专利名称：用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置和方法
技术领域：
本发明提出一种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置和方法，属储能器电 压均衡装置及方法，尤其是诸如串联连接的超级电容器、蓄电池进行电压均衡的装置和方法。
背景技术：
超级电容器也被称为双电层电容器或者电化学电容器，其具有优良的脉冲充放电性能和 大容量储能性能，因其存储的能量大、质量轻、可多次充放电，在电动汽车电源系统、电力 机车再生制动系统等应用中受到科学研究人员的广泛关注。超级电容器单体电压低，实际应 用中需要将多个超级电容器串联组合使用。由于材料和制造水平的限制，超级电容器的参数 有一定的分散性，在充放电过程中导致电容器的工作电压不平衡，严重影响了系统的安全性、 使用寿命和稳定性。因此，串联超级电容器组应用时应采取电压均衡措施。近年来许多学者 都对串联储能器的电压均衡方法进行了深入的研究，目前已有的电压均衡方法可以分为两大 类 一类是能量消耗的方法，诸如并联电阻法、稳压管法和开关电阻法；另一类是能量转移 的方法，如飞渡电容法、DC/DC变换器法。能量消耗型均压电路虽然电路结构简单、成本低 廉，但是造成能量浪费、发热严重。能量转移型均压电路均压速度快、在电压均衡的过程中 只消耗很少的能量，逐渐成为研究的热点。下面列举两个具有代表性的能量转移型均压方案。
图1所示为一种用于电动或者混合动力汽车由充电电源、均衡电源组成的电压均衡装置。 其中充电电源为非车载式电源，可以输出大电流对串联的超级电容器组进行充电以满足充电 快速性的要求；均衡电源为车载式电源，它以整组超级电容器为输入，通过投切网络在组内 的各单体之间切换，对单体进行充电。在用充电电源充电的同时，实时检测组内各超级电容 单体的电压，当发现某一单体的电压比其他单体低且差值超过一定范围，就把均衡电源切换 到该单体上，对其进行补充充电，该单体的充电电流增大，电压得以提高。均衡电源实质上 是不断把整组超级电容器发出的能量补充给组中电压最低的单体，从而促进组内各单体的能 量均衡。
上述电压均衡装置的不足之处在于，该装置工作时必须实时监控各单体的电压，控制切 换网络把均衡电源投切至相应单体上。当储能器的单体个数增加时，监控电路和切换网络的 规模也随之增加，导致整个装置的体积增大、成本增加、可靠性降低。
图2所示为中华人民共和国发明专利申请公开号第CN1977439A号中所述之一种对具有
DC/DC变换器的储能器的串联连接单体进行电荷补偿的电压均衡装置。当第一开关(16)闭合 时，该装置通过第一变换器(DC/DC变换器)(10)自蓄电池产生直流电压，该直流电压通过第 二变换器(DC/AC变换器)(ll)被逆变，经逆变的交流电压通过耦合变压器(12)传递至整流器 (13)，该整流器(13)将交流电压整流成直流电压并且将交流电流转换为直流电流，借此向端 电压最低的储能器单体充电。当第二开关(17)闭合时，该装置通过第一变换器(DC/DC变换 器)(IO)自串联超级电容器组(14)产生直流电压，该直流电压通过第二变换器(DC/AC变换 器)(ll)被逆变，经逆变的交流电压通过耦合变压器(12)传递至整流器(13)，该整流器(13) 将交流电压整流成直流电压并且将交流电流转换为直流电流，借此向端电压最低的超级电容 器充电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更为简单、快速、高效的电压均衡装置，借助该装置可以对 串联连接的储能器单体进行电压均衡。
本发明的目的也在于提供一种用于对储能器单体进行电压均衡的方法，借助该方法可以 使该装置实现对串联连接储能器单体电压的自动、民主均衡。
