專利名稱：電源裝置及其管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源裝置及其管理裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品對電源要求的提高，電池容量也越來越大。但電池容量越大安全隱 患越大，因此現(xiàn)有技術(shù)提出采用多只小容量電池串聯(lián)使用的技術(shù)。但是，采用多只小容量電 池串聯(lián)使用，對每只串聯(lián)電池各項(xiàng)性能指標(biāo)的一致性要求高，如果其中一只電池性能下降 都會對整個電池組的性能產(chǎn)生影響。 2004年8月18日公告的中國實(shí)用新型專利第03243159. 7號公開了一種連接狀態(tài) 可控的可充電電池單元以及由這種連接狀態(tài)可控的可充電電池單元組成的可充電電池單 元組和可充電電池。所述可充電電芯通過與兩個開關(guān)的連接構(gòu)成可充電電池單元。在該可 充電電池單元充/放電發(fā)生故障時，可通過開關(guān)的斷開與接通將其中的可充電電芯從其所 在的串聯(lián)回路中隔離。為保證及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的可充電電芯并及時處理，可充電電芯的 輸出電壓始終受測控電路的檢測，當(dāng)可充電電芯出現(xiàn)過放電或過充電現(xiàn)象時，輸出電壓的 大幅降低或升高使測控電路輸出控制信號，對所檢測的可充電電芯進(jìn)行隔斷，使其脫離所 在的可充電電池單元組，進(jìn)而保證整個可充電電池工作狀態(tài)及使用性能的穩(wěn)定，并可使可 充電電池實(shí)現(xiàn)串聯(lián)放電，并聯(lián)充電。 但是，上述專利文件中僅僅提到在串聯(lián)的電池中采用復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)對某個電池
進(jìn)行隔斷，對于更多的電池組合形式并沒有提出相應(yīng)的技術(shù)方案解決相應(yīng)的技術(shù)問題。 另外，2004年2月18日公開的中國發(fā)明專利申請第03132986. 1號揭露了一種電
池供電裝置。該裝置包括電路控制部分、多個電池電極接口 、 一個電壓輸出接口 ，各電池通
過相對應(yīng)的電池電極接口單獨(dú)向電路控制部分提供電力，最后經(jīng)電路控制部分切換后輸出
一路由電壓輸出接口供電，當(dāng)任一電池電極接口上相連接的供電電池電力不足時，電路控
制部分將自動切換到另一帶有充足電力的電池電極接口相連接的供電電路向電壓輸出接
口供電，并同步截止此電力不足的電池電極接口相連接的供電電路。由于本電池供電裝置
連接的多個電池有這一特性當(dāng)任一供電電池電力不足時，系統(tǒng)會自動切換到另外的電池
供電，并同步截止此電力不足電池的供電電路，從而解決了現(xiàn)有電子產(chǎn)品常因電池電力不
足而導(dǎo)致操作被迫中斷的技術(shù)問題。 但是，上述第03132986. 1號專利文件中各電池是通過相對應(yīng)的電池電極接口單 獨(dú)向電路控制部分提供電力，同一時間只有一個電池在供電，這種供電方式并不能滿足一 些大用電需求電器的要求；而且，這些單個電池為了提供充足的電量，容量相對較大，安全 隱患也較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種電源裝置及其管理裝置，能夠滿足較 高的電池使用要求，安全系數(shù)比采用單只高容量電池大大提高。[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個技術(shù)方案是提供一種電源裝置，包 括至少兩個并聯(lián)的電池；連接所述電池并檢測所述電池狀態(tài)的檢測單元；連接檢測單元、 根據(jù)所述檢測單元檢測到的電池狀態(tài)判斷相應(yīng)電池是否可以進(jìn)行放電、充電或是否需要更 換的比較單元；連接所述電池和比較單元，根據(jù)所述比較單元的放電、充電或更換與否的輸 出對相應(yīng)電池進(jìn)行允許放電或隔斷、允許充電或隔斷、或更換與不更換操作的切換單元。 