專利名稱：一種充電均衡電路及充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電路領(lǐng)域，尤其涉及一種充電均衡電路及一種充電裝置。
技術(shù)背景多節(jié)電池串耳關(guān)使用時，因為電池的特性不完全一致，所以在串聯(lián)電池組中 如果某個電池先于其它電池放電到過放電壓閥值時，放電電路將斷開，同樣，在充電過程中其它電池將先于該電池充電到過充電壓，橫:得充電電路斷開，所 以在下一次放電過程中未充滿的電池將會更早地達到過放電壓閥值而使放電電 路斷開，這樣由于木桶效應(yīng)整個電池組將取決于電池性能最差的那顆電池，所 以如果充電裝置沒有均衡功能將會大大影響電池組的性能和減少電池組的使用 壽命。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種充電均衡電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的由于 木桶效應(yīng)造成電池組的性能降低和使用壽命減少的問題。 本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種充電裝置。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的， 一種充電均衡電路，所述充電均衡電路包括 包含多個串聯(lián)電池的電池組；通過電壓采集口對電池組中每個單體電池的電壓進行采集的主控單元；以及與所述主控單元的均衡控制口連接，當單體電池的電壓達到過充電壓時， 接受主控單元的控制，將該單體電池的充電電流旁路到下一個單體電池的均衡 單元。一種充電裝置，包括充電均衡電路，所述充電均衡電路包括 包含多個串聯(lián)電池的電池組；通過電壓采集口對電池組中每個單體電池的電壓進行采集的主控單元；以及與所述主控單元的均衡控制口連接，當單體電池的電壓達到過充電壓時， 接受主控單元的控制，將該單體電池的充電電流旁路到下一個單體電池的均衡 單元。本發(fā)明實施例通過在多節(jié)電池串聯(lián)充電時，將達到過充電壓的單體電池的 充電電流旁路到下一個單體電池，在避免電池過充的同時，增大了其他未充滿 電池的充電電流，從而在消除了木桶效應(yīng)，提高了電池組的性能和使用壽命的 同時，縮短了充電時間，提高了充電效率，能夠被廣泛的被應(yīng)用到多節(jié)動力電 池的充電電路中。


圖1是本發(fā)明實施例提供的充電均衡電路的組成結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的充電均衡電路的一個示例結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明進4亍進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例^f義 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定^^發(fā)明。本發(fā)明實施例在多節(jié)電池串聯(lián)充電時，將達到過充電壓的單體電池的充電 電流旁路到下一個單體電池，在避免電池過充的同時，增大了其他未充滿電池 的充電電流，從而消除了木桶效應(yīng)。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的充電均衡電路的組成結(jié)構(gòu)，該充電均衡電 路可以被應(yīng)用在充電裝置中，具體包括串聯(lián)有多個電池的電池組101,主控單元(Main Control Unit, MCU) 102、分壓單元103以及均衡單元104。主控 單元采集電池的電壓，當電池電壓達到過充電壓時，主控單元102向均衡單元 發(fā)送控制信號，由均衡單元104實現(xiàn)對電池組的均衡。