[發明專利]平衡電池單元的平衡電路

有效

• 申請號: 201310294580.5
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103545872A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 蔡富生
• 申請（專利權）人: 蔡富生
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術領域

本發明涉及電池平衡技術領域，尤指一種通過將多個電池單元之中具有較高電壓的電池單元的能量提供給多個電池單元，來平衡該多個電池單元的主動式平衡電路。

背景技術

一般來說，為了供應較高的輸出電壓，可串接多個電池以作為電源供應裝置以提供所需的的輸出電壓。然而，在對具有彼此串接的多個電池的電源供應裝置進行充電時，該多個電池之間的電壓失衡會造成總能量的降低或導致電源供應裝置的損壞。舉例來說，當在電池供應裝置之中有一部份的電池已大致充滿電，而其他電池仍需一段時間方可完成充電時，繼續對電池供應裝置進行充電會造成該部份的電池有過充（overcharging）的現象，進而減少該部份的電池的壽命。

傳統的電源供應裝置使用被動式電池平衡機制來避免上述情形發生，然而，被動式電池平衡機制系將多余的能量（亦即，過充的能量）消耗，這將造成能量的浪費和過量的熱。因此，需要一種主動式電池平衡電路（active?balancing?circuit）來解決上述問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種通過將多個電池單元之中具有較高電壓的電池單元的能量提供給該多個電池單元來平衡該多個電池單元的主動式平衡電路，以解決上述問題。

依據本發明的一實施例，其揭示一種用來平衡電池單元的平衡電路。該平衡電路包含一控制單元、一電感單元以及一能量轉移單元。該控制單元耦接于該多個電池單元之中的至少一電池單元，其中控制單元包含至少一開關元件。該電感單元耦接于該開關元件與該電池單元之間，用以依據該開關元件的開關狀態來取走該電池單元的一多余能量，并據以產生對應于該多余能量的一感應能量。該能量轉移單元耦接于該電感單元，用以將該感應能量提供給該多個電池單元，并儲存該感應能量。

本發明所提供的平衡多個電池單元的平衡電路可快速地平衡電池系統、具有模塊化電路的架構（例如，能量轉換效率高的返馳式轉換電路）以簡化電路設計與增加設計彈性，并可采用自激式振蕩器來簡化控制機制與降低成本。

通過以下的描述并結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發明的實施例。

附圖說明

第1圖為本發明電池系統的一實施例的示意圖。

第2圖為第1圖所示的電池系統的一第一實施例的示意圖。

第3圖為第2圖所示的平衡電路的局部電路的一實施例的示意圖。

第4圖為第1圖所示的電池系統的一第二實施例的示意圖。

第5圖為第1圖所示的電池系統的一第三實施例的示意圖。

【符號說明】

100、200、400、500???電池系統

102、202、402、502???平衡電路

112、212、512???控制單元

122、222、522???電感單元

132、232、532???能量轉移單元

242???控制電路

244???邏輯電路

246、452???自激式振蕩器

248???閘極驅動器

442_1～442_n???能量調整電路

446_1～446_n???邏輯單元

448_1～448_n???調整單元

BAT＋、BAT－、N＋、N－、NA、NB、NC、ND、N端點

VB_1～VB_n、BM_1～BM_n、BM_x、SBM_1～SBM_n、BP_1～BP_n電池單元

SW_1～SW_2、Q_1～Q_n、Q_x開關元件

LP_1～LP_n、LP_x、LS_1～LS_n、LS_x、LS繞組

BD_1～BD_n本體二極管

D、ED_1～ED_n、ED_x、ED、D_1～D_n二極管

C_1～C_n、C_x、C電容

R電阻

具體實施方式