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的另一個技術(shù)方案是提供一種電源管理 裝置，包括至少兩個并聯(lián)的電池電極接片對；連接所述電池電極接片對并檢測所述電池 狀態(tài)的檢測單元；連接檢測單元、根據(jù)所述檢測單元檢測到的電池狀態(tài)判斷相應(yīng)電池是否 可以進(jìn)行放電、充電或是否需要更換的比較單元；連接所述電池和比較單元，根據(jù)所述比較 單元的放電、充電或更換與否的輸出對相應(yīng)電池進(jìn)行允許放電或隔斷、允許充電或隔斷、或 更換與不更換操作的切換單元。 本實(shí)用新型的有益效果是相對現(xiàn)有技術(shù)串聯(lián)電池的情況，并聯(lián)電池由于對其各 項(xiàng)性能指標(biāo)的一致性要求很高，如果其中一只電池性能下降都會對整個電池組性能產(chǎn)生較 為嚴(yán)重的影響，因此區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)在串聯(lián)的電池中采用復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)對某個電池進(jìn)行 隔斷、或同一時間只有一個電池在供電而不能滿足更高要求的情況，本實(shí)用新型采用對并 聯(lián)的電池進(jìn)行檢測、根據(jù)檢測情況對相應(yīng)電池進(jìn)行充放電隔斷與否、更換與否的操作，而其 他滿足要求的電池則繼續(xù)放電、充電或保留，即對多只電池獨(dú)立控制自動切換放電電池達(dá) 到整組電池高容量的要求，滿足較高的電池使用要求，可應(yīng)用于某些要求嚴(yán)格的電子設(shè)備 上，并且由于采用多個電池組成電池組的方式，安全系數(shù)比采用單只高容量電池大大提高。

圖1是本實(shí)用新型電源裝置一實(shí)施例的電路示意圖； 圖2是本實(shí)用新型電源裝置另一實(shí)施例的電路圖； 圖3是圖2中的部分電路圖。
具體實(shí)施方式參閱圖l，本實(shí)用新型電源裝置一實(shí)施例包括 至少兩個并聯(lián)的電池； 連接所述電池并檢測所述電池狀態(tài)的檢測單元； 連接檢測單元、根據(jù)所述檢測單元檢測到的電池狀態(tài)判斷相應(yīng)電池是否可以進(jìn)行 放電、充電或是否需要更換的比較單元； 連接所述電池和比較單元，根據(jù)所述比較單元的放電、充電或更換與否的輸出對
相應(yīng)電池進(jìn)行允許放電或隔斷、允許充電或隔斷、或更換與不更換操作的切換單元。 相對現(xiàn)有技術(shù)串聯(lián)電池的情況，并聯(lián)電池由于對其各項(xiàng)性能指標(biāo)的一致性要求更
高，如果其中一只電池性能下降都會對整個電池組性能產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。 因此，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)在串聯(lián)的電池中采用復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)對某個電池進(jìn)行隔
斷、或同一時間只有一個電池在供電而不能滿足更高要求的情況，本實(shí)用新型采用對并聯(lián)
的電池進(jìn)行檢測、根據(jù)檢測情況對相應(yīng)電池進(jìn)行充放電隔斷與否、更換與否的操作，而其他
滿足要求的電池則繼續(xù)放電、充電或保留，即對多只電池獨(dú)立控制自動切換放電電池達(dá)到整組電池高容量的要求，滿足較高的電池使用要求，可應(yīng)用于某些要求嚴(yán)格的電子設(shè)備上，
并且由于采用多個電池組成電池組的方式，安全系數(shù)比采用單只高容量電池大大提高。 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題也完全不同于現(xiàn)有技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)要解決的技術(shù)
問題一是在不停止電池的工作條件切換到可正常工作的電池，或解決串聯(lián)放電、并聯(lián)充電
的技術(shù)問題，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了保證并聯(lián)電池以最優(yōu)性能工作、充電而
對并聯(lián)電池中的某些電池進(jìn)行隔斷、更換處理，因?yàn)樵诓⒙?lián)電池的放電、充電過程中，并聯(lián)
