用于电池保护系统的平衡装置及电池保护系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开的用于电池保护系统的平衡装置中，当开关单元包括三极管时，控制模块的输出控制端与平衡芯片的输出控制端断开连接，处理模块的输出控制端连接平衡芯片的输出控制端，处理模块根据输入的控制信号通过开关单元的控制端控制三极管的导通及关断，接地端连接处理模块的输出控制端。当开关单元包括MOS管时，控制模块的输出控制端连接平衡芯片的输出控制端，控制模块根据输入的控制信号通过开关单元的控制端控制MOS管的导通及关断。上述平衡装置，当开关单元包括三极管时，流入平衡芯片的电流会流向地端，这使得平衡装置能在分时采样及实时采样下工作，且平衡装置适用于驱动MOS管类型及驱动三极管类型的平衡方式。本发明还公开一种电池保护系统。
【专利说明】
用于电池保护系统的平衡装置及电池保护系统
技术领域
[0001]本发明涉及电池保护技术领域，特别涉及一种用于电池保护系统的平衡装置及一种电池保护系统。
【背景技术】
[0002]在多节电池保护领域中，为了延长电池组的使用寿命，提高电池容量的利用率，往往会在电池保护系统中加入平衡装置，使整个电池组各节电芯在充放电过程中容量尽量平衡一致。目前实现平衡的其中一种方式的原理是将高电压电池通过放电回路放电，把多余的电量以热能的形式损耗掉，实现各节电池的平衡，实现方法相对简单。
[0003]目前，这种平衡方式从放电控制回路可分为驱动MOS管类型和驱动三极管类型。驱动MOS管类型的平衡装置的优点是:平衡启动时为电压驱动，无需驱动电流，因此对芯片采样无影响，并同时适用于实时采样与分时采样，应用范围较广；其缺点是:在整体应用方案中，相对于三极管，MOS管GS较容易被损坏，导致平衡回路失效，甚至损坏电池。
[0004]驱动三极管类型的平衡装置的优点是:相比MOS管来说，稳定好，不容易损坏；其缺点是:当平衡装置工作时，会有电流流入芯片，经过采样电阻后导致芯片采样不准确，因此不能作为实时采样使用，仅限于分时采样方案中，即当平衡不开启时进行采样，而平衡开启时不进行采样。而分时采样则导致电池平衡效率大大降低，影响平衡速度。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种用于电池保护系统的平衡装置及一种电池保护系统。
[0006]—种用于电池保护系统的平衡装置，包括平衡芯片及开关单元，该平衡芯片包括控制模块及处理模块，该开关单元包括三极管或MOS管，该处理模块包括接地端；
[0007]该控制模块的输入控制端及该处理模块的输入控制端均连接该平衡芯片的输入控制端，该控制模块的第一输出端连接该平衡芯片的第一输出端，该控制模块的第二输出端连接该平衡芯片的第二输出端，该平衡芯片的第一输出端及第二输出端用于分别连接受保护电池的两个极；
[0008]该平衡芯片的输出控制端连接该开关单元的控制端，该开关单元的第一端连接该平衡芯片的第一输出端，该开关单元的第二端连接该平衡芯片的第二输出端；
[0009]当该开关单兀包括该三极管时，该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端断开连接，该处理模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该处理模块根据输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该三极管的导通及关断，该接地端连接该处理模块的输出控制端；
[0010]当该开关单元包括该MOS管时，该控制模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该控制模块根据该输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该MOS管的导通及关断。
[0011]上述平衡装置，当开关单元包括三极管时，经平衡芯片的输出控制端流入平衡芯片的电流会通过处理模块的输出控制端及接地端流向地端，这使得平衡装置在能够用于分时采样的情况下，也能适用于实时采样，因而提高了电池平衡效率，保证了平衡速度。进一步地，上述平衡装置适用于驱动MOS管类型及驱动三极管类型的平衡方式，应用范围更广。
[0012]在一个实施方式中，该平衡芯片包括第一连接件与第二连接件；
[0013]该第一连接件位于该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端之间，该第二连接件位于该处理模块的选择端与该接地端之间；
[0014]当该开关单元包括该三极管时，该第一连接件断开该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端的连接，该第二连接件断开该选择端与该接地端的连接；
