專利名稱：用來控制功率的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及具有控制單元的電功率控制設(shè)備和用來控制電功率的
方法。所述控制單元控制處于多個(gè)電功率源并聯(lián)連接的狀態(tài)下的每個(gè) 電功率源的輸入/輸出信息。
背景技術(shù)：
圖l是現(xiàn)有技術(shù)的使用電源的系統(tǒng)的框圖。
如圖1中所示，系統(tǒng)包括中央處理單元(CPU) 14、電源IO、和諸 如液晶顯示器(LCD)裝置16的顯示單元、以及諸如耦合到電源10和 LCD裝置16以控制數(shù)據(jù)或信號(hào)的微型計(jì)算機(jī)15的子控制單元。
電源10包括充電器13，所述充電器13能夠給替代電流電源11和諸 如電池13a的亞電源充電。
同時(shí)，在圖1中，作為亞電源的電池13a示例性地集成到充電器13 中以說明電池13a在充電器13中或通過充電器13充電。然而，電池13a 可以設(shè)置成與所述充電獨(dú)立。
圖2示出具有多個(gè)并聯(lián)連接的電池并且將電功率施加到系統(tǒng)的電 源單元100的框圖。如圖2中所示，多個(gè)電池21和22為并聯(lián)連接。系統(tǒng)25被電池21和22 驅(qū)動(dòng)。保護(hù)單元24耦合到電池21和22以及所述系統(tǒng)以保護(hù)它們。提供 充電/放電開關(guān)23以對(duì)電池21和22進(jìn)行充電和放電。
在上述結(jié)構(gòu)中，僅使用具有大容量的一個(gè)電池或兩個(gè)或更多個(gè)并 聯(lián)連接的電池來增加系統(tǒng)(例如便攜式電子裝置)中的亞電源的操作 時(shí)間。
當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)電池被并聯(lián)連接以增加操作時(shí)間時(shí)，由于充電或 放電期間的阻抗差，施加到各個(gè)電池的電流可能不同。
艮P，在放電結(jié)束的時(shí)候，電池中的一個(gè)具有大的放電電流以操作 保護(hù)單元24并且另一電池處于放電結(jié)束的狀態(tài)。
另外，由于電池中阻抗匹配的困難和并聯(lián)連接的電池的環(huán)路程差， 一些電池可能會(huì)在功能上退化。
此外，當(dāng)在處于電池被并聯(lián)連接的狀態(tài)中的特定電池存在短路時(shí)， 集中了相對(duì)大的電流。這可能引起系統(tǒng)的爆炸和起火。
即使僅并聯(lián)連接的電池中的一個(gè)發(fā)生故障，所有電池都不能使用。
為了解決這些限制，對(duì)每個(gè)電池而言，諸如正溫度系數(shù)(PTC)、 溫度補(bǔ)償電路、或額外電路的保護(hù)單元24是必需的。
因此，由于使用額外的保護(hù)單元，所以不推薦使用并聯(lián)連接的電池
發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例提供可以解決各個(gè)電源(電池)的充電/放電電流之間的不 平衡問題的功率控制設(shè)備和用來控制功率的方法。
實(shí)施例還提供被設(shè)計(jì)成使各個(gè)電源的阻抗彼此匹配以解決并聯(lián)連 接的各個(gè)電源的充電/放電電流之間的不平衡問題的功率控制設(shè)備和用 來控制功率的方法。
實(shí)施例還提供被設(shè)計(jì)成使諸如可變電阻器的電流平衡部件耦合到 每個(gè)電源以控制各個(gè)電源的充電/放電電流之間的平衡的功率控制設(shè)備 和用來控制功率的方法。
實(shí)施例還提供功率控制設(shè)備和用來控制功率的方法，所述功率控 制設(shè)備被設(shè)計(jì)成通過直接將諸如作為控制單元的可變電阻器的電流平 衡部件耦合到各個(gè)電源以在不考慮每個(gè)電源的內(nèi)部特性的情況下使各 個(gè)電源與各個(gè)電源的總阻抗(每個(gè)電源的內(nèi)部阻抗+由可變電阻器的 外部阻抗)匹配，從而使得并聯(lián)連接的各個(gè)電源的充電電流和/或放電 電流彼此平衡。
