[發明專利]自動電池均衡電路

有效

• 申請號: 00117927.6
• 申請日: 2000-05-29
• 公開（公告）號: CN1275829A
• 公開（公告）日: 2000-12-06
• 發明（設計）人: W·A·彼得森
• 申請（專利權）人: 洛克希德馬丁公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅朋,傅康

1.一種用于均衡至少第一和第二串聯電池之間的電荷的電池均衡電路，每個電池包括正端和負端，其中第二電池的正端在公共節點連接到第一電池的負端，該電池均衡電路包括：

開關電路，其可以(i)在正節點連接到第一電池的正端，以及(ii)在負節點連接到第二電池的負端；以及

諧振電路，其可連接在開關電路和電池的公共節點之間，

其中開關電路適合于交替地使該諧振電路與第一和第二電池相并聯，使得直流成分通過諧振電路作為第一和第二電池之間電荷不平衡的函數在它們之間流動。

2.根據權利要求1所述的電池均衡電路，其特征在于，直流電流成分按照至少如下一種方式流動：(i)當第一電池具有比第二電池上的電荷更大的電荷時，從第一電池流到第二電池；以及(ii)當第一電池具有比第二電池上的電荷更小的電荷時，從第二電池流到第一電池，

其中該直流電流成分趨向于均衡第一和第二電池之間的電荷。

3.根據權利要求2所述的電池均衡電路，其特征在于，該直流電流成分具有與在第一和第二電池上的各個電荷之間的幅度差成正比的幅度。

4.根據權利要求3所述的電池均衡電路，其特征在于，該諧振電路是串聯諧振電路，包括與諧振電容器相串聯的諧振電感器。

5.根據權利要求4所述的電池均衡電路，其特征在于，串聯連接的諧振電感器和諧振電容器包括連接到開關電路的第一節點，可連接到電池的公共節點的第二節點，以及把諧振電感器連接到諧振電容器的中間節點。

6.根據權利要求5所述的電池均衡電路，其特征在于，該串聯諧振電路包括跨接諧振電容器的旁路電路，使得直流電流成分可以流過并且流到第一和第二電池中的一個。

7.根據權利要求6所述的電池均衡電路，其特征在于，該直流旁路電路包括旁路電感器，該旁路電感器所具有的電感明顯大于諧振電感器的電感。

8.根據權利要求7所述的電池均衡電路，其特征在于，在第一和第二電池上的各個電荷之間的不平衡趨向于感應諧振電容器上的直流電壓成分，該旁路電感器提供跨過諧振電容器的直流電流通道，使得直流電流成分可以流過旁路電感器并且流到第一和第二電池中的一個。

9.根據權利要求5所述的電池均衡電路，其特征在于，該開關電路包括從正節點到負節點以半橋式結構連接的第一和第二開關晶體管，并且確定它們之間的一個輸出節點，諧振電路的第一節點連接到該輸出節點。

10.根據權利要求9所述的電池均衡電路，其特征在于，該開關電路包括晶體管驅動電路，其適合于分別產生用于分別使第一和第二開關晶體管導通和截止的第一和第二偏置信號，該晶體管驅動電路連接到諧振電感器，使得第一和第二置壓信號是跨過該諧振電感器的電壓的一個函數。

11.根據權利要求10所述的電池均衡電路，其特征在于，該晶體管驅動電路產生第一偏壓信號，以便于(i)當跨過諧振電感器的電壓通常為正時，偏置第一晶體管導通和偏置第二晶體管截止，(ii)當跨過諧振電感器的電壓通常為負時，偏置第一晶體管截止和偏置第二晶體管導通。

12.根據權利要求11所述的電池均衡電路，其特征在于，該晶體管驅動電路包括繞在諧振電感器的公共鐵芯上的第一和第二繞組，該第一和第二繞組相反地纏繞，并且分別連接到第一和第二開關晶體管的偏置端。

13.根據權利要求12所述的電池均衡電路，其特征在于，第一和第二開關晶體管是MOS門晶體管，其中每個具有選通端，該第一和第二繞組連接到各個選通端。

14.根據權利要求13所述的電池均衡電路，其特征在于，第一和第二開關晶體管是MOSFET，第一開關晶體管的源極在輸出節點連接到第二開關晶體管的漏極，該第一和第二繞組從各個柵極連接到第一和第二開關晶體管的源極。

15.根據權利要求11所述的電池均衡電路，其特征在于，晶體管驅動電路被采用，使得諧振電感兩端的電壓感應成比例的偏壓以將在一正反饋電路組成中的第一和第二開關晶體管偏置為導通和截止。