專利名稱：電池電壓平衡電路及具電池電壓平衡功能的電池模塊的制作方法
電池電壓平衡電路及具電池電壓平衡功能的電池模塊技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是涉及一種電池電壓平衡電路及具電池電壓平衡功能的電池模塊。
背景技術(shù)：
隨著可攜式電子產(chǎn)品的發(fā)展，可充電式電池的需求也隨之而起。充電式電池包括了現(xiàn)有的鎳鎘電池、后續(xù)開發(fā)的鎳氫電池、鋰離子電池以及最新發(fā)展的鋰聚合物(L1-Polymer)電池。不同種類的可充電式電池所提供的電壓也不盡相同，而可攜式電子產(chǎn)品所需的操作電壓也有所不同。因此，電池制造業(yè)者會配合可攜式電子產(chǎn)品的操作電壓，將數(shù)顆電池串聯(lián)成電池模塊以提供所需的電壓。
電池模塊在電池的電能耗盡時，需以充電器再充滿電以供下次使用。然而，電池會因制造或使用而造成蓄電量有所不同。舉例來說，7.4V鋰電池模塊是由兩顆3.7V的鋰電池串聯(lián)組成。在出廠時，兩顆電池的蓄電量分別是80%及70%。由于鋰電池過充會損害電池本身，因此，鋰電池充電器在任一顆鋰電池充飽時即停止充電，此時，兩顆電池的蓄電量分別為100% (電池充電的最上限)及90%。而使用時，只要任一電池蓄電量降至0% (電池放電的最下限)，電池模塊即無法使用，因此，這兩顆電池的蓄電量降至分別為10%及0%時，即須再充電才能使用。
由上述例子可知，當(dāng)電池模塊的電池的蓄電量有所不同時，電池模塊的實際可使用電能將由蓄電量最低的電池所決定。而除了上述出廠時電池模塊的各電池蓄電量可能不同外，電池在未使用時，也會自放電，在每個電池自放電速率不同的情況下，也會造成電池間蓄電量逐漸不平衡，使電池模塊實際可使用電能會隨著電池使用時間而逐漸變少，造成電池模塊的使用效率低落，使用時間也變短。
請參考圖1，為Intersil在其ISL9208的數(shù)據(jù)手冊(Datasheet)中所揭示的數(shù)字電池平衡控制器。一數(shù)字電池平衡控制器10包含一電池平衡微處理器5及晶體管開關(guān)S1-S7。晶體管開關(guān)S1-S7分別通過電阻R1-R7與電池單元BAT1-BAT7并聯(lián)。電池單元BAT1-BAT7的電壓經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D Converter)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該電池平衡微處理器5根據(jù)電池單元BAT1-BAT7的電壓數(shù)字信號，經(jīng)內(nèi)建的演算法比較出其中電壓較高的電池單元，并導(dǎo)通該較高電壓的電池單元并聯(lián)的晶體管開關(guān)，使各電池單元的充電電流可根據(jù)各電池的電壓調(diào)整而達(dá)到平衡充電的功能。
然而電池電壓需經(jīng)由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，數(shù)字電池平衡微處理器5才得以處理，而模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器會大幅增加該數(shù)字電池平衡控制器10的芯片面積，故成本相當(dāng)高是其缺點(diǎn)。另外，數(shù)字電池平衡微處理器5會受限于當(dāng)初設(shè)計，例如:ISL9208僅能支援5到7顆電池所組成的電池模塊，其可應(yīng)用的范圍也會因之受限。發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)字電池平衡控制器的成本及可平衡電池數(shù)量的限制，本發(fā)明提供一種電池電壓平衡電路及電池電壓平衡功能的電池模塊，利用一電池電壓平衡電路對一電池單元的方式進(jìn)行電池電壓的平衡。因此，本發(fā)明的電池電壓平衡電路不僅在電池數(shù)量上有絕對的應(yīng)用彈性，而且電路簡單，電路成本也相當(dāng)?shù)汀?br> 為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種電池電壓平衡電路，包含一電壓判斷電路以及一放電電路，并用以與一電池單元并聯(lián)。電壓判斷電路是用以判斷電池單元的一電池電壓，當(dāng)電池單元的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，產(chǎn)生一放電信號，直至電池單元的電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，其中第一預(yù)設(shè)電壓高于第二預(yù)設(shè)電壓。放電電路是用以與電池單元并聯(lián)，在接收放電信號時，對電池單元進(jìn)行放電。