實(shí)施例還提供功率控制設(shè)備，所述功率控制設(shè)備被設(shè)計(jì)成使得通
過使用諸如脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制的電流平衡部件的控制使并聯(lián) 連接的各個(gè)電源的充電電流和/或放電電流彼此平衡，從而解決各個(gè)電 源的電流之間的不平衡問題。
作為用來控制PWM控制的實(shí)施例，用于PWM控制的開關(guān)被串聯(lián)連 接到各個(gè)電池作為電流平衡部件的實(shí)例。根據(jù)各個(gè)電池的充電/放電電 流量或各個(gè)電池的阻抗的識(shí)別結(jié)果通過控制器控制每個(gè)開關(guān)的接通/斷 幵持續(xù)時(shí)間，以控制PWM的占空比(100%、 87.5%和77.7%)，由此 使各個(gè)電池的充電/放電電流平衡。
實(shí)施例還提供用來控制功率的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法可以利用耦合到電池和保護(hù)器34的一個(gè)充電器為每個(gè)電池執(zhí)行充電操作、 放電操作、以及保護(hù)操作并且通過作為控制器的微型機(jī)算計(jì)37根據(jù)各 個(gè)電池的充電/放電電流(或每個(gè)電池的阻抗)的監(jiān)測(cè)結(jié)果來控制作為 串聯(lián)連接到各個(gè)電池的電流平衡部件(CBC)的可變電阻器或PWM占 空開關(guān)(duty switch)來控制使得預(yù)定的充電/放電電流流入每個(gè)電池 中。
在一個(gè)實(shí)施例中，用來控制功率的設(shè)備包括具有多個(gè)電池的電源 單元，所述多個(gè)電池并聯(lián)連接并且其中的至少一個(gè)能夠被充電和放電； 耦合到電源單元的電池的電流平衡單元；以及控制器，所述控制器用 來根據(jù)電源單元的狀態(tài)或各個(gè)電池的電流中的至少一個(gè)的識(shí)別結(jié)果控 制電流平衡單元。
在另一個(gè)實(shí)施例中，用來控制功率的方法包括識(shí)別并聯(lián)連接的電 源單元的電池的電流或阻抗；根據(jù)識(shí)別結(jié)果控制連接到電池的電流平 衡部件；以及通過被控制的電流平衡部件給電池充電。
從下文中給出的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的另外的應(yīng)用范圍將變得顯 而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，在簡(jiǎn)要說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的時(shí) 候，詳細(xì)描述和特定實(shí)例僅按說明性的方式給出，根據(jù)這種詳細(xì)描述， 在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的多種變化和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得 顯而易見。


由下文給出的詳細(xì)描述和附圖將更充分地理解本發(fā)明，所述描述 和附圖僅被說明性地給出并且因而并不限制本發(fā)明，并且其中 圖l是現(xiàn)有技術(shù)的使用電源的系統(tǒng)的框圖2是具有多個(gè)并聯(lián)連接的電池并且施加電功率到系統(tǒng)的電源單 元100的框圖3是示出根據(jù)實(shí)施例的用來控制功率的設(shè)備和方法的框圖；圖4是示出通過控制并聯(lián)連接的電源中的每一個(gè)的阻抗進(jìn)行充電 操作的流程圖5是示出通過控制并聯(lián)連接的電源中的每一個(gè)的阻抗進(jìn)行放電 操作的流程圖6是示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的并聯(lián)連接的電源中的每一個(gè)的電 流控制的框圖7是示出在沒有電流平衡單元的控制的情況下電源單元的電源 中的每一個(gè)中電流充電的框圖8是示出通過電流平衡單元的控制的電源單元的電源中的每一 個(gè)中電流充電的框圖9a、 9b、和9c示出通過脈沖寬度的控制的電源之間的電流平衡
