一种电压均衡电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池均衡驱动技术领域，特别是涉及一种电压均衡电路。
【背景技术】
[0002]随着新能源的发展，相比普通电池来说能量密度比更高的锂电池的应用也越来越广泛。应用锂电池时，多采用多节锂电池串联的方式，为了保证各节锂电池的输出电压一致，则需要采用电压均衡电路对各节锂电池的输出电压进行均衡。
[0003]参见图1所示，图1为现有技术中的一种电压均衡电路的结构示意图；该电路中的外部均衡开关可以采用三极管或M0S管，但该电路在对锂电池进行均衡时，锂电池管理芯片的锂电池正极引脚VC(n)与锂电池负极引脚VC(n-l)之间的电压差不等于锂电池的电压，因此导致锂电池管理芯片在读取锂电池的电压时必须停止均衡，降低了均衡的效率；且该电路不能同时对相连的锂电池进行均衡。
[0004]参见图2所示，图2为现有技术中的另一种电压均衡电路的结构示意图；该电路能够实现同时对多组相连的锂电池进行均衡，且在均衡时还能够同时读取锂电池的电压。但是，该电路不能驱动三极管这样的双极器件，即只能采用M0S管来作为外部均衡开关，应用范围小。
[0005]因此，如何提供一种应用范围大、均衡效率高且能够同时对相连的锂电池进行均衡的电压均衡电路是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种电压均衡电路，其外部均衡开关既可以是NM0S管也可以是NPN型三极管，应用范围大，且不需要断开外部均衡开关就能够对锂电池的电压进行读取，均衡效率高，还能够同时对多组锂电池进行均衡。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种电压均衡电路，用于锂电池管理芯片，所述锂电池管理芯片包括电源引脚、锂电池正极引脚、均衡驱动引脚、锂电池负极引脚以及接地引脚，包括:
[0008]启动开关的第一端与电流源的第一端相连，所述启动开关的第二端通过第一电阻与第一 NM0S管的源极相连；
[0009]所述电流源的第二端通过所述接地引脚接地；
[0010]所述第一 NM0S管的漏极与所述电源引脚相连，所述第一 NM0S管的栅极与第二电阻的第一端并接于所述锂电池正极引脚，所述第一 NM0S管的源极与所述第二电阻的第二端相连；其中，所述锂电池正极引脚通过第一滤波电阻与锂电池的正极相连；
[0011]第一 PM0S管的源极与所述锂电池正极引脚相连，所述第一 PM0S管的栅极与第三NM0S管的栅极并接于所述启动开关的第二端，所述第一 PM0S管的漏极与所述第三NM0S管的漏极并接于第二 NM0S管的栅极；
[0012]所述第二 NM0S管的漏极与所述电源引脚相连，所述第二 NM0S管的源极与所述均衡驱动引脚相连；
[0013]其中，所述均衡驱动引脚通过外部电阻与外部均衡开关相连；
[0014]所述第三NM0S管的源极与第二PM0S管的栅极并接于所述锂电池负极引脚；其中，所述锂电池负极引脚通过第二滤波电阻与所述锂电池的负极相连；
[0015]所述第二 PM0S管的漏极与所述接地引脚相连，所述第二 PM0S管的源极与第三电阻的第一端并接后通过第四电阻与所述均衡驱动引脚相连，所述第二 PM0S管的栅极与所述第三电阻的第二端相连；
[0016]其中，所述第二电阻与所述第一滤波电阻的阻值比为Kl，K1能够满足令所述第一滤波电阻上的压降不大于第一预设阈值；所述第三电阻与所述第二滤波电阻的阻值比为K2，K2能够满足令所述第二滤波电阻上的压降不大于第二预设阈值。
[0017]优选地，所述外部均衡开关为NM0S管或NPN型三极管。
[0018]优选地，所述第一 NM0S管的开启电压为0.75V。
[0019]优选地，所述第二 PM0S管的开启电压为0.75V。
[0020]优选地，所述第一滤波电阻与所述第二滤波电阻的阻值均不大于2ΚΩ。
[0021]优选地，所述锂电池的电压范围为2.7V-4.25V。
[0022]优选地，所述锂电池的电压为3.6V。
[0023]优选地，所述第一预设阈值为2mV。
[0024]优选地，所述第二预设阈值为2mV。
[0025]本发明提供了一种电压均衡电路，用于锂电池管理芯片，由于电源引脚通过第二NM0S管与均衡驱动引脚连接，外部均衡开关通过外部电阻与均衡驱动引脚相连，因此，该电路中的外部均衡开关既可以是NM0S管也可以是NPN型三极管，提高了该电路的应用范围。
[0026]另外，因为流过第一滤波电阻的电流等于流过第二电阻的电流，流过第二滤波电阻的电流等于流过第三电阻的电流，而又因为第二电阻两端的电压以及第三电阻两端的电压均为NM0S管的开启电压，是基本固定的，因此，本发明中通过对第二电阻与第一滤波电阻的阻值比以及第三电阻与第二滤波电阻的阻值比进行限定，使得第一滤波电阻上的压降以及第二滤波电阻上的压降在分别不大于第一阈值(例如2mV)以及第二阈值(例如2mV)时可以忽略不计，使锂电池正极引脚以及锂电池负极引脚之间的电压差等于锂电池的电压，因此不需要断开外部均衡开关就能够对锂电池的电压进行读取，均衡效率高，且能够同时对多组锂电池进行均衡。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为现有技术中的一种电压均衡电路的结构示意图；