一种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置，包括一个DC/AC变换器、 一个 限流电感、N个均压支路，其特征在于，所述DC/AC变换器由第一分压电容、第二分压电容 和第一开关管、第二开关管组成，第一分压电容和第二分压电容串联连接后的串联支路与第 一开关管和第二开关管串联连接后的串联支路相并联组成半桥变换器；该半桥变换器的一端 连于由N个储能电容串联组成的储能器的一端，该半桥变换器的另一端连于上述储能器的另 一端且接"地"；所述N个均压支路的每一个均压支路，由一个变压器和一个AC/DC整流器组 成，AC/DC整流器由第一整流二极管和第二整流二极管串联连接后的串联支路与第三整流二 极管和第四整流二极管串联连接后的串联支路相并联组成，第一整流二极管和第二整流二极 管的串联点与变压器副边绕组的同名端相连，第三整流二极管和第四整流二极管的串联点与 变压器副边绕组的异名端相连，AC/DC整流器的正输出端与对应的一个储能电容的正极相连， AC/DC整流器的负输出端与对应的一个储能电容的负极相连；第一开关管和第二开关管的串 联连接点引线连接限流电感的正端，限流电感的负端连接每个均压支路的变压器原边绕组同 名端，第一分压电容和第二分压电容的串联连接点引线连接每个均压支路的变压器原边绕组 异名端；第一体二极管并联在第一开关管两端，第二体二极管并联在第二开关管两端；所述 的"N"为自然数。
一种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置，其特征在于，包括一个DC/AC 变换器和N个均压支路，所述DC/AC变换器由第一分压电容、第二分压电容和第一开关管、 第二开关管组成，第一分压电容和第二分压电容串联连接后的串联支路与第一开关管和第二 开关管串联连接后的串联支路相并联组成半桥变换器；该半桥变换器的一端连于由N个储能 电容串联组成的储能器的一端，该半桥变换器的另一端连于上述储能器的另一端旦接"地"； 所述N个均压支路的每个均压支路，包括一个漏感、 一个变压器和一个AC/DC整流器，漏感 的正端连于第一开关管与第二开关管的串联连接点，漏感的负端连于变压器原边绕组的同名 端，变压器原边绕组异名端连于第一分压电容与第二分压电容的串联连接点;AC/DC整流器 由第一整流二极管和第二整流二极管串联连接后的串联支路与第三整流二极管和第四整流二 极管串联连接后的串联支路相并联组成，第一整流二极管和第二整流二极管的串联点与变压 器副边绕组的同名端相连，第三整流二极管和第四整流二极管的串联点与变压器副边绕组的 异名端相连，AC/DC整流器的正输出端与对应的一个储能电容的正极相连，AC/DC整流器的负 输出端与对应的一个储能电容的负极相连；第一体二极管并联在第一开关管两端，第二体二 极管并联在第二开关管两端；所述的"N"为自然数。
一种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置的方法，其特征在于，电压均衡 装置先给端电压最低的一个储能器单元充电，直到其端电压上升至端电压第二低的储能器单 元的端电压，然后电压均衡装置给这两个储能器单元同时充电，直到两者的端电压上升至端 电压第三低的储能器单元的端电压，然后电压均衡装置给这三个储能器单元同时充电，以此 类推，直到所有储能器单元的端电压相等。
一种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置的另一种方法，其特征在于，电 压均衡装置给端电压低于均压支路变压器副边电压大小的一个或者多个储能器单元充电，直 到所有储能器单元的端电压都达到储能器总的端电压的N分之一，实现储能器单元的端电压 均衡，N为自然数。
