专利名称：一种改进的充电均衡电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可充电电池均衡充电技术领域，特别是涉及一种改进的充电均衡
电路。
背景技术：
目前，锂离子蓄电池组的充电均衡方式主要为在蓄电池组的充电末期，通过一个
均衡模块来监测蓄电池组中单体电池的电压，参见图l，多个单体电池相互串联，当其中任
意一只单体电池的电压高于4. 20V时，启动均衡电路，关闭充电控制功率开关管MOSFET，从
而对电压高于4. 20V的单体电池停止充电，同时不会影响其他电池的正常充电。 上述充电均衡方式主要是通过对充满电的单体电池停止充电来加大其他支路的
充电电流的方式进行均衡。但是，这种充电均衡方式主要应用于串充充电器的充电方式，对
于具有并充充电方式的充电器没有均衡效果，并且这种充电均衡方式的精度较低，对电池
进行充电所需要的时间较长，不适用于对大容量、大电流的电池组进行充电。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种改进的充电均衡电路，其结构简单、性能 可靠，同时支持串充充电方式以及并充充电方式，适用于对各种电池组进行充电，尤其适用 于对大容量、大电流的电池组进行充电，有利于可充电电池的广泛普及，具有重大的生产实 践意义。 为此，本实用新型提供了一种改进的充电均衡电路，该电路包括有由互相串联的 多个单体电池组成的电池组，所述电池组两端与外部电源相接，每个单体电池上都并联有 一个充电控制功率开关管Ql，每个充电控制功率开关管Ql分别与一个均衡模块相并联； 所述均衡模块，用于在其启动时，控制其相并联的充电控制功率开关管Q1断开， 对其并联的单体电池进行并充充电，在其关闭时，控制其相并联的充电控制功率开关管Q1 导通，切断并联的单体电池的充电回路，使其并联的单体电池停止充电； 该电路还包括有电压比较器，用于采集电池组中每个单体电池的电压信号，获得 所有单体电池的平均电压值，并将每个单体电池的电压与该平均电压值、单体电池的满充 电压门限值进行比较，输出比较结果给控制器300 ; 控制器，与电压比较器相连接，用于当比较结果显示某个单体电池的电压小于该
平均电压值时，控制启动该单体电池相并联的均衡模块，对该单体电池进行并充充电，以
及当比较结果显示某个单体电池的电压不小于满充电压门限值时，可选择地关闭该均衡模
块，切断该单体电池的充电回路，对该单体电池停止充电，或者同时切断整个电池组的串充
充电总回路，启动其他单体电池所并联的均衡模块，对其他单体电池进行并充充电。 优选地，所述多个单体电池组成的电池组与一个总功率开关管Q2相串联。 由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了
一种改进的充电均衡电路，其结构简单、性能可靠，同时支持串充充电方式以及并充充电方式，适用于对各种电池组进行充电，尤其适用于对大容量、大电流的电池组进行充电，有利 于可充电电池的广泛普及，具有重大的生产实践意义。
图1为现有的一种充电均衡电路的原理框图； 图2为本实用新型提供的一种改进的充电均衡电路的原理框图。
具体实施方式为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和实施方式 对本实用新型作进一步的详细说明。 图2为本实用新型提供的一种改进的充电均衡电路的原理框图。 参见图2，本实用新型提供了一种改进的充电均衡电路，该电路包括有由互相串联 的多个单体电池组成的电池组，所述电池组两端与外部电源(B+和B-)相接，每个单体电池 上都并联有一个充电控制功率开关管MOSFET Q1，每个充电控制功率开关管M0SFET Ql分别 与一个均衡模块100相并联； 均衡模块100，用于在其启动时，控制其相并联的充电控制功率开关管Q1断开，对 其并联的单体电池进行并充充电，在其关闭时，控制其相并联的充电控制功率开关管Q1导 通，切断并联的单体电池的充电回路，使其并联的单体电池停止充电(停止串充和并充充 电)； 需要说明的是，所述均衡模块100的组成电路结构与传统均衡充电电路的结构相 同，在本发明中，只是体现均衡充电实现的方式是通过单体电池与平均电压的比较来控制 进行并充充电的方式，而不是传统(如背景技术部分所述)的通过判断单体电池的电压是 否到达4. 20V来控制进行均衡模块的开启。 