在一實施例中，其中該電壓判斷電路包含一遲滯比較器以及一分壓電路，該分壓電路與該電池單元并聯(lián)，并產(chǎn)生一分壓信號至該遲滯比較器。
在一實施例中，其中該電壓判斷電路包含一第一比較器、一第二比較器、一分壓電路以及一邏輯單元，該分壓電路與該電池單元并聯(lián)，該第一比較器耦接該分壓電路，根據(jù)該電池單元的該電池電壓是否高于該第一預(yù)設(shè)電壓產(chǎn)生一第一比較信號，該第二比較器耦接該分壓電路，根據(jù)該電池單元的該電池電壓是否低于該第二預(yù)設(shè)電壓產(chǎn)生一第二比較信號，該邏輯單元根據(jù)該第一比較信號及該第二比較信號產(chǎn)生該放電信號。
在一實施例中，其中該電壓判斷電路包含一第一金氧半場效晶體管、一第二金氧半場效晶體管以及一分壓電路，該分壓電路與該電池單元并聯(lián)，并耦接該第一金氧半場效晶體管以及該第二金氧半場效晶體管的控制端，分別在該電池單元的該電池電壓高于該第一預(yù)設(shè)電壓及低于該第二預(yù)設(shè)電壓時改變該第一金氧半場效晶體管以及該第二金氧半場效晶體管的狀態(tài)。
在一實施例中，其中該放電電路外接一限流電阻，以限制該電池單元通過該放電電路進(jìn)行放電的一放電電流在一預(yù)定電流之內(nèi)。
在一實施例中，其中該電壓判斷電路還包含一延遲電路，在該電池單元的該電池電壓高于該第一預(yù)設(shè)電壓及低于該第二預(yù)設(shè)電壓時進(jìn)行一延遲判斷，以決定是否產(chǎn)生及停止產(chǎn)生該放電信號。
本發(fā)明也提供了一種具電池電壓平衡功能的電池模塊，包含多個電池單元以及多個電池電壓平衡電路。多個電池單元串聯(lián)成一電池串。每一個電池電壓平衡電路并聯(lián)多個電池單元中對應(yīng)電池單元,根據(jù)對應(yīng)電池單元的電池電壓判斷是否對電池單元進(jìn)行放電。其中，多個電池單元的任一電池單元的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，對應(yīng)電池電壓平衡電路進(jìn)行放電直至電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，而第一預(yù)設(shè)電壓高于第二預(yù)設(shè)電壓。
在一實施例中，其中每一該電池電壓平衡電路為一集成電路，封裝于單一封裝體內(nèi)，該封裝體有一第一管腳、一第二管腳及一第三管腳，該第一管腳用以耦接對應(yīng)電池單元的一正端，該第二管腳用以耦接對應(yīng)電池單元的一負(fù)端，該第三管腳通過一限流電阻耦接至對應(yīng)電池單元的該正端及該負(fù)端其中之一。
在一實施例中，其中該電壓判斷電路還包含一延遲電路，在該電池單元的該電池電壓高于該第一預(yù)設(shè)電壓及低于該第二預(yù)設(shè)電壓時進(jìn)行一延遲判斷，以決定是否產(chǎn)生及停止產(chǎn)生該放電信號。
在一實施例中，其中該限流電阻限制對應(yīng)電池電壓平衡電路在進(jìn)行放電時的一放電電流，使該放電電流小于對應(yīng)電池單元在充電時的一充電電流。
以上的概述與接下來的詳細(xì)說明皆為示范性質(zhì)，是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的申請專利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說明與附圖加以闡述。


圖1為Intersil在其ISL9208的數(shù)據(jù)手冊中所揭示的數(shù)字電池平衡控制器。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的具電池電壓平衡功能的電池模塊的電路方塊圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的電池電壓平衡電路的電路示意圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實施例的電池電壓平衡電路的電路示意圖。