的曲線圖；所述脈沖寬度的控制通過圖8的電流平衡單元的PWM占空開 關(guān)中的每一個(gè)的控制來啟動(dòng)；以及
圖10是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)地對(duì)本公開的實(shí)施例進(jìn)行介紹，其實(shí)例在附圖中示出。
在下列描述中，從正被廣泛使用的通用術(shù)語中選擇術(shù)語。術(shù)語中 的一些是由申請(qǐng)人任意創(chuàng)造的，但是其操作和含義在說明書中被詳細(xì) 描述。因此，這些術(shù)語一定不要被看作是簡(jiǎn)單術(shù)語，而要按它的操作/ 含義來理解。
例如，電流平衡部件是用來控制輸入到電源或從電源輸出的電流 的單元。例如，電流平衡部件可以是可變電阻器或用于PWM控制的單 元。然而，本公開并不限于這種構(gòu)造。即，用于電源之間的阻抗匹配 或用于電源之間的平衡的其它單元可以被用作電流平衡部件。
此外，在本公開中，盡管描述了電流或阻抗(包括電阻)的控制， 但是，根據(jù)一般的電流電壓公式(V = IR)，添加用來控制電源的電壓的單元可以被看作是用來實(shí)現(xiàn)相同目的和解決方案的單元。 另外，電池表示可以被充電和放電的電源。
根據(jù)本公開的用來控制功率的設(shè)備和方法利用耦合到電池和保護(hù)
器34的一個(gè)充電器(未示出，但是見圖l)為每個(gè)電池單獨(dú)地執(zhí)行充電 操作、放電操作、以及保護(hù)操作并且通過作為控制器的微型機(jī)算計(jì)37 根據(jù)電池的充電/放電電流(或每個(gè)電池的阻抗)的監(jiān)測(cè)結(jié)果來控制串 聯(lián)連接到各個(gè)電池的可變電阻器(圖3中的36)或PWM占空開關(guān)(圖6 中的64)，如此控制使得預(yù)定的充電/放電電流流入每個(gè)電池中。
將參考附圖詳細(xì)描述本公開的特征，其中，當(dāng)系統(tǒng)包括多個(gè)電池 31，例如六個(gè)電池并且所述六個(gè)電池全部發(fā)生故障時(shí)，連接到電池的 主開關(guān)(圖3的38)被斷開，從而和系統(tǒng)35完全分離開。
圖3是示出根據(jù)實(shí)施例的用來控制功率的設(shè)備和方法的框圖300。
如圖3中所示，功率控制設(shè)備包括電源單元，具有多個(gè)可以被充 電和放電并且并聯(lián)連接的電池31a、 31b、和31c;電流平衡單元36，具 有多個(gè)耦合到各個(gè)電池31a、 31b、和31c的電流平衡部件(可變電阻器) 36a、 36b、和36c;以及控制器37，用來根據(jù)電源單元31的狀態(tài)或電源 31a、 31b、和31c的充電和放電電流中的至少一個(gè)的檢査結(jié)果控制電池 31a、 31b、禾B31c的接通/斷開或控制電流平衡單元36的電流平衡部件 36a、 36b、和36c。所述設(shè)備進(jìn)一步包括用來執(zhí)行電池的充電/放電接通 /斷開的充電/放電開關(guān)。
在上述結(jié)構(gòu)中，電源單元的電池31a、 31b、和31c并聯(lián)連接并且電 流平衡部件36a、 36b、禾口36c與各個(gè)電池31a、 31b、和31c串聯(lián)連接。
在該實(shí)施例中，電流平衡部件36a、 36b、和36c可以是用來可變地控制每個(gè)電池的充電/放電電流的可變電阻器。
控制器37控制電流平衡單元36以實(shí)現(xiàn)電源單元31的各個(gè)電池31a、 31b、和31c的充電電流和/或放電電流之間的平衡。
控制器37控制電流平衡單元36的電流平衡部件36a、 36b、和36c以 便電源單元31的電池31a、 31b、和31c的阻抗彼此匹配而不考慮電源單 元31的各個(gè)電池31a、 31b、和31c的內(nèi)部/外部特性。
本申請(qǐng)所考慮的和/或與電源單元的電池相匹配的阻抗是每個(gè)電 池的內(nèi)部阻抗與電流平衡單元的相應(yīng)可變電阻器的外部阻抗的和。