主控單元102可通過市面上的具有多路模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換接口的單片機實 現(xiàn)，由于單片機只能接受5V以下的電壓，所以必須將單體電池組上的電壓通 過分壓單元103進行分壓后送入主控單元102實現(xiàn)電壓的采集。圖2為本發(fā)明的一個示例，電池組101包括11個串聯(lián)的電池，主控單元 102采用PIC16F777單片機，該單片機有44個引腳，其中，A/D轉(zhuǎn)換口有14 個，利用其中11路A/D轉(zhuǎn)換口用以分別采集11個單體電池的電壓；數(shù)字輸入 /輸出(I/O) 口有17路，利用其中11路1/0 口用以分別控制均衡單元104。在 本示例中是將27， 26， 25, 24， 22, 21, 20， 19, 15， 14, ll引腳用于電壓采 集口， 36, 38， 39， 40， 41, 9， 8， 2, 3， 4, 5引腳作為均衡控制口。單體電 池BT1的分壓單元103包括串聯(lián)在單體電池BT1正極與地端之間的分壓電阻 Ri和R2、對分壓電阻R!上的電壓進行穩(wěn)定的耦合電容Q。假設(shè)單體電池BT1 的電壓為ul，則電壓采集口的電壓u-R/(Ri + R2) *ul。單體電池BT1的均衡單元104包括用作旁路的場效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管 (MOSFET)Qp用于為Qi提供驅(qū)動偏置電壓的偏置電阻R25、用于調(diào)節(jié)均衡 電流的電阻R26、用于為Qi提供驅(qū)動電壓的電阻&6及P溝道雙極型半導(dǎo)體三 極管Qi2、以及用于穩(wěn)流的二極管Dp工作原理如下正常充電情況下，單片機的所有均4軒控制腳輸出高電平， 所以對應(yīng)于BT1的均衡控制腳，即36腳輸出高電平，則Qu導(dǎo)通，Q,的柵極 變?yōu)榈碗娖?，Qi截止，電池BT1正常充電。單片機PIC16F777通過電壓采集 口，即27腳，采集分壓電阻R!上的電壓u,然后根據(jù)u-Ri/(R4 + R2) *111得 出BTl的電壓ul，當沖企測到BT1達到過充電壓時，單片才幾PIC16F777對應(yīng)的 均衡控制口，即36腳，輸出低電平，此時，Qu截止，則Qi的柵極為高電平， Qi導(dǎo)通，則充電電流繞過電池BTl,經(jīng)Q"R26向下一節(jié)電池充電，以此類推，當任意一節(jié)電池過充時其旁路MOSFET就會導(dǎo)通，充電電流會繞過該節(jié)電池向 下一節(jié)電池充電，如果是最后一節(jié)達到過充電壓，則充電電流會流入地端。從 而通過本發(fā)明提供的均衡電路在避免電池過充的同時，增大了其他未充滿電池 的充電電流，縮短了充電時間，提高了充電效率，能夠被廣泛的被應(yīng)用到多節(jié) (7節(jié)以上)動力電池的充電電路中。上述以單體電池BT1過充時電路的均衡過程進行舉例說明，其他單體電池 過充時，電路均衡原理相同，不再贅述。作為本發(fā)明較典型的應(yīng)用，上述電池 組中的電池可以為裡電池。本發(fā)明實施例通過在多節(jié)電池串聯(lián)充電時，將達到過充電壓的單體電池的 充電電流旁路到下一個單體電池，在避免電池過充的同時，增大了其他未充滿 電池的充電電流，從而在消除了木桶效應(yīng)，提高了電池組的性能和使用壽命的 同時，縮短了充電時間，提高了充電效率，能夠被廣泛的被應(yīng)用到多節(jié)動力電 池的充電電路中。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種充電均衡電路，其特征在于，所述充電均衡電路包括包含多個串聯(lián)電池的電池組；通過電壓采集口對電池組中每個單體電池的電壓進行采集的主控單元；以及與所述主控單元的均衡控制口連接，當單體電池的電壓達到過充電壓時，接受主控單元的控制，將該單體電池的充電電流旁路到下一個單體電池的均衡單元。
2、 如權(quán)利要求1所述的充電均衡電路，其特征在于，當所述主控單元的輸 入電壓為5伏以下時，所述充電均衡電路還包括連接在所述主控單元的電壓采集口與單體電池正極之間的分壓單元。
