。 第二开关模块14耦接于电源模块10，并用来控制此电源模块10中的各储能元件6以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源平衡模块，其特征在于，包括：一电源模块，具有多个储能元件；一第一开关模块，提供该些储能元件之间以串联方式耦接；一第二开关模块，提供该些储能元件之间以并联方式耦接；一开关控制模块，耦接于该第一开关模块与该第二开关模块，并根据一切换信号来输出一第一开关控制信号给该第一开关模块及输出一第二开关控制信号给该第二开关模块；以及一控制单元，耦接于该开关控制模块，并输出该切换信号给该开关控制模块；其中该开关控制模块根据该切换信号来使该些储能元件之间以串联及并联的其中一种方式来耦接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑青峯，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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