控制器在考慮電源單元的內(nèi)部/外部特性的情況下控制耦合到電 源單元的各個(gè)電池的電流平衡部件，從而使得各個(gè)電池的阻抗可以彼
此匹配。
在上述結(jié)構(gòu)中，作為控制器的微型機(jī)算計(jì)根據(jù)各個(gè)電池的阻抗或/ 和充電/放電電流的監(jiān)測(cè)結(jié)果控制電流平衡部件使得各個(gè)電池的阻抗可 以彼此匹配。
根據(jù)通過微型機(jī)算計(jì)監(jiān)測(cè)和控制阻抗的方法，當(dāng)每個(gè)電池的阻抗 變化時(shí)，在充電和放電期間電池的充電電流或放電電流變得彼此不同。 在該情形下，微型計(jì)算機(jī)控制作為電流平衡部件的可變電阻器使得充 電電流或放電電流變得彼此相等。
因此，能夠使用并聯(lián)連接的電池并且可以選擇性地省略PTC和溫 度補(bǔ)償電路。所以，可以減少生產(chǎn)成本。
圖4是示出通過控制并聯(lián)連接的每個(gè)電源的阻抗進(jìn)行充電操作的 流程圖。如圖4中所示，作為控制器的微型計(jì)算機(jī)讀取電源信息，例如電池
的數(shù)目、各個(gè)電池的電流值、各個(gè)電池的電壓值(S401)。
微型計(jì)算機(jī)利用讀取的信息識(shí)別各個(gè)電池的狀態(tài)。當(dāng)電池中的至 少一個(gè)處于正常狀態(tài)時(shí)(S403)，各個(gè)電池的充電電流的平衡狀態(tài)被 監(jiān)測(cè)(S405)。
控制器根據(jù)識(shí)別結(jié)果識(shí)別電源單元的電池處于異常狀態(tài)或/和充 電電流處于異常狀態(tài)(不平衡狀態(tài))(S409)。
控制器根據(jù)識(shí)別結(jié)果控制耦合到各個(gè)電池的電流平衡部件 (S411)。
在上述步驟之后，執(zhí)行由包括電池的電源單元操作的系統(tǒng)的識(shí)別 操作和通過各個(gè)電流平衡部件控制的充電操作(S413、 S415、 S417、 S419、和S421)。
當(dāng)系統(tǒng)處于異常操作狀態(tài)時(shí)，在下列充電條件下執(zhí)行充電操作 (S421)。
正常的充分充電條件1)電池電壓是4.2±1%， 2)錐形電流(taper current)小于充電電流的10%。當(dāng)滿足這兩個(gè)條件時(shí)，認(rèn)為電池被充分 充電。
同時(shí)，當(dāng)全部電池的充電電流平衡時(shí)，根據(jù)S405的監(jiān)測(cè)結(jié)果執(zhí)行 充電操作(S407)。
圖5是示出通過控制并聯(lián)連接的每個(gè)電源的阻抗進(jìn)行放電操作的 流程圖。如圖5中所示，作為控制器的微型計(jì)算機(jī)讀取電源信息，例如電池
的數(shù)目、各個(gè)電池的電流值、各個(gè)電池的電壓值(S501)。
微型計(jì)算機(jī)利用讀取的信息識(shí)別各個(gè)電池的狀態(tài)。當(dāng)電池中的至 少一個(gè)處于正常狀態(tài)時(shí)(S503)，各個(gè)電池的放電電流的平衡狀態(tài)被 監(jiān)測(cè)(S505)。
控制器根據(jù)識(shí)別結(jié)果識(shí)別電源單元的電池處于異常狀態(tài)或/和放 電電流處于異常狀態(tài)(不平衡狀態(tài))(S509)。
控制器根據(jù)識(shí)別結(jié)果控制耦合到各個(gè)電池的電流平衡部件 (S511)。
通過被控制的電流平衡部件執(zhí)行放電操作/到預(yù)定的系統(tǒng)狀態(tài)的 操作(S513、 515、和517)。
同時(shí)，當(dāng)全部放電電流平衡時(shí)，根據(jù)S505的監(jiān)測(cè)結(jié)果執(zhí)行放電操 作(S507)。當(dāng)電池的全部放電電流都不平衡時(shí)，不執(zhí)行放電操作。
對(duì)于上述的步驟，以下將描述如果全部電池處于正常狀態(tài)的識(shí)別 操作。
設(shè)備被設(shè)計(jì)為使得在系統(tǒng)引導(dǎo)期間僅有超過3.6V的電池被放電。