[0015]当该开关单元包括该MOS管时，该第一连接件连接该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端，该第二连接件连接该选择端与该接地端。
[0016]在一个实施方式中，该控制模块包括MOS管Ml及MOS管M2，MOS管Ml的栅端与MOS管M2的栅端均连接该控制模块的输入控制端，MOS管Ml的漏端与MOS管M2的漏端均连接该控制模块的输出控制端，MOS管Ml的源端连接该控制模块的第一输出端，MOS管M2的源端连接该控制模块的第二输出端。
[0017]在一个实施方式中，该处理模块包括MOS管M3、M4、M5、M6及恒流源Idd ；
[0018]MOS管M3的栅端连接该处理模块的输入控制端，MOS管M3的漏端连接该处理模块的输出控制端，MOS管M3的源端连接MOS管M4的漏端；
[0019]MOS管M4的栅端连接该选择端，MOS管M4的源端连接该接地端；
[0020]MOS管M5的漏端连接该选择端，MOS管M5的源端与MOS管M6的源端均连接该处理模块的电源端，MOS管M5的栅端与MOS管M6的栅端均连接恒流源Idd的一端，MOS管M6的漏端连接恒流源Idd的一端；
[0021]恒流源Idd的另一端连接该接地端。
[0022]在一个实施方式中，该平衡装置还包括电阻Ra、R2及R3，该开关单元包括MOS管MB,该平衡芯片的第一输出端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接MOS管MB的漏端；
[0023]该平衡芯片的输出控制端连接MOS管MB的栅端，MOS管MB的源端连接电阻Ra的一端，电阻Ra的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接该平衡芯片的第二输出端。
[0024]在一个实施方式中，该平衡装置还包括电阻Ra、R2、R3及Rb，该开关单元包括三极管QB，该平衡芯片的第一输出端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管QB的发射极；
[0025]该平衡芯片的输出控制端经电阻Rb连接三极管QB的基极，三极管QB的集电极连接电阻Ra的一端，电阻Ra的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接该平衡芯片的第二输出端。
[0026]在一个实施方式中，该平衡装置还包括输出模块，该控制模块的输出控制端连接该输出模块的第一输入端，该处理模块的输出控制端连接该输出模块的第二输入端，该输出模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端。
[0027]一种电池保护系统，包括多个平衡装置及多个电池。每个平衡装置包括平衡芯片及开关单元，该平衡芯片包括控制模块及处理模块，该开关单元包括三极管或MOS管，该处理丰旲块包括接地端；
[0028]该控制模块的输入控制端及该处理模块的输入控制端均连接该平衡芯片的输入控制端，该控制模块的第一输出端连接该平衡芯片的第一输出端，该控制模块的第二输出端连接该平衡芯片的第二输出端，该平衡芯片的第一输出端及第二输出端用于分别连接至少一个电池的两个极；
[0029]该平衡芯片的输出控制端连接该开关单元的控制端，该开关单元的第一端连接该平衡芯片的第一输出端，该开关单元的第二端连接该平衡芯片的第二输出端；
[0030]当该开关单兀包括该三极管时，该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端断开连接，该处理模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该处理模块根据输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该三极管的导通及关断，该接地端连接该处理模块的输出控制端；
[0031]当该开关单元包括该MOS管时，该控制模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该控制模块根据该输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该MOS管的导通及关断。
[0032]在一个实施方式中，该平衡芯片包括第一连接件与第二连接件；
[0033]该第一连接件位于该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端之间，该第二连接件位于该处理模块的选择端与该接地端之间；
[0034]当该开关单元包括该三极管时，该第一连接件断开该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端的连接，该第二连接件断开该选择端与该接地端的连接；
