本发明专利技术提供了一种电池电压平衡电路以平衡串联的多个电池单元的电压；电池电压平衡电路包含一电池电压平衡单元以及一电池电压判断单元；电池电压平衡单元包含多个平衡单位，每一平衡单位对应耦接该多个电池单元的一电池单元的一正端及一负端，并于接收一平衡信号时导通一平衡电流；电池电压判断单元耦接该多个电池单元的该些正端及该些负端，该电池电压判断单元于该多个电池单元其中任一电池单元达到一平衡电压时，发出平衡信号以导通对应的该平衡单位。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，尤指一种用以平衡多个串联电池间的 电池电压的。
技术介绍
随着可携式电子产品的发展，可充电式电池的需求也随之而起。充电式电池 包括了公知的镍镉电池、后续开发的镍氢电池、锂离子电池以及最新发展的锂聚合物 (Li-Polymer)电池。不同种类的可充电式电池所提供的电压也不尽相同，而可携式电子产 品所需的操作电压也有所不同。因此，电池制造业者会配合可携式电子产品的操作电压，将 数颗电池串联成电池模块以提供所需的电压。电池模块于电池的电能耗尽时，需以充电器再充满电以供下次使用。然而，电池会 因制造或使用而造成蓄电量有所不同。举例来说，7. 4V锂电池模块由两颗3. 7V的锂电池串 联组成。在出厂时，两颗电池的蓄电量分别是80%及70%。由于锂电池过充会损害电池本 身，因此，锂电池充电器在任一颗锂电池满充电时即停止充电，此时，两颗电池的蓄电量分 别为100% (电池充电容量的最上限)及90%。而使用时，只要任一电池蓄电量降至0% (电池放电的最下限)，电池模块即无法使用，因此，这两颗电池的蓄电量降至分别为10% 及0%时，即须再充电才能使用。由上述例子可知，当电池模块的电池的蓄电量有所不同时，电池模块的实际可使 用电能将由蓄电量最低的电池所决定。而除了上述出厂时电池模块的各电池蓄电量可能不 同外，电池于未使用时，也会自放电，在每个电池自放电速率不同的情况下，也会造成电池 间蓄电量逐渐不平衡，使电池模块实际可使用电能会随着电池使用时间而逐渐变少，造成 电池模块的使用效率低落，使用时间也变短。请参考图1，为htersil在其ISL9208的数据表(Datasheet)中所揭示的数字电 池平衡控制器。一数字电池平衡控制器10包含一电池平衡微处理器5及晶体管开关S1-S7。 晶体管开关S1-S7分别透过电阻R1-R7与电池BAT1-BAT7并联。电池BAT1-BAT7的电压经 模拟/数字转换器(A/D Converter)转换成数字信号，该电池平衡控制微处理器5根据电池 BAT1-BAT7的电压数字信号，经内建的算法比较出其中电压较高的电池，并导通该较高电压 的电池并联的晶体管开关，使各电池的充电电流可根据各电池的电压调整而达到平衡充电 的功能。然而电池电压需经由模拟/数字转换器转换成数字信号后，数字的电池平衡微处 理器5才得以处理，而模拟/数字转换器会大幅增加该数字电池平衡控制器10的芯片面积 10，故成本相当高是其缺点。另外，数字的电池平衡微处理器5会受限于当初设计，例如 ISL9208仅能支持5到7颗电池所组成的电池模块，其可应用的范围也会因的受限。另外，由于ISL9208除了电路发生，如过温、过电流、短路等，电路异常外，会对较 高电压的电池进行放电直至各电池的电压相等为止。虽然锂电池号称几乎无记忆效应而允 许使用者不论锂电池电压高低随时可充电及放电。然而，实际上对锂电池模块于任意电压4下充放电后，会造成锂电池于不同电池电压下放电能力有高低。请参考图2，为使用一段时 间后的满充电锂电池模块的电池电压及放电能力(电流)的关系示意图。因此，任意对锂 电池模块进行电压平衡会造成锂电池放电性能衰退，甚至使用该锂电池模块的电子产品可 能遇到瞬间的电力不足而造成当机或毁损。
技术实现思路
鉴于公知的数字电池平衡控制器成本过高以及不当地充放电造成电池放电性能 下降的问题，本专利技术使用模拟的电池充电控制器达到电池的平衡充电以降低电池平衡控制 器的成本，并于电池电压高于一预定电压值时始进行电池电压平衡，以避免造成电池放电 性能的弱化。为达上述目的，本专利技术提供了一种电池电压平衡电路以平衡串联的多个电池单元 的电压。电池电压平衡电路包含一电池电压平衡单元以及一电池电压判断单元。电池电压 平衡单元包含多个平衡单位，每一平衡单位对应耦接该多个电池单元的一电池单元的一正 端及一负端，并于接收一平衡信号时导通一平衡电流。电池电压判断单元耦接该多个电池 单元的该些正端及该些负端，该电池电压判断单元于该多个电池单元其中任一电池单元达 到一平衡电压时，发出平衡信号以导通对应的该平衡单位。本专利技术也提供了一种电池电压平衡方法。首先侦测串联的多个电池单元的个别电 池电压，并于该多个电池单元的其中任一电池单元的电压高于一平衡电压时导通与该电池 单元并联的一平衡单位。而当该多个电池单元的其中任一电池单元的电压低于该平衡电压 时停止导通对应的平衡单位。本专利技术也提供亦一种电池电压平衡电路，包含一电池电压平衡单元、一第一电池 电压判断单元以及一第二电池电压判断单元。电池电压平衡单元包含多个平衡单位，每一 平衡单位对应耦接串联的多个电池单元的一电池单元的一正端及一负端，并于接收一平衡 信号时导通一平衡电流。