同時(shí)，設(shè)備進(jìn)一步被設(shè)計(jì)為使得在系統(tǒng)操作期間僅具有正常系統(tǒng) 斷開電壓(3.1 —3.5 V)的電池被放電。
同時(shí)，當(dāng)所有電池都出現(xiàn)毛病時(shí)，這被認(rèn)為是放電故障并且不執(zhí) 行放電操作。另外，微型計(jì)算機(jī)認(rèn)出各個(gè)電池并且監(jiān)測(cè)各個(gè)電池的充電/放電電 流。當(dāng)監(jiān)測(cè)到各個(gè)電池的充電/放電電流不匹配時(shí)，微型計(jì)算機(jī)控制可 變電阻器以使各個(gè)電池的充電/放電電流平衡。在充電/放電操作期間， 微型計(jì)算機(jī)保持監(jiān)測(cè)電池以識(shí)別電池是否出了毛病。
同時(shí)，當(dāng)所有電池被放電到系統(tǒng)斷開電壓時(shí)，系統(tǒng)變?yōu)樗吣Ｊ健?br> 上述流程圖僅是示例性的并且因此在本公開的范圍可以改變流程 圖的順序。
圖6是示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的并聯(lián)連接的每個(gè)電源的電流控制 的框圖。
首先，將描述該實(shí)施例的操作概要。
在各電池并聯(lián)連接的狀態(tài)下，為了解決各個(gè)電池的充電/放電電流
的不平衡缺陷，用于PWM控制的開關(guān)被串聯(lián)連接到各個(gè)電池作為電流
平衡部件的實(shí)例。根據(jù)各個(gè)電池的充電/放電電流量或各個(gè)電池的阻抗 的識(shí)別結(jié)果通過控制器控制每個(gè)開關(guān)的接通/斷開持續(xù)時(shí)間以控制
PWM的占空比(100%、 87.5%和77.7%)，由此使各個(gè)電池的充電/ 放電電流平衡。
如圖6中所示，該實(shí)施例的設(shè)備包括用來轉(zhuǎn)換施加的交流電的適配 器62;系統(tǒng)67，例如，諸如便攜式數(shù)字輔助設(shè)備的便攜式系統(tǒng)，并且 在其上施加適配器62的輸出電流；具有多個(gè)電池61a、 61b、和61c并且 被充電器充電的電源單元61;以及電流平衡單元64，其用來根據(jù)各個(gè) 電池的充電/放電電流量或各個(gè)電池的阻抗的識(shí)別結(jié)果通過控制器69使 各個(gè)電池的充電/放電電流平衡。系統(tǒng)67包括電流平衡單元64和用來控 制電源單元61的控制器69?？刂破?9包括用來根據(jù)各個(gè)電池的充電/放電電流量或各個(gè)電池的阻抗的識(shí)別結(jié)果控制電流平衡單元的各個(gè)電流
平衡部件(例如64a、 64b、和64c)的PWM控制器69a。
不必說，PWM控制器可以設(shè)置在控制器的外部側(cè)，或控制器本身 起PWM控制器的作用。
根據(jù)該實(shí)施例，根據(jù)各個(gè)電池61a、 61b、和61c的充電/放電電流量 或各個(gè)電池的阻抗的識(shí)別結(jié)果通過控制器69控制PWM占空開關(guān)64a、 64b、和64c的接通/斷開持續(xù)時(shí)間以便控制PWM的占空比(100%、 87.5 %和77.7%)，由此使各個(gè)電池的充電/放電電流平衡。
圖7是示出在沒有電流平衡單元(圖6的64)的控制的情況下電源 單元的每個(gè)電源中的電流充電的框圖700。
如圖7中所示，電源單元71的電池71a、 71b和71c通過充電器73利 用電流被不同地充電。
當(dāng)電流被充入各個(gè)電池時(shí)，由于各個(gè)電池之間的阻抗差而產(chǎn)生各 個(gè)電池的充電電流之間的差。例如，電池71a以70 mA進(jìn)行充電，電池 71b以80 mA進(jìn)行充電，以及電池71c以90 mA進(jìn)行充電。
在以上描述中，盡管示例性地解釋了充電電流，但是放電電流也 同樣適用。
圖8是示出通過控制電流平衡單元84的電源單元的每個(gè)電源中的 電流充電的框圖800。