[0035]当该开关单元包括该MOS管时，该第一连接件连接该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端，该第二连接件连接该选择端与该接地端。
[0036]—种用于电池保护系统的平衡装置，包括平衡芯片及开关单元，该平衡芯片包括控制模块及处理模块，该开关单元包括三极管，该处理模块包括接地端；
[0037]该控制模块的输入控制端及该处理模块的输入控制端均连接该平衡芯片的输入控制端，该控制模块的第一输出端连接该平衡芯片的第一输出端，该控制模块的第二输出端连接该平衡芯片的第二输出端，该平衡芯片的第一输出端及第二输出端用于分别连接受保护电池的两个极；
[0038]该三极管的基极及发射极均连接该平衡芯片的第一输出端，该三极管的集电极连接该平衡芯片的第二输出端；
[0039]该处理模块的输出控制端连接该平衡芯片的第一输出端，该处理模块根据输入的控制信号控制该三极管的导通及关断，该接地端连接该处理模块的输出控制端。
[0040]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0041]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0042]图1是本发明较佳实施方式的用于电池保护系统的平衡装置的模块示意图；
[0043]图2是本发明较佳实施方式的用于电池保护系统的平衡装置的电路示意图；
[0044]图3是本发明较佳实施方式的用于电池保护系统的平衡装置的另一电路示意图；
[0045]图4是本发明较佳实施方式的用于电池保护系统的平衡装置的又一电路示意图；
[0046]图5是本发明较佳实施方式的用于电池保护系统的平衡装置的另一模块示意图；及
[0047]图6是本发明较佳实施方式的电池保护系统的电路示意图。
【具体实施方式】
[0048]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0049]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0050]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0052]请参阅图1，本发明较佳实施方式的用于电池保护系统的平衡装置100包括平衡芯片102及开关单元104。在本实施方式中，该平衡装置100具有独立的平衡控制端子BALX0
[0053]该平衡芯片102包括控制模块51及处理模块52，该开关单元104包括三极管或MOS管，该处理模块52包括接地端GND及电源端POWER，该电源端POWER用于连接平衡芯片的内部电源。
[0054]该控制模块51的输入控制端Al及该处理模块52的输入控制端Cl均连接该平衡芯片102的输入控制端106，该控制模块51的第一输出端A2连接该平衡芯片102的第一输出端VI，该控制模块51的第二输出端A3连接该平衡芯片102的第二输出端V2，该平衡芯片102的第一输出端Vl及第二输出端V2用于分别连接受保护电池BX的两个极V(X+1)、VX，例如极V(X+1)为电池的正极，VX为电池的负极。
[0055]该平衡芯片102的输出控制端BALX连接该开关单元104的控制端D，该开关单元104的第一端El连接该平衡芯片102的第一输出端VI，该开关单元104的第二端E2连接该平衡芯片102的第二输出端V2。
[0056]当该开关单元104包括三极管时(即该平衡装置100为驱动三极管类型的平衡装置)，该控制模块51的输出控制端A4与该平衡芯片102的输出控制端BALX断开连接，该处理模块52的输出控制端C2连接该平衡芯片102的输出控制端BALX，该处理模块52根据该输入的控制信号CTX_N通过该开关单元104的控制端D控制该三极管的导通及关断，该接地端GND连接该处理模块52的输出控制端C2。输入的控制信号CTX_N例如是经过放大器放大后的控制信号。
[0057]当该开关单元104包括MOS管时(即该平衡装置100为驱动MOS管类型的平衡装置)，该控制模块51的输出控制端A4连接该平衡芯片102的输出控制端BALX，该控制模块51根据输入的控制信号CTX_N通过该开关单元104的控制端D控制该MOS管的导通及关断。
[0058]具体地，该平衡芯片102包括第一连接件Fl与第二连接件F2。该第一连接件Fl位于该控制模块51的输出控制端A4与该平衡芯片102的输出控制端BALX之间，该第二连接件F2位于该处理模块52的选择端C3与该接地端GND之间。
[0059]以下分别就开关单元104包括三极管时的第一情况及开关单元104包括MOS管的第二情况分别说明。
[0060]开关单元104包括三极管QB时的第一情况:
[0061]请结合图2，在这种情况下，该第一连接件Fl断开该控制模块51的输出控制端A4与该平衡芯片102的输出控制端BALX的连接，该第二连接件F2断开该选择端C3与该接地端GND的连接。例如，在一个实施方式中，第一连接件Fl为第一熔丝，第二连接件F2为第二熔丝。断开连接时，第一熔丝Fl及第二熔丝F2均修断。此时，控制模块51的输出控制端A4与平衡芯片102的输出控制端BALX无关联，平衡芯片102的输出控制端BALX输出由处理模块52的输出结果控制。
[0062]可以理解，在其它实施方式中，平衡装置100还可选其它类型的连接件，只要能够实现该控制模块51的输出控制端A4与该平衡芯片102的输出控制端BALX的连接与断开，及实现该选择端C3与该接地端GND的连接与断开即可。
[0063]具体地，该控制模块51包括MOS管Ml及MOS管M2，MOS管Ml的栅端与MOS管M2的栅端均连接该控制模块51的输入控制端Al，MOS管Ml的漏端与MOS管M2的漏端均连接该控制模块51的输出控制端A4，M0S管Ml的源端连接该控制模块51的第一输出端A2，MOS管M2的源端连接该控制模块51的第二输出端A3。
[0064]该处理模块52包括MOS管M3、M4、M5、M6及恒流源IdcL
[0065]MOS管M3的栅端连接该处理模块52的输入控制端Cl，MOS管M3的漏端连接该处理模块52的输出控制端C2，MOS管M3的源端连接MOS管M4的漏端。
[0066]MOS管M4的栅端连接该选择端C3，MOS管M4的源端连接该接地端GND。
[0067]MOS管M5的漏端连接该选择端C3，MOS管M5的源端与MOS管M6的源端均连接该处理模块52的电源端POWER，MOS管M5的栅端与MOS管M6的栅端均连接恒流源Idd的一端，MOS管M6的漏端连接恒流源Idd的一端。恒流源Idd的另一端连接该接地端GND。
[0068]该平衡装置100还包括电阻Ra、R2、R3及Rb，该开关单元104包括三极管QB，该平衡芯片102的第一输出端Vl连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管QB的发射极。
[0069]该平衡芯片102的输出控制端BALX经电阻Rb连接三极管QB的基极，三极管QB的集电极连接电阻Ra的一端，电阻Ra的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接该平衡芯片102的第二输出端V2。三极管QB的发射极及集电极分别连接受保护电池BX的两个极。
[0070]平衡芯片102的输出控制为三极管类型。工作时，CTX_NS内部平衡初始控制信号，控制模块51为CMOS输出，MOS管Ml为PMOS管，MOS管M2为NMOS管。控制模块51的输出控制端A4与平衡芯片102的输出控制端BALX相连。第一连接件Fl断开。平衡芯片102的输出控制端BALX直接连接MOS管M3的漏端，MOS管M4的漏端与MOS管M3的源端相连，MOS管M4的栅端连接的第二连接件F2断开，MOS管M4仅连接到一个镜像恒流源MOS管M5的漏端，恒流源Idd为产生的恒流源，因此MOS管M4的栅端变为高电平，MOS管M4导通。
[0071]当输入的控制信号CTX_N为低电平(GND)时，控制模块51的输出为高电平V3，但由于第一连接件Fl断开，控制模块51的输出控制端A4与平衡芯片102的输出控制端BALX无连接。第二连接件F2断开，MOS管M4的栅端为高电平，MOS管M4导通。输入的控制信号CTX_N为低电平，MOS管M3关断，MOS管M3输出为高阻态，即平衡芯片102的输出控制端BALX输出为高阻态，则平衡芯片102的外部平衡回路中三极管QB的基极与发射极间无电流流过，三极管QB无法导通，平衡回路不开启。
[0072]当输入的控制信号CTX_N变为高电平V3时，控制模块51的输出为低电平V2，但由于第一连接件Fl断开，控制模块102的输出控制端A4与平衡芯片102的输出控制端BALX无连接。输入的控制信号CTX_N为高电平时控制MOS管M3导通，第二连接件F2断开使得MOS管M4的栅端被镜像恒流源M5上拉至高电平POWER电压，MOS管M4导通。则平衡芯片102的输出控制端BALX控制的三极管QB的基极与发射极间的电流Ibe通过输出控制端BALX、处理模块52的输出控制端C2、MOS管M3、M4后经处理模块52的接地端GND流入地。同时，三极管QB导通，外部平衡回路开启。
[0073]开关单元104包括MOS管MB时的第二情况:
[0074]请结合图3，在这种情况下，平衡装置100的具体电路构成与第一种情况的平衡装置100的具体电路构成基本相同。不同之处在于，该开关单元104包括MOS管MB，平衡装置100省略了电阻Rb。平衡芯片102的输出控制端BALX直接连接MOS管MB的栅端。电阻R3的另一端连接MOS管MB的漏端。MOS管MB的源端连接电阻Ra的一端。