图1为一种已知的能量转移型电压均衡电路的示意图2为另一种已知的能量转移型电压均衡电路的示意图3为本发明的电压均衡装置的原理方框图4为本发明的电压均衡装置的一个实施例的电路原理示意图5为本发明的电压均衡装置的另一个实施例的电路原理示意图6为本发明的电压均衡的装置的工作模态图。 五具体实施例方式
图3所示为根据本发明用于对串联连接的储能器进行电压均衡的装置的原理方框图。该 电压均衡装置包括一个DC/AC变换器31和多个均压支路32，均压支路32的个数与储能器单 元的个数相等。储能器的端电压在DC/AC变换器31中逆变，并将经逆变的交流电压通过多个 变压器传递至AC/DC整流器，该AC/DC整流器将交流电压转换为直流电压并施加至各储能器 单元，借此从所述储能器中吸取能量并将其传递至端电压较低的储能器单元。
图4所示为根据本发明用于对串联连接的储能器进行电压均衡的装置的一个实施例。该 装置包括 一个DC/AC变换器31，由第一分压电容Ca、第二分压电容Cb和第一开关管Sa、第 二开关管Sb构成； 一个限流电感L33;及N个均压支路32，每一个均压支路E,(Fl，2,…，N) 由一个变压器T,和一个具有第一整流二极管D吣第二整流二极管Dxb、第三整流二极管D^ 第四整流二极管Dw的AC/DC整流器构成。第一体二极管a、第二体二极管Db分别为第一开关 管Sa、第二开关管Sb的体二极管。储能器由N个储能器单元C, (Fl,2,…,N)串联连接构成， N为自然数。
第一分压电容Ca和第二分压电容Cb串联连接后的串联支路与第一开关管Sa和第二开关管
Sb串联连接后的串联支路相并联组成半桥变换器，该并联电路的一端与储能器的一端连接，
该并联电路的另一端与储能器的另一端连接并且接地。自第一开关管Sa和第二开关管Sh的连
接点引线并连接至限流电感L的一端。限流电感L的另一端连接至每一个均压支路E,的变压 器Tx原边的一端。自第一分压电容a和第二分压电容Cb的连接点引线并连接至每一个均压支 路E,的变压器Tz原边的另一端。第一整流二极管Dw和第二整流二极管Dxb串联连接后的串联 支路与第三整流二极管Dx。和第四整流二极管D^串联连接后的串联支路相并联组成AC/DC整 流器，该并联电路的一端与对应储能器单元"的一端连接，该并联电路的另一端与对应储能 器单元(；的另一端连接。自第一整流二极管k和第二整流二极管Dxb的连接点引线并连接至 对应均压支路E,的变压器"L副边的一端，自第三整流二极管D，。和第四整流二极管Dw的连接 点引线并连接至对应均压支路E，的变压器T,副边的另一端。第一体二极管Da并联在第一开关 管Sa两端，第二体二极管I^并联在第二开关管Sb两端。上述符号的下标Fl,2，…,N， N为自 然数。
半桥变换器的第一开关管Sa、第二开关管Sb以例如100kHz的频率、接近50%的固定占 空比(一个完整工作周期的一半)开关。所有变压器的变比均为K=n1: n2。
为了便于描述电压均衡装置的工作过程，假定储能器总的端电压为仏皿r，各储能器单元电
压为Ucx(x4，2,…，N， N为自然数)，DC/AC变换器的输出电压为Ucd，所有均压支路的变压器 原边电压为化，限流电感两端的电压为Ut，流过限流电感的电流为iL。
DC/AC变换器将储能器总的端电压逆变成交流电压该交流电压通过均压支路的变压 器传递至整流器的输入端，由于变压器的变比均为K，所以传递至整流器输入端的电压大小 相等，此时端电压^最低的储能器单元Cx对应的整流器工作，将交流电压整流成直流电压 并且将交流电流转换为直流电流，借此向端电压^最低的储能器单元Cx充电。同时，该整 流器二极管的导通将所有均压支路变压器的原边电压^箝位于较低值，使其它储能器单元没 有电流流入或者仅流入极小的电流(视其他储能器单元的端电压而定)。