[0029]图2为现有技术中的另一种电压均衡电路的结构示意图；
[0030]图3为本发明提供的一种电压均衡电路的结构示意图；
[0031]图4为本发明提供的另一种电压均衡电路的结构示意图；
[0032]其中，图2-图4中:
[0033]CELL—锂电池、RCB—外部均衡电阻、RF1—第一滤波电阻、RF2—第二滤波电阻、CF1—第一滤波电容、CF2—第二滤波电容、Rsw—外部均衡开关的导通阻抗、Rb—外部电阻、Ml—外部M0S管、Q1—外部三极管、VC (η)—锂电池正极引脚、VC (η_1)—锂电池负极引脚、VCC—电源引脚、CB (η) 一均衡驱动引脚、GNDA—接地引脚、Α1—电流源、S1—启动开关、R1—第一电阻、R2—第二电阻、R3—第三电阻、R4—第四电阻、ΜΝ1—第一 NM0S管、ΜΝ2—第二NM0S 管、ΜΝ3—第三 NM0S 管、ΜΝ4—第四 NM0S 管、ΜΡ1—第一 PM0S 管、ΜΡ2—第二 PM0S 管、MP3—第三PM0S管。
【具体实施方式】
[0034]本发明的核心是提供一种电压均衡电路，其外部均衡开关既可以是NM0S管也可以是ΝΡΝ型三极管，应用范围大，且不需要断开外部均衡开关就能够对锂电池的电压进行读取，均衡效率高，还能够同时对多组锂电池进行均衡。
[0035]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]本发明提供了一种电压均衡电路，用于锂电池管理芯片，该锂电池管理芯片包括电源引脚VCC、锂电池正极引脚VC(n)、均衡驱动引脚CB(n)、锂电池负极引脚VC(n_l)以及接地引脚GNDA，参见图3所示，图3为本发明提供的一种电压均衡电路的结构示意图；该电路包括:
[0037]启动开关S1的第一端与电流源A1的第一端相连，启动开关S1的第二端通过第一电阻R1与第一 NM0S管丽1的源极相连；
[0038]电流源A1的第二端通过接地引脚GNDA接地；
[0039]第一 NM0S管丽1的漏极与电源引脚VCC相连，第一 NM0S管丽1的栅极与第二电阻R2的第一端并接于锂电池正极引脚VC(n)，第一 NM0S管丽1的源极与第二电阻R2的第二端相连；其中，锂电池正极引脚VC(n)通过第一滤波电阻RF1与锂电池的正极相连；
[0040]其中，这里的第一 NM0S管丽1以及第二 NM0S管丽2的开启电压一般均为0.75V。当然，本发明对开启电压的具体数值不做特别限定。
[0041]第一 PM0S管MP1的源极与锂电池正极引脚VC (η)相连，第一 PM0S管ΜΡ1的栅极与第三NM0S管丽3的栅极并接于启动开关S1的第二端，第一 PM0S管ΜΡ1的漏极与第三NM0S管ΜΝ3的漏极并接于第二 NM0S管ΜΝ2的栅极；
[0042]第二 NM0S管丽2的漏极与电源引脚VCC相连，第二 NM0S管丽2的源极与均衡驱动引脚CB(n)相连;
[0043]其中，均衡驱动引脚CB(n)通过外部电阻Rb与外部均衡开关相连；
[0044]作为优选地，这里的外部均衡开关可以为NM0S管或者NPN型三极管。
[0045]其中，这里的三极管为2N3904这样的NPN型双极器件。当然，工作人员可以根据实际情况决定采用的外部均衡开关的类型，本发明对此并不限定。当外部均衡开关采用PM0S管或者2N3906这样的PNP型双极器件时，电路参见图4所示，图4为本发明提供的另一种电压均衡电路的结构示意图，图4是在图3的基础上增加了一级倒相器(MP3&MN4)，MN2与MP2的电路进行简单的调整。
[0046]可以理解的是，由于三极管这样的双极器件的ESD性能优于NM0S管，当外部均衡开关采用NM0S管的时候，NM0S管容易在受到ESD干扰的情况下损坏；且三极管的成本低。当然，本发明对具体采用的外部均衡开关的类型并不做限定，工作人员可以根据实际情况自行决定。
[0047]第三NM0S管丽3的源极与第二 PM0S管MP2的栅极并接于锂电池负极引脚VC(n-l);其中，锂电池负极引脚VC(n-l)通过第二滤波电阻RF2与锂电池的负极相连；
[0048]第二 PM0S管MP2的漏极与接地引脚GNDA相连，第二 PM0S管MP2的源极与第三电阻R3的第一端并接后通过第四电阻R4与均衡驱动引脚CB (η)相连，第二 PM0S管ΜΡ2的栅极与第三电阻R3的第二端相连；
[0049]另外，这里的第二 PM0S管ΜΡ2的开启电压一般为0.75V。当然，本发明对开启电压的具体数值不做特别限定。
[0050]此外，本发明