[0075]该第一连接件Fl连接该控制模块51的输出控制端A4与该平衡芯片102的输出控制端BALX，该第二连接件F2连接该选择端C3与该接地端GND。例如，在一个实施方式中，第一连接件Fl为第一熔丝，第二连接件F2为第二熔丝。连接时，第一熔丝Fl及第二熔丝F2均不修断。此时平衡芯片102的输出控制端BALX输出直接由控制模块51驱动，而处理模块52由第二熔丝F2控制，使得处理模块52输出为高阻态，不影响平衡芯片102的输出。
[0076]平衡芯片102的输出控制为MOS管类型。工作时，CTX_N为内部平衡初始控制信号，控制模块51为CMOS输出。MOS管Ml为PMOS管，MOS管M2为NMOS管。控制模块51的输出控制端A4通过第一连接件Fl直接连接平衡芯片102的输出控制端BALX，并直接连接MOS管M3的漏端。MOS管M4的漏端与MOS管M3的源端相连。MOS管M4的栅端通过第二连接件F2连接到接地端GND，MOS管M4的栅端同时也连接到镜像恒流源M5的漏端。恒流源Idd为产生的恒流源。第一连接件Fl和第二连接件F2均不断开，保持连接。所以当输入的控制信号CTX_N为高电平V3时，控制模块51的输出控制端A4到平衡芯片102的输出控制端BALX为低电平V2，第二连接件F2控制MOS管M4的栅端连接到接地端GND，MOS管M4关断。MOS管M3输出高阻态。因此平衡芯片102的输出控制端BALX由控制模块51的输出控制端A4控制输出低电平平衡控制NMOS管MB不开启，平衡回路不开启。
[0077]当输入的控制信号CTX_N变为低电平GND时，控制模块51的输出控制端A4输出到平衡芯片102的输出控制端BALX变为高电平V3，同时，第二连接件F2控制MOS管M4的栅端连接到接地端GND，MOS管M4关断，MOS管M3输出高阻态。平衡芯片102的输出控制端BALX由控制模块51控制输出高电平V3，外部平衡三管NMOS管MB开启，平衡回路开启。
[0078]综上所述，上述平衡装置100，其开关单元104包括三极管QB时，经平衡芯片102的输出控制端BALX流入平衡芯片102的电流Ibe会通过处理模块52的输出控制端C2及接地端GND流向地端，这使得平衡装置100在能够用于分时采样的情况下，也能适用于实时采样，因而提高了电池平衡效率，保证了平衡速度。同时，当开关单元104包括MOS管时，上述平衡装置100也能实现电池的平衡功能。因此，上述平衡装置100同样适用于驱动MOS管类型的平衡方式，应用范围更广。
[0079]请参图4，本发明较佳实施方式提供一种用于电池保护系统的平衡装置200。该平衡装置200与以上实施方式的平衡装置100在开关单元包括三极管的情况下基本相同，其不同之处在于，平衡芯片202省略了独立的平衡控制端子BALX。处理模块52根据输入的控制信号CTX_N控制该三极管QC的导通及关断。
[0080]具体地，开关单元的三极管QC的基极及发射极均连接该平衡芯片202的第一输出端VI，该三极管QC的集电极连接该平衡芯片202的第二输出端V2。
[0081]处理模块52的输出控制端C2连接平衡芯片202的第一输出端VI。
[0082]工作时，当输入的控制信号CTX_N变为高电平V3时，控制模块51的输出为低电平V2，但由于第一连接件Fl断开，控制模块51的输出控制端A4与平衡芯片202的第一输出端Vl无连接。输入的控制信号CTX_N为高电平时，控制MOS管M3导通，第二连接件F2断开使得MOS管M4的栅端被镜像恒流源M5上拉至高电平POWER电压，MOS管M4导通。则平衡芯片202的第一输出端Vl控制的三极管QC的基极与发射极间的电流Ibe通过平衡芯片202的第一输出端V1、处理模块52的输出控制端C2、M0S管M3、M4后经处理模块52的接地端GND流入地。同时，三极管QC导通，外部平衡回路开启。
[0083]综上所述，上述平衡装置200，其开关单元包括三极管QC时，经平衡芯片202的第一输出端Vl流入平衡芯片202的电流Ibe会通过处理模块52的输出控制端C2及接地端GND流向地端，这使得平衡装置在能够用于分时采样的情况下，也能适用于实时采样，因而提高了电池平衡效率，保证了平衡速度。
[0084]请参图5，在一个实施方式中，平衡装置300还包括输出模块53，该控制模块51的输出控制端A4连接该输出模块53的第一输入端Gl，该处理模块52的输出控制端C2连接该输出模块53的第二输入端G2，该输出模块53的输出控制端G3连接该平衡芯片的输出控制端BALX。输出模块53为平衡输出模块，可直接连接到控制模块51由控制模块51输出，也可连接到处理模块52由处理模块52输出。同时，还可以连接到多个反相器输出。
[0085]请参图6，本发明较佳实施方式的电池保护系统400包括多个平衡装置402及多个电池404。该多个电池404串联连接。本实施方式中，每个平衡装置402选用的是驱动三极管类型的平衡装置，即每个平衡装置402的开关单元包括三极管Ql、Q2、Q3或Q4。