如上文所述，电压均衡装置给端电压&最低的储能器单元Cx充电，直到其端电压&上 升至端电压第二低的储能器单元的，电压，然后电压均衡装置给这两个储能器单元同时充电， 直到两者的端电压上升至端电压第三低的储能器单元的端电压，然后电压均衡装置给这三个 储能器单元同时充电等等，直到所有储能器单元的端电压相等。
在该实施例的均压支路中，漏感较小的变压器和导通压降较小的二极管组成的整流器对 于本发明的电压均衡装置是极其有利的。
此外，在该实施例中应选取适当的均压支路变压器变比K，使变压器副边输出电压的大 小稍高于储能器总的端电压的N分之一，N为自然数。
在该实施例中，还应选取合适的限流电感的电感值L，使本发明的电压均衡装置具有需 要的均压速度。
图5所示为根据本发明用于对串联连接的储能器进行电压均衡的装置的另一个实施例。 该装置包括 一个DC/AC变换器31，其由第一分压电容Ca、第二分压电容Cb和第一开关管Sa、 第二开关管Sb构成；及N个均压支路42,每一个均压支路E'由一个变压器T,和一个具有第一 整流二极管D,a、第二整流二极管Dxb、第三整流二极管D,e、第四整流二极管Dxd的AC/DC整流 器构成。第一体二极管Da、第二体二极管Db分别为第一开关管S"第二开关管Sb的体二极管； 电感Ln为变压器L的漏感。储能器由N个储能器单元Ci串联连接构成。上述符号中的下标x 均为1,2,…，N， N为自然数。
第一分压电容Ca和第二分压电容Cb串联连接后的串联支路与第一开关管Sa和第二开关管
sb串联连接后的串联支路相并联组成半桥变换器，该并联电路的一端与储能器的一端连接，
该并联电路的另一端与储能器的另一端连接并且接地b自第一分压电容Ca和第二分压电容Cb
的连接点弓I线并连接至每一个均压支路Ex的变压器原边的一端。自第一开关管Sa和第二开 关管Sb的连接点引线并连接至每一个均压支路E,的变压器L原边的另一端。第一整流二极管 Dm和第二整流二板管D,b串联连接后的串联支路与第三整流二极管Dw和第四整流二极管Dxd串
联连接后的串联支路相并联组成ac/dc整流器，该并联电路的一端与对应储能器单元c;的一
端连接，该并联电路的另一端与对应储能器单元C,的另一端连接。自第一整流二极管D^和第 二整流二极管^的连接点引线并连接至对应均压支路E,的变压器T,副边的一端，自第三整流 二极管d,。和第四整流二极管^的连接点引线并连接至对应均压支路E，的变压器l副边的另 一端。第一体二极管Da并联在第一开关管Sa两端，第二体二极管Db并联在第二开关管Sb两端。 变压器T,的漏感串联在变压器L的原边。上述符号中的下标x均为1， 2,…,N，N为自然数。
半桥变换器的第一开关管Sa、第二开关管Sb以例如100 kHz的频率、接近50%的固定占 空比(一个完整工作周期的一半)开关。所有变压器的变比均为K-nn2。
为了便于描述电压均衡装置的工作过程，假定储能器总的端电压为各储能器单元电 压为& (x=l,2，…，N)， DC/AC变换器的输出电压为《 ，即均压支路变压器的原边电压为w朋。
DC/AC变换器将储能器总的端电压逆变成交流电压该交流电压通过均压支路的变压 器传递至整流器的输入端，此时端电压^低于变压器副边电压大小的一个或者多个储能器单 元Cx对应的整流器工作，将交流电压整流成直流电压并且将交流电流转换为直流电流，借此 向端电压^低于变压器副边电压大小的一个或者多个储能器单元Cx充电，直到所有储能器 单元的端电压都达到储能器总的端电压的N分之一，实现储能器单元的电压均衡。
在该实施例的均压支路中，要求变压器具有一定的漏感，漏感的大小决定着均压的速度， 并且限制了流过功率管的电流。 一般情况下，要求各变压器的漏感相等或者近似相等。因此 具有一定漏感的变压器和导通压降较小的二极管组成的整流器对于本发明的电压均衡装置是 极其有利的。