圖5A為本發(fā)明的電池電壓平衡電路應(yīng)用時各電池單元的電池電壓隨時間變化的示意圖。
圖5B為經(jīng)本發(fā)明的電池電壓平衡電路進(jìn)行幾個電池電壓平衡循環(huán)的各電池單元的電池電壓的示意圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實施例的電池電壓平衡電路的電路示意圖。
主要組件符號說明
現(xiàn)有技術(shù):
電池平衡微處理器5
數(shù)字電池平衡控制器10
晶體管開關(guān)SI S7
電阻Rl R7
電池單元BATl ΒΑ 7
電源VCC
本發(fā)明:
電池電壓平衡電路100
電池單元Celll、Cell2、Cell3
電壓判斷電路VDE
放電電路DIS
正端Bat+
負(fù)端Bat-
放電信號Sbal
第一比較器Coml
第二比較器Com2
分壓電路Rd、Rd2
邏輯單元LOG
分壓信號Vbat
參考信號Vbal
第一參考信號Vball
第二參考信號Vbal2
第一比較信號Scol
第二比較 信號Sco2
SR 觸發(fā)器 FF
或門OG
設(shè)定端S
重設(shè)端R
輸出端Q
放電開始信號Sst
限流電阻RiruRout
金氧半場效晶體管M
遲滯比較器Chy
電池電壓Vcel、Vce2、Vce3
時間點(diǎn)t0、tl、t2、t3、t4
第一預(yù)設(shè)電壓Vpl
第二預(yù)設(shè)電壓Vp2
滿充電電壓VfulI
第一金氧半場效晶體管Ml
第二金氧半場效晶體管M2
電阻Rml、Rm2
延遲電路Dt
第一延遲電路Dtl
第二延遲電路Dt2
第一延遲信號Sdtl
第二延遲信號Sdt具體實施方式
請參見圖2，為根據(jù)本發(fā)明的具電池電壓平衡功能的電池模塊的電路方塊圖。多個電池單元串聯(lián)成一電池串。多個電池電壓平衡電路100 —對一地并聯(lián)多個電池單元。為了說明方便，在本實施例中，以三個電池單元Ce 111、Ce 112、Ce 113為例來說明。每一個電池電壓平衡電路100根據(jù)對應(yīng)電池單元的電池電壓判斷是否對此電池單元進(jìn)行放電。當(dāng)電池單元Celll Cell3的任一電池單元的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，對應(yīng)的電池電壓平衡電路100會對此電池單元進(jìn)行放電直至電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，而第一預(yù)設(shè)電壓高于第二預(yù)設(shè)電壓。第一預(yù)設(shè)電壓與第二預(yù)設(shè)電壓的設(shè)定是根據(jù)電池單元的滿充電電壓而定，一般而言會設(shè)定在略小于滿充電電壓。由于在電池滿充電的電壓的下一范圍內(nèi)，電池的電量變化很小，如此，當(dāng)本發(fā)明的電池電壓平衡電路進(jìn)行電池電壓平衡時，不至于明顯影響電池單元的電量。
請參見圖3，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的電池電壓平衡電路的電路示意圖。電池電壓平衡電路與一電池單元(未繪出)并聯(lián)，包含一電壓判斷電路VDE以及一放電電路DIS。電池電壓平衡電路為一集成電路，封裝在單一封裝體內(nèi)，并具有兩個管腳分別連接至電池單元的一正端Bat+及一負(fù)端Bat-。電壓判斷電路VDE稱接電池單元的正端Bat+及負(fù)端Bat-，以據(jù)此判斷電池單元的一電池電壓。當(dāng)電池單元的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，產(chǎn)生一放電信號Sbal,直至該電池單兀的該電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止,其中第一預(yù)設(shè)電壓高于第二預(yù)設(shè)電壓。放電電路DIS與電池單元并聯(lián)，即放電電路DIS也耦接電池單元的正端Bat+以及負(fù)端Bat-，在接收放電信號Sbal時，對電池單元進(jìn)行放電。