除了在充電器和電源單元之間提供電流平衡單元84并且提供用來 控制電流平衡單元和電源單元81的微型計(jì)算機(jī)87之外，圖8的實(shí)施例類 似于圖7的實(shí)施例。因此，控制器根據(jù)電源單元的各個(gè)電池81a、 81b、和81c的充電/ 放電電流量的識(shí)別結(jié)果控制電流平衡單元84的PWM占空開關(guān)84a、 84b 和84c以使各個(gè)電池的充電/放電電流平衡。
圖9a、 9b、和9c是示出按脈沖寬度控制的電源之間電流平衡的曲 線圖，所述脈沖寬度的控制通過圖8的電流平衡單元84的PWM占空開關(guān) 84a、 84b、和84c中的每一個(gè)的控制來啟動(dòng)。
如圖9a中所示，在圖8的電池81a中，被施加功率的波形的原始時(shí) 鐘周期的100%被應(yīng)用，作為PWM開關(guān)84a的接通持續(xù)時(shí)間，從而使得 PWM的占空比被控制到100X，并且因此電池81b以70mA進(jìn)行充電。
如圖9b中所示，在圖8的電池81b中，被施加功率的波形的原始時(shí) 鐘周期的87.5X被應(yīng)用作PWM占空開關(guān)84b的接通持續(xù)時(shí)間，使得 PWM的占空比被控制到87.5X，并且因此電池81a以70mA進(jìn)行充電。
如圖9c中所示，在圖8的電池81c中，被施加功率的波形的原始時(shí) 鐘周期的77.7X被應(yīng)用作PWM占空開關(guān)84c的接通持續(xù)時(shí)間，使得PWM 的占空比被控制到77.7%，并且因此電池81c以70mA進(jìn)行充電。
如上所述，通過控制PWM占空開關(guān)的接通/斷開持續(xù)時(shí)間來控制 PWM占空比(100%、 87.5°/。和77.7%)，由此使各個(gè)電池的充電/放電 電流平衡。
同時(shí)，當(dāng)控制在并聯(lián)連接的電池的放電操作中的PWM占空比時(shí)， 控制所述PWM占空比使得電池中的至少一個(gè)被放電。艮P，控制所述 PWM占空比使得在特定的時(shí)間點(diǎn)并聯(lián)連接的所有電池的放電沒有被斷 開，由此穩(wěn)定地將電流施加到系統(tǒng)。圖10是根據(jù)另一實(shí)施例的流程圖。
圖10的流程圖100示出，根據(jù)各個(gè)電池61a、 61b、和61c的充電/放 電電流量或各個(gè)電池的阻抗的識(shí)別結(jié)果通過控制器69控制PWM占空開 關(guān)64a、 64b和64c的接通/斷開持續(xù)時(shí)間以便控制PWM的占空比(100X、 87.5%和77.7%)，由此使各個(gè)電池的充電/放電電流平衡。
在圖10的操作中，除了其中根據(jù)各個(gè)電池61a、 61b和61c的充電/ 放電電流量或各個(gè)電池的阻抗的識(shí)別結(jié)果通過控制器69控制PWM占空 開關(guān)64a、 64b和64c的接通/斷開持續(xù)時(shí)間以便控制PWM的占空比(100 %、 87.5%和77.7%)的操作S1011之外，所有操作與圖4和5的操作基 本相同并且因此在此將省略其描述。
同時(shí)，在圖4、 5、和10的實(shí)施例中，盡管控制器根據(jù)各個(gè)電池的 充電或放電電流示例性地控制電流平衡單元，但是本公開并不限于此 配置。例如，控制器可以根據(jù)各個(gè)電池的阻抗控制電流平衡單元。
如前所述，根據(jù)本公開的用來控制功率的設(shè)備和方法，為了在電 池被并聯(lián)連接的狀態(tài)中使各個(gè)電池的充電電流或放電電流中的至少一 個(gè)匹配，諸如可變電阻器的電流平衡部件被串聯(lián)連接到各個(gè)電池，使 得各個(gè)電池的所有阻抗彼此匹配，而不論電池的特性如何。
另外，本公開涉及用來控制功率的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法 可以通過將可變電阻器串聯(lián)連接到各個(gè)電池來利用控制器控制功率以 便在電池并聯(lián)連接的狀態(tài)中使各個(gè)電池的阻抗彼此匹配。