此外，在该实施例中应选取适当的均压支路变压器变比K，使变压器副边输出电压的大 小稍高于储能器总的端电压的N分之一。
图6所示为根据本发明用于对串联连接的储能器进行电压均衡的装置的工作模态图。下 面参考图6分别对图4和图5所示电压均衡装置的工作模态进行分析。
图4所示的电压均衡装置的工作模态如下
第一开关管Sa导通，"站为正值，电压化为正值，电流厶从零上升，电流经开关管Sa、限 流电感L、变压器T,的原边以及第二分压电容Cb流动，均压支路的变压器原边电压ite为正值，
因此对应的均压支路整流器的第一整流二极管Dw和第四整流二极管D^导通，变压器副边电 流经第一整流二极管D,a、储能器单元C,以及第四整流二极管Dw流动，借此向储能器单元C, 充电。
第一开关管Sa关断时，第二体二极管IX导通，w必为负值，电压边为负值，电流A下降， 电流经变压器T,的原边、第二分压电容Cb以及第二体二极管Db续流，对应整流器的第一整流 二极管D^和第四整流二极管D^继续导通，变压器副边电流继续向储能器单元Cx充电。最终， 限流电感电流人下降至零，第二体二极管Db关断，第一整流二极管D,a和第四整流二极管D，d
关断o
限流电感的电流力下降到零之前，第二体二极管Db处于导通状态，第二开关管Sb两端的 电压被箝位于零，在此期间触发第二开关管Sb导通可以实现零电压导通。第一整流二极管D^ 和第四整流二极管D^在导通及关断时变压器副边电流均为零，因此实现了零电流导通以及零 电流关断。
第二开关管Sb导通，^为负值，电压仏为负值，电流厶反向上升，电流经第一分压电容 Ca、变压器L的原边、限流电感L以及开关管Sb流动，均压支路的变压器原边电压i^为负值， 因此对应的均压支路整流器的第二整流二极管D，b和第三整流二极管"。导通，变压器副边电
流经第三整流二极管dx。、储能器单元c;以及第二整流二极管D^流动，借此向储能器单元c;充电。
第二开关管Sb关断时，第一体二极管Da导通，^为正值，电压仏为正值，电流力从负的 最大值下降，电流经第一体二极管Da、第一分压电容Ca以及变压器T,的原边续流，对应整流 器的第二整流二极管D^和第三整流二极管D,。继续导通，变压器副边电流继续向储能器单元 C,充电。最终，限流电感电流^下降至零，第一体二极管Da关断，第二整流二极管^和第三 整流二极管D^关断。
限流电感的电流厶下降到零之前，第一体二极管Db处于导通状态，第一开关管Sa两端的 电压被箝位于零，在此期间触发第一开关管Sa导通可以实现零电压导通。第二整流二极管D，b
和第三整流二极管D,。在导通及关断时变压器副边电流均为零，因此实现了零电流导通以及零
电流关断。
图5所示的电压均衡装置的工作模态如下-
第一开关管Sa导通，0 为正值，即每一个均压支路变压器的原边电压为"M，，端电压^
低于变压器副边电压大小的一个或者多个储能器单元Cr对应的均压支路整流器的第一整流
二极管DM和第四整流二极管D,d导通，漏感Lrx两端的电压为正值，变压器原边电流从零上升，
该电流经开关管Sa、漏感L、变压器T，的原边以及第二分压电容Cb流动，变压器副边电流经
第一整流二极管Dw储能器单元Cx以及第四整流二极管ad流动，借此向端电压&低于变压
器副边电压大小的一个或者多个储能器单元6>充电。
第一开关管Sa关断时，第二体二极管Db导通，"朋为负值，漏感Lr，两端的电压为负值， 变压器原边电流下降，端电压^低于变压器副边电压大小的一个或者多个储能器单元6V对
应的均压支路变压器的原边电流经变压器T,的原边、第二分压电容Cb以及第二体二极管Db 续流，其对应整流器的第一整流二极管D^和第四整流二极管D,d继续导通，变压器副边电流