3、 如權(quán)利要求2所述的充電均衡電路，其特征在于，所述分壓單元包括 串聯(lián)在單體電池正極與地端之間的第 一 電阻和第二電阻； 與所述第一電阻串聯(lián)，與所述第二電阻并聯(lián)的耦合電容；所述第二電阻的高電位端與所述主控單元的電壓采集口連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的充電均衡電路，其特征在于，所述均衡單元包括 基極與所述主控單元的均衡控制口連接，發(fā)射極接地的雙極性三極管； 漏極與單體電池的正極相連，源極通過一電流調(diào)節(jié)電阻與單體電池負極相連的旁路場效應(yīng)三極管；串聯(lián)在所述雙極性三極管的集電極與旁路場效應(yīng)三極管柵極之間的驅(qū)動電阻；連接在所述旁路場效應(yīng)三極管的柵極與源極之間的偏置電阻。
5、 如權(quán)利要求4所述的充電均衡電路，其特征在于，所述均衡單元還包括 一個正極與所述主控單元的均衡控制口連接，負極與所述雙極性三極管的基極連接的穩(wěn)流二極管。
6、 如權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的充電均衡電路，其特征在于，所述電池為4里電池。
7、 一種充電裝置，包括充電均衡電路，其特征在于，所述充電均衡電路包括包含多個串聯(lián)電池的電池組；通過電壓采集口對電池組中每個單體電池的電壓進行采集的主控單元；以及與所述主控單元的均衡控制口連接，當單體電池的電壓達到過充電壓時， 接受主控單元的控制，將該單體電池的充電電流旁路到下一個單體電池的均衡 單元。
8、 如權(quán)利要求7所述的充電裝置，其特征在于，當所述主控單元的輸入電 壓為5伏以下時，所述充電均衡電路還包括連接在所述主控單元的電壓采集口與單體電池正極之間的分壓單元。
9、 如權(quán)利要求8所述的充電裝置，其特征在于，所述分壓單元包括 串聯(lián)在單體電池正極與地端之間的第 一 電阻和第二電阻； 與所述第一電阻串聯(lián)，與所述第二電阻并^:的耦合電容；所述第二電阻的高電位端與所述主控單元的電壓采集口連接。
10、 如權(quán)利要求7所述的充電裝置，其特征在于，所述均衡單元包括 基極與所述主控單元的均衡控制口連接，發(fā)射極接地的雙極性三極管； 漏極與單體電池的正極相連，源極通過一電流調(diào)節(jié)電阻與單體電池負極相連的旁路場效應(yīng)三極管；串聯(lián)在所述雙極性三極管的集電極與旁路場效應(yīng)三極管柵極之間的驅(qū)動電阻；連接在所述旁路場效應(yīng)三極管的柵極與源才及之間的偏置電阻。
11、 如權(quán)利要求7所述的充電裝置，其特征在于，所述均衡單元還包括 一個正極與所述主控單元的均衡控制口連接，負極與所述雙極性三極管的基極連接的穩(wěn)流二極管。
12、如權(quán)利要求7至ll任一權(quán)利要求所述的充電裝置，其特征在于，所述 電池為4里電池。
全文摘要
本發(fā)明適用于電路領(lǐng)域，提供了一種充電均衡電路及充電裝置，所述充電均衡電路包括包含多個串聯(lián)電池的電池組；通過電壓采集口對電池組中每個單體電池的電壓進行采集的主控單元；以及與所述主控單元的均衡控制口連接，當單體電池的電壓達到過充電壓時，接受主控單元的控制，將該單體電池的充電電流旁路到下一個單體電池的均衡單元。本發(fā)明實施例通過在多節(jié)電池串聯(lián)充電時，將達到過充電壓的單體電池的充電電流旁路到下一個單體電池，在避免電池過充的同時，增大了其他未充滿電池的充電電流，從而在消除了木桶效應(yīng)，提高了電池組的性能和使用壽命的同時，縮短了充電時間，提高了充電效率，能夠被廣泛的被應(yīng)用到多節(jié)動力電池的充電電路中。
文檔編號H02J7/04GK101277022SQ20071007373
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者李春青, 建 郭 申請人:深圳市比克電池有限公司