本技術(shù)涉及電源電路，尤其涉及一種無人船電源均衡電路及其裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著無人船功能的增加，體積和重量增大，需要將無人船動力增大，因此功率也隨之增大，目前無人船基本都使用電池供電，考慮無人船的戶外作業(yè)場景，電池容量需要滿足較長時(shí)間的測量需求，小容量電池不能滿足續(xù)航要求，若將電池容量增大，會面臨體積變大、重量大的問題，且電池或船體的設(shè)計(jì)難度和安全性問題也隨之出現(xiàn)；

2、已有的雙電池供電方案：

3、1、公開號為cn110797962b的中國發(fā)明專利，公開了雙電池切換的方法及雙電池系統(tǒng)，包括：獲取第一電池安裝位及第二電池安裝位上的電池模組的電池信息；根據(jù)電池信息確定電池模組的插拔狀態(tài)；再根據(jù)電池模組的插拔狀態(tài)控制對應(yīng)的電池模組放電。

4、2、公開號為cn109742841a的中國發(fā)明專利，公開了一種無人船雙電池供電電路，包括：將電池和系統(tǒng)通過外部n溝道m(xù)osfet分開，利用外部n溝道m(xù)osfet體二極管的壓差，通過比較器對比兩端地的電壓，輸出高或低電平控制外部n溝道m(xù)osfet開啟/關(guān)斷。通過高電壓電池拉高等效電壓到兩個(gè)電池的壓差，經(jīng)比較器打開高電壓電池供電，同時(shí)會關(guān)閉低電壓的一路電池供電。

5、然而上述的方案中存在一些缺點(diǎn)：

6、1、使用電池插拔狀態(tài)去控制電源供電，首先需要控制電路去控制器開啟或關(guān)閉，且只能電池1或電池2單獨(dú)供電或電池1和電池2一起打開供電，而且需要不停地檢測電路狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)無縫切換和均衡供電。

7、2、使用比較器，比較地電壓差的方式，要么單獨(dú)電池1供電，要么單獨(dú)電池2供電，只有兩個(gè)電壓差相等時(shí)才一起供電，有壓差的時(shí)候，不能實(shí)現(xiàn)無縫切換和均衡供電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種無人船電源均衡電路及其裝置，以解決相關(guān)技術(shù)存在的問題，技術(shù)方案如下：

2、第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種無人船電源均衡電路，包括：

3、若干組鋰電池；

4、分別與若干組鋰電池?cái)?shù)量對應(yīng)并相連的控制電路，所述控制電路之間并聯(lián)設(shè)置，其包括外部n溝道m(xù)osfet和理想二極管控制芯片，所述理想二極管控制芯片連接于所述外部n溝道m(xù)osfet的柵極，所述理想二極管控制芯片用于控制外部n溝道m(xù)osfet的導(dǎo)通和反接關(guān)斷。

5、在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還包括：微控制器單元mcu，其連接于理想二極管控制芯片引腳上，mcu與理想二極管控制芯片連接，所述mcu通過電池上的信號線讀取電池的電量信息。

6、在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述理想二極管控制芯片在正向電壓到達(dá)20mv時(shí)，所述外部n溝道m(xù)osfet完全導(dǎo)通。

7、本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述理想二極管控制芯片反接或者輸入vin小于vout，且滿足vin-vout<-20mv時(shí)，所述外部n溝道m(xù)osfet關(guān)斷。

8、在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還包括若干個(gè)輸出濾波電容，若干個(gè)所述輸出濾波電容與理想二極管控制芯片的輸出端相連。

9、在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還包括若干個(gè)輸入濾波電容，若干個(gè)所述輸入濾波電容與理想二極管控制芯片的輸入端相連。

10、在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還包括dc-dc模塊，所述dc-dc模塊的輸入端連接于若干組所述鋰電池輸出端的合路上。

11、在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述dc-dc模塊的輸出端與mcu的電源輸入端相連。

12、第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種無人船電源裝置，包括上述第一方面所述的無人船電源均衡電路。