另外，本公開涉及用來控制功率的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法 可以在考慮各個(gè)電池的特性的情況下通過控制諸如連接到各個(gè)電池的 可變電阻器的電流平衡部件來使阻抗匹配。各個(gè)電池的匹配阻抗是每個(gè)電池的內(nèi)部阻抗和每個(gè)可變電阻器的 阻抗的和。
根據(jù)本公開，根據(jù)各個(gè)電池的充電/放電電流的監(jiān)測(cè)結(jié)果通過微型 計(jì)算機(jī)控制電流平衡單元使得各個(gè)電池的阻抗彼此匹配，由此均一地 控制充電/放電電流。
因此，能夠使用多個(gè)并聯(lián)連接的電池并且可以選擇性地省略PTC 和溫度補(bǔ)償電路。因此，可以降低生產(chǎn)成本。
另外，因?yàn)殡姵乇华?dú)立地控制，所以可以防止由相關(guān)技術(shù)的多電 池的環(huán)路程差和電池阻抗匹配缺陷引起的功能退化。
根據(jù)上述實(shí)施例，通過以下方法來平衡處于電池被并聯(lián)連接的狀
態(tài)中的各個(gè)電池的充電/放電電流1)在識(shí)別并聯(lián)連接的各個(gè)電池的充
電或/和放電電流之后通過PWM占空比或諸如可變電阻器的電流平衡 單元的控制來匹配各個(gè)電池的阻抗或2)控制電池使得在識(shí)別各個(gè)電池
的電流阻抗之后利用電流平衡單元使電池的阻抗彼此匹配。
盡管已經(jīng)參考其多個(gè)說明性實(shí)施例描述了這些實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng) 理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)屬于本公開的原理的精神和范圍 的多個(gè)其它的修改和實(shí)施例。更具體地說，在本公開、附圖和所附權(quán) 利要求的范圍內(nèi)，組成部件和/或?qū)ο蠼M合布置中的布置的多個(gè)變化和 修改是可能的。除了組成部件和/或布置的多個(gè)變化和修改之外，替換 使用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員也將是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種用來控制電源的設(shè)備，所述設(shè)備包括電源單元，包括多個(gè)并聯(lián)連接的電池；平衡單元，耦合到所述電源單元的所述多個(gè)電池；以及控制器，被配置成用來控制所述平衡單元以平衡所述多個(gè)電池的操作特性。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述控制器控制所述平衡單元 使得所述多個(gè)電池的所述操作特性基本彼此匹配。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)電池的所述操作特性包括用來給所述多個(gè)電池充電的各電流，并且所述控制器控制所述平 衡單元以使得用來給所述多個(gè)電池充電的所述各電流基本上彼此匹配。
4. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)電池的所述操作特性包括從所述多個(gè)電池放電的各放電電流，并且所述控制器控制所述平 衡單元以使從所述多個(gè)電池放電的所述各放電電流基本上彼此匹配。
5. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)電池的所述操作特性 包括所述多個(gè)電池的各阻抗，并且所述控制器控制所述平衡單元以使 所述多個(gè)電池的所述各阻抗基本上彼此匹配。
6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中相應(yīng)電池的阻抗等于所述相應(yīng) 電池的內(nèi)部阻抗加上包含在所述平衡單元中的相應(yīng)平衡部件的外部阻 抗。
7. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述平衡單元包括多個(gè)平衡部 件，所述多個(gè)平衡部件按串聯(lián)且一一對(duì)應(yīng)的方式分別連接到所述多個(gè)電池。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)平衡部件是可變電阻 器，并且所述控制器控制所述多個(gè)可變電阻器使得所述各電池的所述 操作特性彼此匹配。
9. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)平衡部件是開關(guān)，并 且所述控制器控制所述多個(gè)開關(guān)的接通/斷開持續(xù)時(shí)間使得所述各電池 的所述操作特性彼此匹配。
10. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括-主開關(guān)，所述主開關(guān)連接到所述多個(gè)電池并且被構(gòu)造成接通或斷 開所述多個(gè)電池至某個(gè)從所述多個(gè)電池接收功率的系統(tǒng)的連接。
11. 一種用來控制電源的方法，所述方法包括控制耦合到包括多個(gè)并聯(lián)連接的電池的電源單元的平衡單元以平 衡所述多個(gè)電池的操作特性。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述控制步驟控制所述平衡 單元使得所述多個(gè)電池的所述操作特性基本上彼此匹配。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述多個(gè)電池的所述操作特性包括用來給所述多個(gè)電池充電的各電流，并且所述控制步驟控制所 述平衡單元以使得用來給所述多個(gè)電池充電的所述各電流基本上彼此匹配。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述多個(gè)電池的所述操作特性包括從所述多個(gè)電池放電的各放電電流，并且所述控制步驟控制所 述平衡單元以使從所述多個(gè)電池放電的所述各放電電流基本上彼此匹配。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述多個(gè)電池的所述操作特 性包括所述多個(gè)電池的各阻抗，并且所述控制步驟控制所述平衡單元 以使所述多個(gè)電池的所述各阻抗基本上彼此匹配。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中相應(yīng)電池的阻抗等于所述相 應(yīng)電池的內(nèi)部阻抗加上包含在所述平衡單元中的相應(yīng)平衡部件的外部 阻抗。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述平衡單元包括多個(gè)平衡 部件，所述多個(gè)平衡部件按串聯(lián)且一一對(duì)應(yīng)的方式分別連接到所述多 個(gè)電池。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述多個(gè)平衡部件是可變電 阻器，并且所述控制步驟控制所述多個(gè)可變電阻器使得所述各電池的 所述操作特性彼此匹配。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述多個(gè)平衡部件是開關(guān)， 并且所述控制步驟控制所述多個(gè)開關(guān)的接通/斷開持續(xù)時(shí)間使得所述各 電池的所述操作特性彼此匹配。
20. 如權(quán)利要求ll所述的方法，進(jìn)一步包括 接通或斷開所述多個(gè)電池至某個(gè)從所述多個(gè)電池接收功率的系統(tǒng)的連接。
全文摘要
一種用來控制功率的設(shè)備和方法，并且所述設(shè)備包括包含多個(gè)并聯(lián)連接的電池的電源單元、耦合到所述電源單元的所述多個(gè)電池的平衡單元、以及被配置為控制所述平衡單元以平衡所述多個(gè)電池的操作特性的控制器。
文檔編號(hào)H02J7/02GK101577441SQ200810169270
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者金洪珠 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社