专利名称：一种二次电池组完全充电电路的制作方法
技术领域：
一种二次电池组完全充电电^各
技术领域：
本实用新型涉及一种充电电路，尤其是一种对二次电池进行充电的充电 电路。
背景技术：
多节二次电池组成的二次电池组，由于单体差异，采用串联充电时通常 无法达到所有单体的的完全充电。对于多节电池组或大功率电池组，确保全 部单体^t完全充电是必须的。为此通常采用减电流均衡充电方法，即对容量 偏小的电池单体并联电阻旁路充电电流，使全部电池单体都在大致相同的时 间充满，实现电池组的完全充电。但是并联电阻旁^各的充电电流全部变成热 量，导致诸如可靠性、安全性等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种低损耗二次电池组完全充 电电路。本实用新型采用电荷转移方式和可控开关矩阵实现了一种低损耗二 次电池组完全充电电^各。
本实用新型采用以下技术方案
一种二次电池组完全充电电路，可控开关矩阵SWln,将任意一节电池 单体BAn连接至第一电容Cl;第一可控开关SW1将第一电容C1B端连接至 第二电容C2 A端；第二可控开关SW2将第一电容C1A端连接至第二电容 C2 A端；第三可控开关SW3将第二电容C2 A端连接至电池组正极端子P+ ， 第二电容C2B端接电池组负极端子P-;第一电容Cl A端通过第一二极管Dl 阳极连接到电池组正极端子P+;第一电容Cl B端通过第二二极管D2阳极连 接到电池组正极端子P+;主控电路MAIN连接所有电池单体及控制所有开羌 所述可控开关矩阵中的开关SWln、第一可控开关SW1、第二可控开关 SW2、第三可控开关SW3可以是任何类型的可控电气开关，如继电器、晶体 管或者功率场效应管等。
主控电路MAIN中的微处理器完成各节电池电压测量，根据完全充电算 法驱动各开关SWln、 SW1 、 SW2、 SW3，控制电荷在电池单体、电容与电 池组间转移，通过调节个电池单体的等效充电电流实现完全充电。本实用新 型采用电荷转移方式和可控开关矩阵实现了一种低损^^二次电池组完全充电 电路。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作一详细说明。 图l是本实用新型二次电池组完全充电电路图。
具体实施方式
图1是本实用新型实际电路图。下面参照附图结合实施例对本实用新型 作一详细i兌明。
一种二次电池组完全充电电路，可控开关矩阵SWln，将任意一节电池 单体BAn连接至第一电容Cl;对于由m个电池单体组成的电池组，m^l, 所述可控开关矩阵SWll SWln是由n个可控开关构成，n=m+l;第m个可 控开关SWlm的一端连接第m个电池单体的正极，第n个可控开关SWln的 一端连接到第m个电池单体的负极；当n为奇数时，可控开关SWln的另一 端连接第一电容C1的A端，而当n为偶数时，可控开关SWln的另一端连接 第一电容C1的B端。
第一可控开关SW1将第一电容C1B端连接至第二电容C2 A端；第二可 控开关SW2将第一电容C1A端连接至第二电容C2A端；第三可控开关SW3 将第二电容C2A端连接至电池组正极端子P+，第二电容C2B端接电池组负 极端子P-,第一电容C1 A端通过第一二极管D1阳极连接到电池组正极端子 P+;第一电容ClB端通过第二二极管D2阳极连接到电池组正极端子P+;主
控电路MAIN连接所有电池单体及所有开关，用于完成各节电池电压测量及 驱动各开关。以上可控开关矩阵中的开关、第一可控开关SW1、第二可控开 关SW2、第三可控开关SW3可以是任何类型的可控电气开关，如继电器、晶 体管或者功率场效应管等。
主控电路MAIN中的微处理器完成各节电池电压测量，根据完全充电算 法驱动各开关SWln、 SW1 、 SW2、 SW3，控制电荷在电池单体、电容与电 池组间转移，通过调节个电池单体的等效充电电流实现完全充电。