13、在一種實(shí)施方式中，通過外部n溝道m(xù)osfet并聯(lián)的方式給推進(jìn)器、通信系統(tǒng)、測深儀或其他負(fù)載模塊供電，當(dāng)多數(shù)量的電池均接入電路時(shí)，如果其中一路電池電壓高于另一路電池電壓，較高的一路電池為系統(tǒng)提供大部分電流，較低的一路電池為系統(tǒng)提供少部分電流，即電池供電源切換時(shí)有電壓差，能夠讓較低電壓的電池也能提供電流；如果兩路電池電壓相差較小時(shí)，由兩路電池同時(shí)為系統(tǒng)供電，此時(shí)兩路電池提供均衡的電流。在供電時(shí)，兩邊的電池不會發(fā)生倒灌的情況，合路后的電源經(jīng)過dc-dc模塊降壓到3.3v給系統(tǒng)的mcu供電。

14、上述技術(shù)方案中的優(yōu)點(diǎn)或有益效果至少包括：

15、1、在本實(shí)用新型中，電池在電壓相差大或相差小的情況下可提供不一樣的電流或相差不大的電流，進(jìn)行均衡供電，可以實(shí)現(xiàn)在不增加單個(gè)電池容量的情況下，提高續(xù)航時(shí)間。

16、2、系統(tǒng)的整體效率和可靠性將提高。由于理想二極管控制器的低正向壓降，功率耗散及其相關(guān)的熱管理問題將可忽略不計(jì)。

17、3、負(fù)載共享。使用理想二極管控制器時(shí)，不存在像肖特基二極管正向電壓差異及其負(fù)溫度系數(shù)引起的負(fù)載共享問題，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的平滑切換。

18、4、防止電流反向流動，當(dāng)其中一路的輸入通道低于輸出時(shí)，該路理想二極管芯片停止調(diào)節(jié)外部n溝道m(xù)osfet上的電壓，并將柵極短路至芯片的電源輸入檢測引腳，以防止反向電流流動，并允許另一路電源支持負(fù)載。

19、5、本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)多電池的均衡供電和切換，支持多個(gè)電池的均衡切換。

20、6、本實(shí)用新型支持兩種均衡模式的切換，可提供檢測電壓切換、檢測電量切換兩種工作模式。

21、上述概述僅僅是為了說明書的目的，并不意圖以任何方式進(jìn)行限制。除上述描述的示意性的方面、實(shí)施方式和特征之外，通過參考附圖和以下的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型進(jìn)一步的方面、實(shí)施方式和特征將會是容易明白的。

技術(shù)特征：

1.一種無人船電源均衡電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人船電源均衡電路，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人船電源均衡電路，其特征在于，所述理想二極管控制芯片在正向電壓到達(dá)20mv時(shí)，所述外部n溝道m(xù)osfet完全導(dǎo)通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人船電源均衡電路，其特征在于，所述理想二極管控制芯片反接或者輸入vin小于vout，且滿足vin-vout<-20mv時(shí)，所述外部n溝道m(xù)osfet關(guān)斷。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人船電源均衡電路，其特征在于，還包括若干個(gè)輸出濾波電容，若干個(gè)所述輸出濾波電容與理想二極管控制芯片的輸出端相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人船電源均衡電路，其特征在于，還包括若干個(gè)輸入濾波電容，若干個(gè)所述輸入濾波電容與理想二極管控制芯片的輸入端相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的無人船電源均衡電路，其特征在于，還包括dc-dc模塊，所述dc-dc模塊的輸入端連接于若干組所述鋰電池輸出端的合路上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人船電源均衡電路，其特征在于，所述dc-dc模塊的輸出端與mcu的電源輸入端相連。

9.一種無人船電源裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的電源均衡電路。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提出了一種無人船電源均衡電路及其裝置，該無人船電源均衡電路包括：分別與若干組鋰電池?cái)?shù)量對應(yīng)并相連的控制電路，控制電路之間并聯(lián)設(shè)置，其包括外部N溝道MOSFET和理想二極管控制芯片，理想二極管控制芯片連接于外部N溝道MOSFET的柵極，理想二極管控制芯片用于控制外部N溝道MOSFET的導(dǎo)通和反接關(guān)斷。該無人船電源裝置包括該無人船電源均衡電路。在本技術(shù)中，電池在電壓相差大或相差小的情況下可提供不一樣的電流或相差不大的電流，進(jìn)行均衡供電，可以實(shí)現(xiàn)在不增加單個(gè)電池容量的情況下，提高續(xù)航時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：歐業(yè)佳,林欽堅(jiān),鄭勝平,黃智偉,劉青晗,周正朝,李偉強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州市中海達(dá)測繪儀器有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231225
技術(shù)公布日：2025/1/2