電壓判斷電路VDE包含一第一比較器Coml、一第二比較器Com2、一分壓電路Rd以及一邏輯單元LOG。分壓電路Rd包含兩串聯(lián)的電阻，耦接電池單元的正端Bat+以及負(fù)端Bat-以根據(jù)電池單元的電池電壓產(chǎn)生一分壓信號Vbat。第一比較器Coml耦接分壓電路Rd，其非反向輸入端接收分壓信號Vbat，而反向輸入端接收代表第一預(yù)設(shè)電壓的一第一參考信號VbalI，在分壓信號Vbat的準(zhǔn)位高于第一參考信號Vball的準(zhǔn)位時，產(chǎn)生一第一比較信號Scol。第二比較器Com2耦接分壓電路Rd，其反向輸入端接收分壓信號Vbat，而非反向輸入端接收代表第二預(yù)設(shè)電壓的一第二參考信號Vbal2，在分壓信號Vbat的準(zhǔn)位低于第二參考信號Vbal2的準(zhǔn)位時，產(chǎn)生一第二比較信號Sco2。邏輯單元LOG包含一 SR觸發(fā)器FF以及一或門OG,根據(jù)該第一比較信號Scol及第二比較信號Sco2產(chǎn)生放電信號Sbal。SR觸發(fā)器FF的一設(shè)定端S耦接第一比較器Coml，而一重設(shè)端R耦接第二比較器Com2。或門OG率禹接第一比較器Coml及SR觸發(fā)器FF的一輸出端Q。當(dāng)?shù)谝槐容^器Coml輸出第一比較信號Scol時，SR觸發(fā)器FF被觸發(fā)而輸出一放電開始信號Sst。此時,或門OG根據(jù)第一比較信號Scol及放電開始信號Sst而產(chǎn)生放電信號Sbal。當(dāng)電池單兀的電池電壓由高于第一預(yù)設(shè)電壓降低至低于第二預(yù)設(shè)電壓時，第二比較器Com2產(chǎn)生第二比較信號Sco2，使SR觸發(fā)器FF停止產(chǎn)生放電開始信號Sst。此時電池單元的電池電壓也低于第一預(yù)設(shè)電壓使第一比較器Coml也停止產(chǎn)生第一比較信號Scol，故或門OG停止產(chǎn)生放電信號Sbal。放電電路DIS包含一金氧半場效晶體管M及內(nèi)建的一限流電阻Rin。金氧半場效晶體管M接收放電信號Sbal導(dǎo)通，使電池單元由正端Bat+流出一電流經(jīng)放電電路DIS而由電池單元負(fù)端Bat-流出，以試圖降低電池單元的電池電壓。一般而言，當(dāng)電池單元被充電時，電池電壓才會高于第一預(yù)設(shè)電壓。限流電阻Rin是用以限制電池電壓平衡電路在進(jìn)行放電時流經(jīng)放電電路DIS的一放電電流大小，使放電電流小于一預(yù)定電流(即電池單元在充電時的最小充電電流)，以確保電池單元的電池電壓仍可以持續(xù)往滿充電的電池電壓上升直至停止被充電為止。本發(fā)明的電池電壓平衡電路在電池單元的電池電壓位于第一預(yù)設(shè)電壓及第二預(yù)設(shè)電壓之間但未高于第一預(yù)設(shè)電壓時，第一比較器Coml不會輸出第一比較信號Scol,而且SR觸發(fā)器FF的預(yù)設(shè)為不輸出放電開始信號Sst。因此在上述情況時，本發(fā)明的電池電壓平衡電路不會對電池單元進(jìn)行放電。
請參見圖4，為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實施例的電池電壓平衡電路的電路示意圖。電池電壓平衡電路耦接一電池單元(未繪出)的一正端Bat+及一負(fù)端Bat-而形成與電池單元并聯(lián)的連接關(guān)系。電池電壓平衡電路一電壓判斷電路VDE以及一放電電路DIS。電壓判斷電路VDE耦接電池單元的正端Bat+及負(fù)端Bat-，以據(jù)此判斷電池單元的一電池電壓。當(dāng)電池單兀的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，產(chǎn)生一放電信號Sbal,直至電池單元的電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，其中第一預(yù)設(shè)電壓高于第二預(yù)設(shè)電壓。放電電路DIS與電池單元并聯(lián)，即放電電路DIS也耦接電池單元的正端Bat+以及負(fù)端Bat-，在接收放電信號Sbal時，對電池單元進(jìn)行放電。