[0086]在平衡装置402中，平衡芯片406的第一输出端及第二输出端用于分别连接一个电池304的两个极，例如，平衡芯片406的第一输出端连接电池404的正极，平衡芯片306的第二输出端连接电池404的负极。可以理解，在其它实施方式中，平衡芯片的第一输出端也可连接一个电池组的正极，平衡芯片的第二输出端也可连接该电池组的负极，该电池组包括2个或以上的电池串联形成。
[0087]具体地，本实施方式中，平衡装置402的数量与电池404的数量均为4个。输入的控制信号分别为CT1_N、CT2_N、CT3_N及CT4_N。平衡芯片406的输入控制端分别为BALl、BAL2、BAL3及BAL4。可以理解，在其它实施方式中，平衡装置402及电池404的数量为可其它数量，如2个或以上。
[0088]上述电池保护系统400，当开关单元包括三极管时，经平衡芯片的输出控制端流入平衡芯片的电流会通过处理模块的输出控制端及接地端流向地端，这使得电池保护系统在能够用于分时采样的情况下，也能适用于实时采样，因而提高了电池平衡效率，保证了平衡速度。进一步地，上述电池保护系统适用于驱动MOS管类型及驱动三极管类型的平衡方式，应用范围更广。
[0089]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0090]尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种用于电池保护系统的平衡装置，其特征在于，包括平衡芯片及开关单元，该平衡芯片包括控制模块及处理模块，该开关单元包括三极管或MOS管，该处理模块包括接地端； 该控制模块的输入控制端及该处理模块的输入控制端均连接该平衡芯片的输入控制端，该控制模块的第一输出端连接该平衡芯片的第一输出端，该控制模块的第二输出端连接该平衡芯片的第二输出端，该平衡芯片的第一输出端及第二输出端用于分别连接受保护电池的两个极； 该平衡芯片的输出控制端连接该开关单元的控制端，该开关单元的第一端连接该平衡芯片的第一输出端，该开关单元的第二端连接该平衡芯片的第二输出端； 当该开关单元包括该三极管时，该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端断开连接，该处理模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该处理模块根据输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该三极管的导通及关断，该接地端连接该处理模块的输出控制端； 当该开关单元包括该MOS管时，该控制模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该控制模块根据该输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该MOS管的导通及关断。2.如权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，该平衡芯片包括第一连接件与第二连接件； 该第一连接件位于该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端之间，该第二连接件位于该处理模块的选择端与该接地端之间； 当该开关单元包括该三极管时，该第一连接件断开该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端的连接，该第二连接件断开该选择端与该接地端的连接； 当该开关单元包括该MOS管时，该第一连接件连接该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端，该第二连接件连接该选择端与该接地端。3.如权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，该控制模块包括MOS管Ml及MOS管M2，MOS管Ml的栅端与MOS管M2的栅端均连接该控制模块的输入控制端，MOS管Ml的漏端与MOS管M2的漏端均连接该控制模块的输出控制端，MOS管Ml的源端连接该控制模块的第一输出端，MOS管M2的源端连接该控制模块的第二输出端。4.如权利要求2所述的平衡装置，其特征在于，该处理模块包括MOS管M3、M4、M5、M6及恒流源Idd ; MOS管M3的栅端连接该处理模块的输入控制端，MOS管M3的漏端连接该处理模块的输出控制端，MOS管M3的源端连接MOS管M4的漏端； MOS管M4的栅端连接该选择端，MOS管M4的源端连接该接地端； MOS管M5的漏端连接该选择端，MOS管M5的源端与MOS管M6的源端均连接该处理模块的电源端，MOS管M5的栅端与MOS管M6的栅端均连接恒流源Idd的一端，MOS管M6的漏端连接恒流源Idd的一端； 恒流源Idd的另一端连接该接地端。