第一电池电压判断单元对应耦接该多个电池单元中N个电池单元 的该些正端及该些负端，该第一电池电压判断单元于该N个电池单元其中任一电池单元达 到一平衡判断电压时，发出平衡信号以导通对应的平衡单位，并于该N个平衡单位全部达 到该平衡判断电压时，产生一第一平衡停止信号，其中N为大于零的整数。第二电池电压判 断单元对应耦接该多个电池单元中M个电池单元的该些正端及该些负端，该第二电池电压 判断单元于该M个电池单元其中任一电池单元达到一平衡判断电压时，发出平衡信号以导 通对应的平衡单位，其中M为大于零的整数。其中，当该第二电池电压判断单元于该M个平 衡单位全部达到该平衡判断电压且接收该第一平衡停止信号时，停止对应的该M个平衡单 位导通该平衡电流。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本专利技术的权利 要求保护范围。而有关本专利技术的其他目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。附图说明图1为公知的数字电池平衡控制器的电路示意图2为使用一段时间后的满充电锂电池模块的电池电压及放电能力(电流)的关 系示意图3为锂电池充放电的电压曲线及充电电流曲线的示意图4为根据本专利技术的一实施例的电池电压平衡电路的示意图5A为根据本专利技术的电池电压平衡单元的电路示意图5B为根据本专利技术的另一种电池电压平衡单元的电路示意图6为根据本专利技术的另一实施例的电池电压平衡电路的示意图,主要元件附图标记说明先前技术电池平衡微处理器 5数字电池平衡控制器 10晶体管开关Sl S7电阻Rl R7电池BATl BAT7本专利技术电池电压判断单元100、200电池电压平衡单元105、205电池电压判断单位 110、120、130、210、220平衡单位115、125、135、215、225电池模块 150、250电池单元 Celll、Cell2、Cell3、Cell4、Cell5分压器DV比较器COM偏压器Vr倒相器INV延迟器DE平衡停止判断电路AN非或门NR平衡信号A、B、C、E、F开关SW限流元件Rli电池模块电压VDD平衡电流II、12、13、14、15平衡停止信号D、G具体实施方式请参见图2，当锂电池在接近饱充状态时(即电容量接近100%时)进行充放电， 几乎对放电能力没影响。本专利技术利用此区间来进行电池电压平衡，即可避免先前技术中影 响电池放电能力的问题。另外，在此区间进行充放电还有其他优点。请参考图3，为锂电池充放电的电压曲 线及充电电流曲线的示意图。由图中可发现，充电过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池电压平衡电路，用以平衡串联的多个电池单元的电压，其特征在于，包含：一电池电压平衡单元，包含多个平衡单位，每一平衡单位对应耦接该多个电池单元的一电池单元的一正端及一负端，并于接收一平衡信号时导通一平衡电流；以及一电池电压判断单元，耦接该多个电池单元的该些正端及该些负端，该电池电压判断单元于该多个电池单元其中任一电池单元达到一平衡判断电压时，发出平衡信号以导通对应的该平衡单位。
【技术特征摘要】
1.一种电池电压平衡电路，用以平衡串联的多个电池单元的电压，其特征在于，包含 一电池电压平衡单元，包含多个平衡单位，每一平衡单位对应耦接该多个电池单元的一电池单元的一正端及一负端，并于接收一平衡信号时导通一平衡电流；以及一电池电压判断单元，耦接该多个电池单元的该些正端及该些负端，该电池电压判断 单元于该多个电池单元其中任一电池单元达到一平衡判断电压时，发出平衡信号以导通对 应的该平衡单位。2.如权利要求1所述的电池电压平衡电路，其特征在于，该平衡判断电压根据该电池 单元的电池特性决定，而该电池单元于该平衡判断电压至该电池单元的满充电电压的范围 内记忆效应轻微。3.如权利要求2所述的电池电压平衡电路，其特征在于，该电池电压判断单元更包含 一平衡停止判断电路，于该多个平衡单位全部达到该平衡判断电压时，停止该多个平衡单 位导通该平衡电流。4.如权利要求2或3任一项所述的电池电压平衡电路，其特征在于，每一该平衡单位包 含一开关及一限流元件，该开关于接收该平衡信号时导通。5.如权利要求4所述的电池电压平衡电路，其特征在于，该多个平衡单位的开关与其 中的至少一限流元件串联。6.一种电池电压平衡方法，其特征在于，包含步骤 侦测串联的多个电池单元的个别电池电压；于该多个电池单元的其中任一电池单元的电压高于一平衡判断电压时导通与该电池 单元并联之一平衡单位；以及于该多个电池单元的其中任一电池单元的电压低于该平衡判断电压时停止导通对应 的平衡单位。7.如权利要求6所述的电池电压平衡方法，其特征在于，该平衡判断电压根据该电池 单元的电池特性决定，而该电池单元于该平衡判断电压至该电池单元的满充电电压的范围 内记忆效应轻微。8.如权利要求7所述的电池电压平衡方法，其特征在于，更包含步骤 对...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐献松，杨洋，李立民，
申请(专利权)人：登丰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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