電壓判斷電路VDE包含一遲滯比較器Chy以及一分壓電路Rd，分壓電路Rd根據(jù)電池單兀的電池電壓產(chǎn)生一分壓信號Vbat。遲滯比較器Chy接收分壓信號Vbat及一參考信號Vbal。遲滯比較器Chy根據(jù)參考信號Vbal及所設(shè)定的遲滯范圍而有一上電壓值及一下電壓值，其中上電壓值高于下電壓值。當(dāng)分壓信號Vbat的準(zhǔn)位高于上電壓值的準(zhǔn)位時，遲滯比較器Chy產(chǎn)生放電信號Sbal直至分壓信號Vbat的準(zhǔn)位低于下電壓值的準(zhǔn)位為止。放電電路DIS包含一金氧半場效晶體管M，而一限流電阻Rout則以外接的方式，通過一管腳耦接至電池單元。在本實施例，限流電阻Rout稱接于放電電路DIS及電池單元的正端Bat+之間，而實際應(yīng)用時，也可耦接于放電電路DIS及電池單元的負(fù)端Bat-之間，而達(dá)到同樣的限流效果。以外接的方式連接限流電阻Rout雖然會增加本發(fā)明的電池電壓平衡電路的管腳成三個管腳，然而限流電阻Rout的阻值可彈性地根據(jù)實際應(yīng)用的電池單元的種類、充電器等不同的環(huán)境來選擇及設(shè)定。
請參見圖5A，為本發(fā)明的電池電壓平衡電路應(yīng)用時各電池單元的電池電壓Vcel、Vce2、Vce3隨時間變化的示意圖。在時間點(diǎn)tO之前，電池單元處于充電狀態(tài)(Charging)，因此電池電壓Vcel、Vce2、Vce3隨著時間逐漸上升。當(dāng)電池電壓Vce3高于一第一預(yù)設(shè)電壓Vpl，對應(yīng)的電池電壓平衡電路開始進(jìn)行放電，使電池電壓Vce3的上升速率變緩。而在時間點(diǎn)tO，電池電壓Vce3到達(dá)一滿充電電壓Vfull，電池單元停止充電而處于非充電狀態(tài)(Non-Charging)。由于電池電壓Vcel、Vce2并未高于第一預(yù)設(shè)電壓Vpl,故對應(yīng)電池電壓平衡電路不會進(jìn)行放電，因此僅有電池電壓Vce3持續(xù)下降并在時間點(diǎn)tl到達(dá)一第二預(yù)設(shè)電壓Vp2而結(jié)束此次的電池電壓平衡循環(huán)。就時間點(diǎn)tO及時間點(diǎn)tl的電池電壓Vcel、Vce2、Vce3進(jìn)行比較，可知經(jīng)本發(fā)明的電池電壓平衡電路的動作后，電池電壓Vcel、Vce2、Vce3之間差異縮小。請參見圖5B，為經(jīng)本發(fā)明的電池電壓平衡電路進(jìn)行幾個電池電壓平衡循環(huán)的各電池單元的電池電壓Vcel、Vce2、Vce3的示意圖。時間點(diǎn)tO為電池單元第一次充電結(jié)束的時間點(diǎn)，而時間點(diǎn)11、t2、13、t4為電池電壓經(jīng)充電結(jié)束后并經(jīng)各個電池電壓平衡循環(huán)結(jié)束時的時間點(diǎn)。如圖5B所示，本發(fā)明的電池電壓平衡電路會試圖將各電池單元的電池電壓調(diào)整至第一預(yù)設(shè)電壓Vpl及第二預(yù)設(shè)電壓Vp2之間。在較極端的情況，電池單元的電池電壓差距過大，則當(dāng)任一電池單元的電池電壓被充電到滿充電電壓，可能有部分但電池單元的電池電壓仍低于第二預(yù)設(shè)電壓Vp2，但經(jīng)過有限次的電池電壓平衡循環(huán)后，電池單元的電池電壓可確保均位于第一預(yù)設(shè)電壓Vpl及第二預(yù)設(shè)電壓Vp2之間，甚至如圖5B所示般電池電壓被調(diào)整至相同電壓，即充電結(jié)束時，電池單元的電池電壓均高于第一預(yù)設(shè)電壓Vpl而被統(tǒng)一放電至第二預(yù)設(shè)電壓Vp2為止。
請參見圖6，為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實施例的電池電壓平衡電路的電路示意圖。電池電壓平衡電路耦接一電池單元(未繪出)的一正端Bat+及一負(fù)端Bat-而形成與電池單元并聯(lián)的連接關(guān)系。電池電壓平衡電路一電壓判斷電路VDE以及一放電電路DIS。電壓判斷電路VDE耦接電池單元的正端Bat+及負(fù)端Bat-，以據(jù)此判斷電池單元的一電池電壓。當(dāng)電池單兀的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，產(chǎn)生一放電信號Sbal,直至該電池單兀的該電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，其中第一預(yù)設(shè)電壓高于第二預(yù)設(shè)電壓。放電電路DIS與電池單元并聯(lián)，并于接收放電信號Sbal時，對電池單元進(jìn)行放電。