电压比较器200 ，用于采集电池组中每个单体电池的电压信号，获得所有单体电池 的平均电压值，并将每个单体电池的电压与该平均电压值、单体电池的满充电压门限值进 行比较，输出比较结果给控制器300 ; 控制器300，与电压比较器200相连接，用于当比较结果显示某个单体电池的电压 小于该平均电压值时，控制启动该单体电池相并联的均衡模块100，对该单体电池进行并充 充电，以及当比较结果显示某个单体电池的电压不小于满充电压门限值时，可选择地关闭 该均衡模块，切断该单体电池的充电回路，对该单体电池停止充电，或者同时切断整个电池 组的串充充电总回路，启动其他单体电池所并联的均衡模块100，对其他单体电池进行并充
充电； 具体实现上，在本实用新型中，所述多个单体电池组成的电池组与一个总功率开 关管Q2相串联，控制器300用于发送控制信号给总功率开关管Q2，控制总功率开关管Q2断 开或者闭合，实现切断或导通整个电池组的串充充电总回路。 需要说明的是，如上所述，通过该控制器300，可以实现对单体电池进行并充充电， 以及在一些单体电池的电压不小于满充电压门限值时，可以选择对其他单体电池如现有技 术一样继续串充充电，加大了充电电流，还可以选择启动其他单体电池的均衡模块，对其他 单体电池进行并充充电，因此对并充充电方式具有良好的均衡效果。[0022] 需要说明的是，本实用新型提供的充电均衡电路可以同时支持串充充电方式及并 充充电方式，适用于各种电池组的充电，尤其适用大容量、大电流的电池组充电。电池组在 充电初期可选择串充充电的方式，充电过程中控制模块对单体电池的电压进行实时监测， 一旦电池组中某一个单体电池的电压低于平均电压值时，可以立即开启均衡模块进行大电 流充电，充电响应及时有效，大大提高了充电效率。 由以上本实用新型提供的技术方案可见，本实用新型提供了一种改进的充电均衡 电路，是一种结构简单、性能可靠的锂离子蓄电池组充电均衡方式，同时支持串充充电方式 以及并充充电方式，适用于对各种电池组进行充电，尤其适用于对大容量、大电流的电池组 进行充电，有利于可充电电池的广泛普及，具有重大的生产实践意义。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种改进的充电均衡电路，其特征在于，该电路包括有由互相串联的多个单体电池组成的电池组，所述电池组两端与外部电源相接，每个单体电池上都并联有一个充电控制功率开关管Q1，每个充电控制功率开关管Q1分别与一个均衡模块相并联；所述均衡模块，用于在其启动时，控制其相并联的充电控制功率开关管Q1断开，对其并联的单体电池进行并充充电，在其关闭时，控制其相并联的充电控制功率开关管Q1导通，切断并联的单体电池的充电回路，使其并联的单体电池停止充电；该电路还包括有电压比较器，用于采集电池组中每个单体电池的电压信号，获得所有单体电池的平均电压值，并将每个单体电池的电压与该平均电压值、单体电池的满充电压门限值进行比较，输出比较结果给控制器300；控制器，与电压比较器相连接，用于当比较结果显示某个单体电池的电压小于该平均电压值时，控制启动该单体电池相并联的均衡模块，对该单体电池进行并充充电，以及当比较结果显示某个单体电池的电压不小于满充电压门限值时，可选择地关闭该均衡模块，切断该单体电池的充电回路，对该单体电池停止充电，或者同时切断整个电池组的串充充电总回路，启动其他单体电池所并联的均衡模块，对其他单体电池进行并充充电。
2. 如权利要求1所述的充电均衡电路，其特征在于，所述多个单体电池组成的电池组 与一个总功率开关管Q2相串联。
专利摘要本实用新型公开了一种改进的充电均衡电路，该电路包括有由互相串联的多个单体电池组成的电池组，所述电池组两端与外部电源相接，每个单体电池上都并联有一个充电控制功率开关管Q1，每个充电控制功率开关管Q1分别与一个均衡模块相并联；该电路还包括有电压比较器和控制器。与现有技术相比较，本实用新型公开了一种改进的充电均衡电路，其结构简单、性能可靠，同时支持串充充电方式以及并充充电方式，适用于对各种电池组进行充电，尤其适用于对大容量、大电流的电池组进行充电，有利于可充电电池的广泛普及，具有重大的生产实践意义。
文档编号H02J7/00GK201478865SQ20092030800
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月14日 优先权日2009年8月14日
发明者傅晓晴, 王燕 申请人:天津力神特种电源科技有限公司