[發(fā)明專利]一種簡(jiǎn)單高效的充放電控制電路及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210114373.2
• 申請(qǐng)日: 2012-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN102611168A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪躍輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汪躍輝
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 深圳市康弘知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽(yáng);孫潔敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池充放電裝置，尤其涉及一種簡(jiǎn)單高效的充放電控制電路及其控制方法。

背景技術(shù)

在電池生產(chǎn)或使用的過(guò)程（如電池的化成與分容）中，經(jīng)常要用到充放電電路。充放電電路基本包括：依次串聯(lián)的整流器、充電電路、電池；電池充放電電路可能但不僅限于圖1至3所示結(jié)構(gòu)。如圖1所示，電池單接放電電路，整流器負(fù)責(zé)把交流電變換成一定電壓的直流電，作為后面的充電電路的輸入，給充電電路提供能量來(lái)源。如圖2所示，電池與整流器輸出端之間串接放電電路，形成能量回饋電路，放電電池的能量通過(guò)放電電路回饋到整流器的輸出端，可供其它充電電路使用，或通過(guò)其它的逆變器再將能量回饋至電網(wǎng)，以達(dá)到放電能量再利用的目的。此時(shí)，整流器的輸出電壓即為放電電路的輸出電壓。如圖3所示，充電電路和放電電路集合為充/放電電路，亦形成能量回饋電路。

由于電池電壓有著較寬的電壓范圍，而且不同類型的電池電壓范圍也不相同，為使充放電電路在電池在電壓全范圍都能正常工作，并且具有較為廣泛的應(yīng)用范圍，因此一般來(lái)說(shuō)整流器的輸出電壓一般都設(shè)定在一個(gè)比較高的值。因此，在很多情況下，功率變換電路（充電電路和/或放電電路）的輸入輸出電壓之差都較大。功率變換電路可以是基于線性電源工作原理的電路，也可以是基于開關(guān)電源原理的電路。無(wú)論其屬于何種電路，都有一種共同的特性，就是電路的輸入電壓和輸出電壓差距越大，其能量損耗越大。在線性電路里這種特性表現(xiàn)得尤為明顯，因?yàn)槠?/p>

損耗=（輸入電壓-輸出電壓）*電流

比如在圖1至圖3任一的電路結(jié)構(gòu)里，如果整流器輸出電壓6V，電池電壓2V，電流10A，那么給電池充電總共消耗60W的功率，但其中有40W都以發(fā)熱的形式消耗掉了。

在一些高精度的電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)（如化成和分容），為了得到較小的充放電紋波，大多采用線性充放電電路。這也就是為什么電池生產(chǎn)企業(yè)一般都是高能耗的企業(yè)，每年的電費(fèi)都是一筆很大的開支。如果是開關(guān)型的充電電路或放電電路，雖然能量損耗跟輸入輸出電壓之差的關(guān)系不如線性電路這么突出，但也不容小視。

因此，如果在電池充放電的過(guò)程中，可以根據(jù)電池電壓的不同來(lái)調(diào)節(jié)整流器的輸出電壓，讓充放電電路的輸入輸出電壓之差盡可能的小，就可以極大的減小電路的能量損耗，給電池企業(yè)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益。

一種類似的辦法是臺(tái)灣致茂電子股份有限公司的專利CN200910132274.5，其方法是針對(duì)線性充放電電路，控制電路中充放電的限流晶體管和限流電阻上的電壓為一個(gè)固定值，這樣可以在一定程度降低整流器的輸出電壓。在該方案里：

損耗=（控制的固定值+電路中其它的線路電阻*電流）*電流

該方案雖具有一定的節(jié)能效果，但有一個(gè)突出的問(wèn)題，就是為了控制限流晶體管和限流電阻上的電壓為一個(gè)固定值，需要復(fù)雜的閉環(huán)控制，成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提出成本低廉、電路簡(jiǎn)單、電能利用率高的充放電控制電路。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單高效的充放電控制電路，包括依次串聯(lián)的整流器、充放電電路、電池，以及用以輸入控制參數(shù)的參數(shù)設(shè)置裝置、連接參數(shù)設(shè)置裝置對(duì)所述控制參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算進(jìn)而輸出控制信號(hào)的控制單元，所述整流器連接該控制單元并根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)整輸出直流電壓。

所述整流器包含控制端、正極輸出端和負(fù)極輸出端，所述控制單元與整流器的控制端和正極輸出端之間連接一驅(qū)動(dòng)電路。

所述驅(qū)動(dòng)電路包括：運(yùn)算放大器，串接在運(yùn)算放大器反相輸入端與正極輸出端之間的第二電阻、串接在運(yùn)算放大器反相輸入端與地之間的第四電阻、串聯(lián)后接在運(yùn)算放大器反相輸入端與輸出端之間的第三電阻和電容，運(yùn)算放大器正相輸入端接控制單元第一控制端，運(yùn)算放大器輸出端接整流器控制端。

所述控制單元還連接控制所述充放電電路。

所述整流器包含正極輸出端和負(fù)極輸出端，所述充放電電路包括充電晶體管、放電晶體管、限流電阻、公共端、接待充電池的充電正極和充電負(fù)極，其中充電晶體管的漏極接正極輸出端、源極接公共端、柵極接控制單元第二控制端；放電晶體管的漏極接公共端、源極接負(fù)極輸出端、柵極接控制單元第三控制端；限流電阻串接在公共端與充電正極之間，負(fù)極輸出端接充電負(fù)極。

所述參數(shù)設(shè)置裝置為鍵盤、或觸摸顯示屏、或電腦。