電壓判斷電路VDE包含一分壓電路Rd2、一第一金氧半場效晶體管Ml、一第二金氧半場效晶體管M2、電阻Rml、Rm2、一延遲電路Dt及一邏輯單元LOG。第一金氧半場效晶體管Ml與電阻Rml串聯(lián)于電池單元的正端Bat+及負(fù)端Bat-之間，而第二金氧半場效晶體管M2與電阻Rm2也串聯(lián)于電池單元的正端Bat+及負(fù)端Bat-之間。分壓電路Rd2耦接第一金氧半場效晶體管Ml以及第二金氧半場效晶體管M2的控制端(即柵極)。本實施例的分壓電路Rd2有三個串聯(lián)的電阻，且中間的電阻阻值較小。如此，第一金氧半場效晶體管Ml以及第二金氧半場效晶體管M2的控制端接收到分壓電路Rd2所產(chǎn)生的電壓信號的準(zhǔn)位上會有一差異，藉此使得第一金氧半場效晶體管Ml以及第二金氧半場效晶體管M2導(dǎo)通時對應(yīng)到電池電壓會不同。延遲電路Dt具有一第一延遲電路Dtl及一第二延遲電路Dt2，在電池單元的電池電壓高于第一預(yù)設(shè)電壓及低于第二預(yù)設(shè)電壓時進(jìn)行一延遲判斷，以決定是否產(chǎn)生及停止產(chǎn)生放電信號Sbal。第一延遲電路Dtl耦接第一金氧半場效晶體管Ml及電阻Rml的連接點(diǎn)，在第一金氧半場效晶體管Ml導(dǎo)通并持續(xù)一第一預(yù)定時間時，產(chǎn)生一第一延遲信號Sdtl，并在第一金氧半場效晶體管Ml關(guān)斷并持續(xù)第一預(yù)定時間時，停止產(chǎn)生第一延遲信號SdtI。第二延遲電路Dt2耦接第二金氧半場效晶體管M2及電阻Rm2的連接點(diǎn)，在第二金氧半場效晶體管M2導(dǎo)通并持續(xù)一第二預(yù)定時間時，產(chǎn)生一第二延遲信號Sdt2，并在第二金氧半場效晶體管M2關(guān)斷并持續(xù)第二預(yù)定時間時，停止產(chǎn)生第二延遲信號Sdt2。第一預(yù)定時間與第二預(yù)定時間的時間長度可以設(shè)為相同。邏輯單元LOG在同時接收第一延遲信號Sdtl以及第二延遲信號Sdt2時產(chǎn)生放電信號Sbal，使放電電路DIS對電池單元進(jìn)行放電，而后在第一延遲信號Sdtl以及第二延遲信號Sdt2均停止產(chǎn)生時，停止產(chǎn)生放電信號Sbal，以停止對電池單元進(jìn)行放電。放電電路DIS包含一金氧半場效晶體管M，而一限流電阻Rout則以外接的方式，通過一管腳耦接至電池單元。延遲電路Dt也可以應(yīng)用至圖3及圖4所示的實施例，以避免電路上的噪聲影響。
如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件:新穎性、進(jìn)步性和產(chǎn)業(yè)上的利用性。本發(fā)明在上文中已以較佳實施例揭示揭示，然熟悉本技術(shù)的人員應(yīng)理解的是，該實施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是，凡是與該實施例等效的變化與置換，均應(yīng)被認(rèn)為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電池電壓平衡電路，其特征在于，與一電池單元并聯(lián)，包含: 一電壓判斷電路，用以判斷該電池單元的一電池電壓，當(dāng)該電池單元的該電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，產(chǎn)生一放電信號，直至該電池單元的該電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，其中該第一預(yù)設(shè)電壓高于該第二預(yù)設(shè)電壓；以及 一放電電路，用以與該電池單元并聯(lián)，在接收該放電信號時，對該電池單元進(jìn)行放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓平衡電路，其特征在于，其中該電壓判斷電路包含一遲滯比較器以及一分壓電路，該分壓電路與該電池單元并聯(lián)，并產(chǎn)生一分壓信號至該遲滯比較器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓平衡電路，其特征在于，其中該電壓判斷電路包含一第一比較器、一第二比較器、一分壓電路以及一邏輯單元，該分壓電路與該電池單元并聯(lián)，該第一比較器耦接該分壓電路，根據(jù)該電池單元的該電池電壓是否高于該第一預(yù)設(shè)電壓產(chǎn)生一第一比較信號，該第二比較器耦接該分壓電路，根據(jù)該電池單元的該