5.如权利要求3所述的平衡装置，其特征在于，该平衡装置还包括电阻Ra、R2及R3，该开关单元包括MOS管MB，该平衡芯片的第一输出端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接MOS管MB的漏端； 该平衡芯片的输出控制端连接MOS管MB的栅端，MOS管MB的源端连接电阻Ra的一端，电阻Ra的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接该平衡芯片的第二输出端。6.如权利要求3所述的平衡装置，其特征在于，该平衡装置还包括电阻Ra、R2、R3及Rb，该开关单元包括三极管QB，该平衡芯片的第一输出端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管QB的发射极； 该平衡芯片的输出控制端经电阻Rb连接三极管QB的基极，三极管QB的集电极连接电阻Ra的一端，电阻Ra的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接该平衡芯片的第二输出端。7.如权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，该平衡装置还包括输出模块，该控制模块的输出控制端连接该输出模块的第一输入端，该处理模块的输出控制端连接该输出模块的第二输入端，该输出模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端。8.—种电池保护系统，包括多个平衡装置及多个电池，其特征在于，每个平衡装置包括平衡芯片及开关单元，该平衡芯片包括控制模块及处理模块，该开关单元包括三极管或MOS管，该处理模块包括接地端； 该控制模块的输入控制端及该处理模块的输入控制端均连接该平衡芯片的输入控制端，该控制模块的第一输出端连接该平衡芯片的第一输出端，该控制模块的第二输出端连接该平衡芯片的第二输出端，该平衡芯片的第一输出端及第二输出端用于分别连接至少一个电池的两个极； 该平衡芯片的输出控制端连接该开关单元的控制端，该开关单元的第一端连接该平衡芯片的第一输出端，该开关单元的第二端连接该平衡芯片的第二输出端； 当该开关单元包括该三极管时，该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端断开连接，该处理模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该处理模块根据输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该三极管的导通及关断，该接地端连接该处理模块的输出控制端； 当该开关单元包括该MOS管时，该控制模块的输出控制端连接该平衡芯片的输出控制端，该控制模块根据该输入的控制信号通过该开关单元的控制端控制该MOS管的导通及关断。9.如权利要求8所述的电池保护系统，其特征在于，该平衡芯片包括第一连接件与第二连接件； 该第一连接件位于该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端之间，该第二连接件位于该处理模块的选择端与该接地端之间； 当该开关单元包括该三极管时，该第一连接件断开该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端的连接，该第二连接件断开该选择端与该接地端的连接； 当该开关单元包括该MOS管时，该第一连接件连接该控制模块的输出控制端与该平衡芯片的输出控制端，该第二连接件连接该选择端与该接地端。10.一种用于电池保护系统的平衡装置，其特征在于，包括平衡芯片及开关单元，该平衡芯片包括控制模块及处理模块，该开关单元包括三极管，该处理模块包括接地端； 该控制模块的输入控制端及该处理模块的输入控制端均连接该平衡芯片的输入控制端，该控制模块的第一输出端连接该平衡芯片的第一输出端，该控制模块的第二输出端连接该平衡芯片的第二输出端，该平衡芯片的第一输出端及第二输出端用于分别连接受保护电池的两个极； 该三极管的基极及发射极均连接该平衡芯片的第一输出端，该三极管的集电极连接该平衡芯片的第二输出端； 该处理模块的输出控制端连接该平衡芯片的第一输出端，该处理模块根据输入的控制信号控制该三极管的导通及关断，该接地端连接该处理模块的输出控制端。
【文档编号】H02J7/00GK105826958SQ201510011349
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月9日
【发明人】王小平, 刘庭元, 白青刚
【申请人】比亚迪股份有限公司