继续向储能器单元c,充电。最终，变压器原边电流下降至零，第二体二极管a关断，同时变
压器副边电流也降为零，第一整流二极管D^和第四整流二极管D^关断。
变压器原边电流下降到零之前，第二体二极管Db处于导通状态，第二开关管Sb两端的电 压被箝位于零，在此期间触发第二开关管Sb导通可以实现零电压导通。第一整流二极管Dxa 和第四整流二极管Dw在导通及关断时变压器副边电流均为零，因此实现了零电流导通以及零 电流关断。
第二开关管Sb导通，i^为负值，即每一个均压支路变压器的原边电压为仏a，，端电压l 低于变压器副边电压大小的一个或者多个储能器单元Cx对应的均压支路整流器的第二整流 二极管^和第三整流二极管D,。导通，漏感Lrx两端的电压为负值，变压器原边电流反向上升， 该电流经第一分压电容C、变压器L的原边、漏感l^以及开关管Sb流动，变压器副边电流经 第三整流二极管D,。、储能器单元Cx以及第二整流二极管Dxb流动，借此向端电压&低于变压 器副边电压大小的一个或者多个储能器单元Cx充电。
第二开关管Sb关断时，第一体二极管Da导通，ite为正值，漏感Lr，两端的电压为正值，
变压器原边电流从负的最大值下降，端电压^低于变压器副边电压大小的一个或者多个储能 器单元Cx对应的均压支路变压器的原边电流经变压器Tx的原边、第二分压电容G以及第二 体二极管a续流，其对应整流器的第二整流二极管D,b和第三整流二极管D!。继续导通，变压 器副边电流继续向储能器单元C,充电。最终，变压器原边电流下降至零，第一体二极管Da关 断，同时变压器副边电流也降为零，第二整流二极管D,b和第三整流二极管Dw关断。
变压器原边电流下降到零之前，第一体二极管Db处于导通状态，第一开关管Sa两端的电 压被箝位于零，在此期间触发第一开关管Sa导通可以实现零电压导通。第二整流二极管 和第三整流二极管l在导通及关断时变压器副边电流均为零，因此实现了零电流导通以及零 电流关断。
权利要求
1.一种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置，包括一个DC/AC变换器(31)、一个限流电感(33)、N个均压支路(32)，其特征在于，所述DC/AC变换器(31)由第一分压电容(Ca)、第二分压电容(Cb)和第一开关管(Sa)、第二开关管(Sb)组成，第一分压电容(Ca)和第二分压电容(Cb)串联连接后的串联支路与第一开关管(Sa)和第二开关管(Sb)串联连接后的串联支路相并联组成半桥变换器；该半桥变换器的一端连于由N个储能电容(CN)串联组成的储能器的一端，该半桥变换器的另一端连于上述储能器的另一端且接“地”；所述N个均压支路(32)的每一个均压支路EN，由一个变压器(TN)和一个AC/DC整流器组成，AC/DC整流器由第一整流二极管(DNa)和第二整流二极管(DNb)串联连接后的串联支路与第三整流二极管(DNc)和第四整流二极管(DNd)串联连接后的串联支路相并联组成，第一整流二极管(DNa)和第二整流二极管(DNb)的串联点与变压器(TN)副边绕组(n2)的同名端相连，第三整流二极管(DNc)和第四整流二极管(DNd)的串联点与变压器(TN)副边绕组(n2)的异名端相连，AC/DC整流器的正输出端与对应的一个储能电容(CN)的正极相连，AC/DC整流器的负输出端与对应的一个储能电容(CN)的负极相连；第一开关管(Sa)和第二开关管(Sb)的串联连接点引线连接限流电感(L)的正端，限流电感(L)的负端连接每个均压支路(EN)的变压器(TN)原边绕组(n1)同名端，第一分压电容(Ca)和第二分压电容(Cb)的串联连接点引线连接每个均压支路(EN)的变压器(TN)原边绕组(n1)异名端；第一体二极管(Da)并联在第一开关管(Sa)两端，第二体二极管(Db)并联在第二开关管(Sb)两端；所述的“N”为自然数。