電池中任何一個電池出現(xiàn)異常都會比串聯(lián)電池中任一電池出現(xiàn)異常更能影響放電、充電效果。 參閱圖2，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，所述電池可以包括多組，多組電池并聯(lián)連接，每組電池包括多個串聯(lián)的小型電池。 并且，可以進(jìn)一步包括充電接口 ，所述充電接口包括充電輸入端、正負(fù)充電輸出端以及充電通知端； 所述切換單元包括控制單元和多個絕緣柵雙極型晶體管IGBT ; 所述控制單元包括比較輸入端、放電控制端、充電控制端以及充電感知端，所述比
較輸入端連接所述比較單元，所述充電感知端連接所述充電接口的充電感知端； —起參閱圖3，每個所述IGBT的引腳1(C2E1)接所述每組電池的一端，全部組電池
的另一端連接所述充電器正負(fù)充電輸出端之一，還連接放電輸出端之一，全部所述IGBT的
引腳3(C1)連接至所述充電器正負(fù)充電輸出端之二，引腳2(E2)連接至放電輸出端之二，引
腳4(G1)和引腳5(E1)連接至所述控制單元的充電控制端，引腳6(G2)和引腳7(E2)連接
至所述控制單元的放電控制端。 以上的實(shí)施例中，由于采用控制單元和IGBT對電池的充電、放電、更換進(jìn)行單獨(dú)管理和操作，對任一組電池的操作都不會影響其他組電池的放電或充電、更換，比如在充電過程中，檢測單元和比較單元配合使用下檢測到某一電池已經(jīng)充電完畢，控制單元即控制該組電池的IGBT，讓其隔斷該組電池使其不再充電，其他組未充電完成的電池正常充電。放電過程、電池更換過程也同理。 同樣參閱圖2，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，所述檢測單元包括電壓檢測端和電流檢測端，所述電壓檢測端連接至每組電池與所述IGBT的引腳1連接的一端，在所述每組電池一端與所述電壓檢測端的連接點(diǎn)與所述IGBT的引腳1之間還串接一電流檢測器，所述電流檢測器的輸出端連接至所述檢測單元的電流檢測端。 因此同時檢測電池的電壓和電流，因此可以準(zhǔn)確得到電池的狀態(tài)，以便及時、正確地對電池進(jìn)行操作。 同樣參閱圖2，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，在所述每組電池一端與所述電壓檢測端連接點(diǎn)之間還串接一 自回復(fù)式保險(xiǎn)器。 串接的自回復(fù)式保險(xiǎn)器可保證流經(jīng)電池的電流不至于過大，并且能夠自回復(fù)，免卻人工更換保險(xiǎn)器的麻煩。 同樣參閱圖2，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，進(jìn)一步包括連接所述充電接口和放電輸出端、并在過充時向所述IGBT的引腳4和引腳5發(fā)送停止充電信號、或在過放電時向所述IGBT的引腳6和引腳7發(fā)生停止放電信號的保護(hù)單元。[0033] 保護(hù)單元進(jìn)一步對電池進(jìn)行多重保護(hù)，防止過充或過放。[0034] 同樣參閱圖2，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，進(jìn)一步包括指示每組電池中充電、放電或故障狀態(tài)的指示燈； 所述控制單元還包括連接所述每組電池指示燈的工作指示端。 在監(jiān)測過程中，任何充電、放電或故障的信息都會以燈光指示的形式告知用戶。 此外，所述控制單元還可以包括相互連接的控制接口和中央處理器，所述控制接
口包括所述比較輸入端、放電控制端、充電控制端以及充電感知端。 而且，所述比較單元可以和中央處理器合并為一體。 下面舉一實(shí)際應(yīng)用例子說明本實(shí)用新型的運(yùn)作 1)放電連接放電輸出端的用電器開始用電時，中央處理器按固化的放電程序由控制接口 1/0打開對應(yīng)的IGBT的回路開始對電池進(jìn)行放電，同時中央處理器向檢測單元發(fā)送采樣信號對每組電池進(jìn)行分別采樣，再由采樣板把信號送回包括比較單元的中央處理器進(jìn)行對比判斷，若各組電池正常，則可以不采取動作，若放電過程中采樣到某路電路發(fā)生異常或放電結(jié)束時，中央處理器就發(fā)出中斷命令，由控制接口 1/0控制IGBT斷開放電回路，并發(fā)出聲光報(bào)警，此組電池之后以及下次未充電完成前不會參與放電工作，其他組電池繼續(xù)放電；若采樣到所有的電池均達(dá)到需充電標(biāo)準(zhǔn)，則中央處理器就發(fā)出中斷所有組電池的命令，并以聲光報(bào)警的方式告誡用戶。 2)充電當(dāng)中央處理器接到充電接口的充電信息時，由檢測單元先送回各組電池