電池電壓是否低于該第二預(yù)設(shè)電壓產(chǎn)生一第二比較信號，該邏輯單元根據(jù)該第一比較信號及該第二比較信號產(chǎn)生該放電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓平衡電路，其特征在于，其中該電壓判斷電路包含一第一金氧半場效晶體管、一第二金氧半場效晶體管以及一分壓電路，該分壓電路與該電池單元并聯(lián)，并耦接該第一金氧半場效晶體管以及該第二金氧半場效晶體管的控制端，分別在該電池單元的該電池電壓高于該第一預(yù)設(shè)電壓及低于該第二預(yù)設(shè)電壓時改變該第一金氧半場效晶體管以及該第二金氧半場效晶體管的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的電池電壓平衡電路，其特征在于，其中該放電電路外接一限流電阻，以限制該電池單元通過該放電電路進(jìn)行放電的一放電電流在一預(yù)定電流之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電池電壓平衡電路，其特征在于，其中該電壓判斷電路還包含一延遲電路，在該電池單元的該電池電壓高于該第一預(yù)設(shè)電壓及低于該第二預(yù)設(shè)電壓時進(jìn)行一延遲判斷，以決定是否產(chǎn)生及停止產(chǎn)生該放電信號。
7.一種具電池電壓平衡功能的電池模塊，其特征在于，包含: 多個電池單元，該多個電池單元串聯(lián)成一電池串；以及 多個電池電壓平衡電路,每一個 電池電壓平衡電路并聯(lián)該多個電池單元中對應(yīng)電池單元，根據(jù)該對應(yīng)電池單元的電池電壓判斷是否對該電池單元進(jìn)行放電； 其中，該多個電池單兀的任一電池單兀的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，對應(yīng)電池電壓平衡電路進(jìn)行放電直至該電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，而該第一預(yù)設(shè)電壓高于該第二預(yù)設(shè)電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具電池電壓平衡功能的電池模塊，其特征在于，其中每一該電池電壓平衡電路為一集成電路，封裝于單一封裝體內(nèi)，該封裝體有一第一管腳、一第二管腳及一第三管腳，該第一管腳用以耦接對應(yīng)電池單元的一正端，該第二管腳用以耦接對應(yīng)電池單元的一負(fù)端，該第三管腳通過一限流電阻耦接至對應(yīng)電池單元的該正端及該負(fù)端其中之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求7至8任一項所述的具電池電壓平衡功能的電池模塊，其特征在于，其中該電壓判斷電路還包含一延遲電路，在該電池單元的該電池電壓高于該第一預(yù)設(shè)電壓及低于該第二預(yù)設(shè)電壓時進(jìn)行一延遲判斷，以決定是否產(chǎn)生及停止產(chǎn)生該放電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具電池電壓平衡功能的電池模塊，其特征在于，其中該限流電阻限制對應(yīng)電池電壓平衡電路在進(jìn)行放電時的一放電電流,使該放電電流小于對應(yīng)電池單元在充電時的 一充電電流。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池電壓平衡電路及具電池電壓平衡功能的電池模塊。其中，電池電壓平衡電路包含一電壓判斷電路以及一放電電路，并用以與一電池單元并聯(lián)。電壓判斷電路是用以判斷電池單元的一電池電壓，當(dāng)電池單元的電池電壓高于一第一預(yù)設(shè)電壓時，產(chǎn)生一放電信號，直至電池單元的電池電壓低于一第二預(yù)設(shè)電壓為止，其中第一預(yù)設(shè)電壓高于第二預(yù)設(shè)電壓。放電電路是用以與電池單元并聯(lián)，在接收放電信號時，對電池單元進(jìn)行放電。
文檔編號H02J7/00GK103219752SQ201210018789
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者余仲哲, 李立民, 徐獻(xiàn)松, 柳娟娟 申請人:登豐微電子股份有限公司