2. —种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置，其特征在于，包括一个DC/AC 变换器(31)和N个均压支路(42)，所述DC/AC变换器(31)由第一分压电容(Ca)、第二 分压电容(Cb)和第一开关管(Sa)、第二开关管(Sb)组成，第一分压电容(Ca)和第二分压 电容(Cb)串联连接后的串联支路与第一开关管(Sa)和第二开关管(Sb)串联连接后的串联 支路相并联组成半桥变换器；该半桥变换器的一端连于由N个储能电容(CN)串联组成的储 能器的一端，该半桥变换器的另一端连于上述储能器的另一端且接"地"；所述N个均压支路(42)的每个均压支路^，包括一个漏感(U)、 一个变压器(TN)和一个AC/DC整流器，漏 感(U)的正端连于第一开关管(Sa)与第二开关管(Sb)的串联连接点，漏感(LrN)的负端 连于变压器(TN)原边绕组(m)的同名端，变压器(TN)原边绕组(n,)异名端连于第一分 压电容(Ca)与第二分压电容(Cb)的串联连接点；AC/DC整流器由第一整流二极管(Dto)和 第二整流二极管(Ik)串联连接后的串联支路与第三整流二极管(Ik)和第四整流二极管(DNd)串联连接后的串联支路相并联组成，第一整流二极管(DNa)和第二整流二极管(DJ的串联 点与变压器(TN)副边绕组(n2)的同名端相连，第三整流二极管(Dfc)和第四整流二极管(DNd) 的串联点与变压器(TN)副边绕组(n2)的异名端相连，AC/DC整流器的正输出端与对应的一 个储能电容(CN)的正极相连，AC/DC整流器的负输出端与对应的一个储能电容(CN)的负极 相连；第一体二极管(Da)并联在第一开关管(Sa)两端，第二体二极管(Db)并联在第二开 关管(Sb)两端；所述的"N"为自然数。
3. —种基于权利要求1所述的用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置的方 法，其特征在于，电压均衡装置先给端电压最低的一个储能器单元充电，直到其端电压上升 至端电压第二低的储能器单元的端电压，然后电压均衡装置给这两个储能器单元同时充电， 直到两者的端电压上升至端电压第三低的储能器单元的端电压，然后电压均衡装置给这三个 储能器单元同时充电，以此类推，直到所有储能器单元的端电压相等。
4. 一种基于权利要求2所述的用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置的方 法，其特征在于，电压均衡装置给端电压低于均压支路变压器副边电压大小的一个或者多个 储能器单元充电，直到所有储能器单元的端电压都达到储能器总的端电压的N分之一，实现 储能器单元的端电压均衡，N为自然数。
全文摘要
一种用于对串联连接的储能器单元进行电压均衡的装置和方法，属储能器电压均衡装置和方法。该电压均衡装置包括一个DC/AC变换器(31)；一个限流电感(33)；及N个均压支路(32)，N为自然数。该均衡装置中的限流电感也可以分布到每个均压支路中，由变压器的等效漏感充任或者在变压器的原边串联一个单独的电感。该电压均衡装置从储能器中吸取能量并且将这些能量传递给储能器中端电压较低的储能器单元，实现储能器各单元端电压的均衡。本发明的特点在于电路结构和控制方法简单、开关管可以实现软开关、变换器体积小、实现了串联储能器的自主民主均压。
文档编号H02J15/00GK101369741SQ20081002233
公开日2009年2月18日 申请日期2008年7月9日 优先权日2008年7月9日
发明者刘小宝, 许爱国, 谢少军 申请人:南京航空航天大学