的信息，由包括比較單元的中央處理器進(jìn)行判斷，得出需要對所需的電池組進(jìn)行充電，充電
由控制接口 1/0打開IGBT的充電回路進(jìn)行充電，過程中，檢測單元不斷送回充電信息到中
央處理器進(jìn)行對比判斷，若發(fā)生異?；虺潆娊Y(jié)束后，中央處理器立即發(fā)出中斷信號中斷充
電，并以聲光形式提醒用戶，該組電池不參與充電，其他組電池繼續(xù)工作；充電結(jié)束后，由中
央處理器發(fā)出中斷信號中斷充電，并以聲光形式提醒用戶。 其中，中央處理器可以包括以下進(jìn)行配置或動作 1)根據(jù)不同電池組合固化電芯充放電安全保護(hù)底限程序。 2)根據(jù)需求固化電池充放電的參數(shù)及模式。 3)工作過程中不斷采集電池信息和固化數(shù)據(jù)對比判斷，并指示各組電池的工作狀況。 總之，本實(shí)用新型通過對并聯(lián)電池組配置相應(yīng)的管理裝置，控制每只并聯(lián)的電池，通過參數(shù)的設(shè)置檢測每只電池的充放電截止電壓，判斷電池狀態(tài)是否需要切換，自動逐個切換電池，完成整組電池充放電。電池組的電池?cái)?shù)可以根據(jù)用電器(如手機(jī))所需要的電容量確定，例如用電器要求3000mAh容量的電池，可以選用3只1000mAh容量的電池組成。[0047] 此外，本實(shí)用新型還提供一種電源管理裝置實(shí)施例，包括[0048] 至少兩個并聯(lián)的電池電極接片對； 連接所述電池電極接片對并檢測所述電池狀態(tài)的檢測單元； 連接檢測單元、根據(jù)所述檢測單元檢測到的電池狀態(tài)判斷相應(yīng)電池是否可以進(jìn)行放電、充電或是否需要更換的比較單元； 連接所述電池和比較單元，根據(jù)所述比較單元的放電、充電或更換與否的輸出對相應(yīng)電池進(jìn)行允許放電或隔斷、允許充電或隔斷、或更換與不更換操作的切換單元。[0052] 本實(shí)用新型電源管理裝置實(shí)施例可以應(yīng)用于對并聯(lián)電池的管理。[0053] 此外，可以進(jìn)一步包括充電接口 ，所述充電接口包括充電輸入端、正負(fù)充電輸出端以及充電通知端； 所述切換單元包括控制單元和多個絕緣柵雙極型晶體管IGBT ; 所述控制單元包括比較輸入端、放電控制端、充電控制端以及充電感知端，所述比
較輸入端連接所述比較單元，所述充電感知端連接所述充電接口的充電感知端； 每個所述IGBT的引腳1接所述每對電池電極接片的一端，全部電池電極接片的另
一端連接所述充電器正負(fù)充電輸出端之一，還連接放電輸出端之一，全部所述IGBT的引腳
3連接至所述充電器正負(fù)充電輸出端之二，引腳2連接至放電輸出端之二，引腳4和引腳5
連接至所述控制單元的充電控制端，引腳6和引腳7連接至所述控制單元的放電控制端。 以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是
利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在
其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求一種電源裝置，其特征在于，包括至少兩個并聯(lián)的電池；連接所述電池并檢測所述電池狀態(tài)的檢測單元；連接檢測單元、根據(jù)所述檢測單元檢測到的電池狀態(tài)判斷相應(yīng)電池是否可以進(jìn)行放電、充電或是否需要更換的比較單元；連接所述電池和比較單元，根據(jù)所述比較單元的放電、充電或更換與否的輸出對相應(yīng)電池進(jìn)行允許放電或隔斷、允許充電或隔斷、或更換與不更換操作的切換單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于所述電池包括多組，多組電池并聯(lián)連接，每組電池包括多個串聯(lián)的小型電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其特征在于進(jìn)一步包括充電接口 ，所述充電接口包括充電輸入端、正負(fù)充電輸出端以及充電通知端；所述切換單元包括控制單元和多個絕緣柵雙極型晶體管IGBT ;所述控制單元包括比較輸入端、放電控制端、充電控制端以及充電感知端，所述比較輸 入端連接所述比較單元，所述充電感知端連接所述充電接口的充電感知端；每個所述IGBT的引腳1接所述每組電池的一端，全部組電池的另一端連接所述充電器 正負(fù)充電輸出端之一，還連接放電輸出端之一，全部所述IGBT的引腳3連接至所述充電器 正負(fù)充電輸出端之二，引腳2連接至放電輸出端之二，引腳4和引腳5連接至所述控制單元 的充電控制端，引腳6和引腳7連接至所述控制單元的放電控制端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于所述檢測單元包括電壓檢測端和電流檢測端，所述電壓檢測端連接至每組電池與所述 IGBT的引腳1連接的一端，在所述每組電池一端與所述電壓檢測端的連接點(diǎn)與所述IGBT的 引腳1之間還串接一電流檢測器，所述電流檢測器的輸出端連接至所述檢測單元的電流檢 測端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源裝置，其特征在于在所述每組電池一端與所述電壓檢測端連接點(diǎn)之間還串接一 自回復(fù)式保險(xiǎn)器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于進(jìn)一步包括連接所述充電接口和放電輸出端、并在過充時向所述IGBT的引腳4和引腳 5發(fā)送停止充電信號、或在過放電時向所述IGBT的引腳6和引腳7發(fā)生停止放電信號的保 護(hù)單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于 進(jìn)一步包括指示每組電池中充電、放電或故障狀態(tài)的指示燈； 所述控制單元還包括連接所述每組電池指示燈的工作指示端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于所述控制單元包括相互連接的控制接口和中央處理器，所述控制接口包括所述比較輸 入端、放電控制端、充電控制端以及充電感知端。
9. 一種電源管理裝置，其特征在于，包括 至少兩個并聯(lián)的電池電極接片對；連接所述電池電極接片對并檢測所述電池狀態(tài)的檢測單元；連接檢測單元、根據(jù)所述檢測單元檢測到的電池狀態(tài)判斷相應(yīng)電池是否可以進(jìn)行放 電、充電或是否需要更換的比較單元；連接所述電池和比較單元，根據(jù)所述比較單元的放電、充電或更換與否的輸出對相應(yīng) 電池進(jìn)行允許放電或隔斷、允許充電或隔斷、或更換與不更換操作的切換單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源管理裝置，其特征在于進(jìn)一步包括充電接口 ，所述充電接口包括充電輸入端、正負(fù)充電輸出端以及充電通知丄山順；所述切換單元包括控制單元和多個絕緣柵雙極型晶體管IGBT ;所述控制單元包括比較輸入端、放電控制端、充電控制端以及充電感知端，所述比較輸 入端連接所述比較單元，所述充電感知端連接所述充電接口的充電感知端；每個所述IGBT的引腳1接所述每對電池電極接片的一端，全部電池電極接片的另一端 連接所述充電器正負(fù)充電輸出端之一，還連接放電輸出端之一，全部所述IGBT的引腳3連 接至所述充電器正負(fù)充電輸出端之二，引腳2連接至放電輸出端之二，引腳4和引腳5連接 至所述控制單元的充電控制端，引腳6和引腳7連接至所述控制單元的放電控制端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電源裝置及其管理裝置。所述電源裝置包括至少兩個并聯(lián)的電池；連接所述電池并檢測所述電池狀態(tài)的檢測單元；連接檢測單元、根據(jù)所述檢測單元檢測到的電池狀態(tài)判斷相應(yīng)電池是否可以進(jìn)行放電、充電或是否需要更換的比較單元；連接所述電池和比較單元，根據(jù)所述比較單元的放電、充電或更換與否的輸出對相應(yīng)電池進(jìn)行允許放電或隔斷、允許充電或隔斷、或更換與不更換操作的切換單元。本實(shí)用新型能夠滿足較高的電池使用要求，安全系數(shù)比采用單只高容量電池大大提高。
文檔編號H02H7/18GK201549906SQ200920204689
公開日2010年8月11日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者陳清波 申請人:深圳市慧通天下科技股份有限公司