首先通过可控开关将第一电容Cl连接至任意一节电池单体BAn将其充 电至电池单体电压，同时将第二电容C2连接至电池组的正负极将其充电至电 池组总电压；然后，通过可控开关将这两只电容串联，并且连接至电池组使 之对电池组放电。这个技术方案通过控制电荷在电池单体与电容以及电容与 电池组之间低损耗转移，为实现完全充电提供了能量转移方法。
下面以单节电池BA1为例说明工作过程。Wi设电池组中的BA1容量偏 小，在充电过程中其电压增长较快，为确保BA1能与其他电池单体同时充饱， 需要减少充入的电荷(减小充电电流)。具体方法是
节拍一，接通开关开关矩阵中的开关SW11和SW12 (未说明开关均断 开，下同)，BA1的部分电荷转移到第一电容Cl,第一电容C1的电压极性为 A正B负；同时接通SW3将第二电容C2充电至电池组的端电压，取第二电 容C2的容量为第一电容C1容量IO倍以上。
节拍二，接通第一开关SW1，第一电容C1与第二电容C2串联，由于第 二电容C2—端接电池组负极P-，第一电容C1 A端电压将高于电池组正极P十 电压，第一电容C1与第二电容C2串联通过第一二极管Dl放电，将第一电 容Cl从电池BA1取得的电荷返回到电池组中的每一个电池。
重复节拍一、节拍二就实现了低损耗的电荷转移，即减小BAl充电电^u
再以单节电池BA2为例说明工作过程
节拍一，接通开关SW12和SW13 (未说明开关均断开，下同)，BA2的
部分电荷到第一电容Cl,第一电容C1上的电压极性为B正A负；同时接通 第三开关SW3将第二电容C2充电至电池组的端电压，取第二电容C2的容量 为第一电容C1容量IO倍以上。
节拍二，接通第二开关SW2，第一电容C1与第二电容C2串联，由于第 二电容C2—端接电池组负极P，第一电容C1B端电压将高于电池组正极P十 电压，第一电容C1与第二电容C2串联通过第二二极管D2放电，将第一电 容Cl从电池BA2取得的电荷返回到电池组中的每一个电池。
重复节拍一、节拍二就实现了低损耗的电荷转移，即减小BA2充电电^
权利要求1、一种二次电池组完全充电电路，其特征在于可控开关矩阵(SW11～SW1n)，将任意一节电池单体(BAn)连接至第一电容(C1)两端；第一可控开关(SW1)将第一电容(C1)B端连接至第二电容(C2)A端；第二可控开关(SW2)将第一电容(C1)A端连接至第二电容(C2)A端；第三可控开关(SW3)将第二电容(C2)A端连接至电池组正极端子(P+)，第二电容(C2)B端接电池组负极端子(P-)；第一电容(C1)A端通过第一二极管(D1)阳极连接到电池组正极端子(P+)；第一电容(C1)B端通过第二二极管(D2)阳极连接到电池组正极端子(P+)；主控电路MAIN连接所有电池单体及控制所有开关。
2、 如权利要求1所述的一种二次电池组完全充电电路，其特征在于对 于由m个电池单体组成的电池组，m^1，所述可控开关矩阵(SWll SWln) 是由n个可控开关构成，ri-m+l;第m个可控开关(SWlm)的一端连接第 m个电池单体的正极，第n个可控开关(SWln)的一端连接到第m个电池单 体的负极；当n为奇数时，可控开关(SWln)的另一端连接第一电容(Cl) 的A端，而当n为偶数时，可控开关(SWln)的另一端连接第一电容(Cl) 的B端。
3、 如权利要求1或2所述的一种二次电池组完全充电电路其特征在于 所述可控开关矩阵(SWll SWln)中的开关、第一可控开关(SW1)、第二 可控开关(SW2)、第三可控开关(SW3)可以是继电器、晶体管或者是功率 场效应管。
专利摘要本实用新型涉及一种充电电路，尤其是一种对二次电池进行充电的充电电路。本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种低损耗二次电池组完全充电电路。本实用新型采用电荷转移方式和可控开关矩阵实现了一种低损耗二次电池组完全充电电路。
文档编号H02J7/00GK201063444SQ200720007540
公开日2008年5月21日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者陈小牧 申请人:福州高贝嵌入式技术有限公司