專利名稱：一種電池均衡電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池均衡電路，特別是涉及一種對(duì)串聯(lián)使用的電池內(nèi)的電量進(jìn)行均衡的電池均衡電路。
背景技術(shù)：
在電池的使用過(guò)程中，電池通常被串聯(lián)使用以提供較高的輸出電壓和較大的電能容量來(lái)滿足負(fù)載驅(qū)動(dòng)的需求。然而，不管是鋰充電電池、鉛酸充電電池還是鎳氫充電電池，由于其工藝條件的限制，導(dǎo)致電池單體之間可能存在一定的差異。雖然可通過(guò)配組的方式來(lái)解決電池單體之間的差異問(wèn)題，但在多次充放電循環(huán)后，電池單體之間仍會(huì)產(chǎn)生較大的電壓差，使得串聯(lián)電池組的有效容量減小，進(jìn)而影響電池組的使用性能和壽命。因此，需要提供一種電池均衡電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中串聯(lián)使用的電池單體之間的差異問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電池均衡電路，以有效地均衡電池之間的電量，從而提高電池組的使用性能及壽命。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種電池均衡電路，包括:第一開關(guān)，第一開關(guān)的第一端接收第一控制信號(hào)，以使第一開關(guān)的第二端和第三端在第一控制信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通，第一開關(guān)的第三端連接第一電池的正極；第二開關(guān)，第二開關(guān)的第一端接收第二控制信號(hào)，以使第二開關(guān)的第二端和第三端在第二電壓信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通，第二開關(guān)的第三端連接第二電池的負(fù)極，第二開關(guān)的第二端連接第一開關(guān)的第二端，第一電池的負(fù)極與第二電池的正極連接；電感，電感的第一端連接于第一電池的負(fù)極與第二電池的正極之間，電感的第二端連接于第一開關(guān)的第二端和第二開關(guān)的第二端之間；第一單向?qū)ㄔ?，第一單向?qū)ㄔ恼龢O連接電感的第二端，第一單向?qū)ㄔ呢?fù)極連接第一電池的正極；第二單向?qū)ㄔ诙蜗驅(qū)ㄔ恼龢O連接第二電池的負(fù)極，第二單向?qū)ㄔ呢?fù)極連接電感的第二端。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，電池均衡電路進(jìn)一步包括第一電容和第二電容，第一電容與第一電池并聯(lián)，第二電容與第二電池并聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第一單向?qū)ㄔ偷诙蜗驅(qū)ㄔ槎O管。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第一開關(guān)包括:第一電容，第一電容的第一端接收第一電壓控制信號(hào)；第一 MOS管，第一 MOS管的第一端連接第一電容的第二端，第一 MOS管的第三端連接第一電池的正極；第一電阻，第一電阻的第一端連接第一 MOS管的第一端，第一電阻的第二端連接第一 MOS管的第三端，以使第一 MOS管的第二端和第三端在第一電壓控制信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第二開關(guān)包括:第二電容，第二電容的第一端接收第二電壓控制信號(hào)；第二 MOS管，第二 MOS管的第一端連接第二電容的第二端，第二 MOS管的第二端連接第一 MOS管的第二端，第二 MOS管的第三端連接第二電池的負(fù)極，電感的第二端連接于第一MOS管的第二端和第二MOS管的第二端之間；第二電阻，第二電阻的第一端連接第二 MOS管的第一端，第二電阻的第二端連接第二 MOS管的第三端，以使第二 MOS管的第二端和第三端在第二電壓控制信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第一 MOS管為P型MOS管，第一 MOS管的第一端、第二端以及第三端分別為P型MOS管的柵極、漏極和源極。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第二 MOS管為N型MOS管，第二 MOS管的第一端、第二端以及第三端分別為N型MOS管的柵極、漏極和源極。本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的電池均衡電路能有效地均衡電池之間的電量，從而提高電池組的使用性能及壽命。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例和第五實(shí)施例的電池均衡電路的波形圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例和第五實(shí)施例的電池均衡電路的另一波形圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參見圖1，圖1根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖。在本實(shí)施例中，電池BT1、BT2串聯(lián)連接。具體來(lái)說(shuō)，電池BTl的負(fù)極與電池BT2的正極連接。本實(shí)施例的電池均衡電路包括開關(guān)K1、K2、電感LI以及二極管D1、D2。在本實(shí)施例中，開關(guān)Kl包括第一端、第二端和第三端。開關(guān)Kl的第一端用于接收第一控制信號(hào)CTL1，以使開關(guān)Kl的第二端和第三端在第一控制信號(hào)CTLl的作用下選擇性導(dǎo)通。開關(guān)Kl的第三端進(jìn)一步與電池BTl的正極連接。在本實(shí)施例中，開關(guān)K2同樣包括第一端、第二端和第三端。開關(guān)K2的第一端用于接收第二控制信號(hào)CTL2，以使開關(guān)K2的第二端和第三端在第二控制信號(hào)CTL2的作用下選擇性導(dǎo)通。開關(guān)K2的第二端進(jìn)一步與開關(guān)Kl的第二端連接，開關(guān)K2的第三端進(jìn)一步與電池BT2的負(fù)極連接。在本實(shí)施例中，電感LI的第一端連接于電池BTl的負(fù)極與電池BT2的正極之間，電感LI的第二端連接于開關(guān)Kl的第二端和開關(guān)K2的第二端之間。在本實(shí)施例中，二極管Dl的正極連接電感LI的第二端，二極管Dl的負(fù)極連接電池BTl的正極。二極管D2的負(fù)極連接電感LI的第二端，二極管D2的正極連接電池BT2的負(fù)極。在使用過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到電池BTl的電壓高于電池BT2的電壓，需要將電池BTl的電量轉(zhuǎn)移到電池BT2時(shí)，通過(guò)控制第一控制信號(hào)CTLl使得開關(guān)Kl的第二端和第三端在第一控制信號(hào)CTLl的作用下導(dǎo)通，電池BTl對(duì)電感LI進(jìn)行充電，進(jìn)而將電池BTl的電量存儲(chǔ)于電感LI內(nèi)。隨后,通過(guò)控制第一控制信號(hào)CTLl使得開關(guān)Kl的第二端和第三端在第一控制信號(hào)CTLl的作用下斷開。此時(shí)，電感LI存儲(chǔ)的電量經(jīng)二極管D2轉(zhuǎn)移到電池BT2。反之，當(dāng)檢測(cè)到電池BT2的電壓高于電池BTl的電壓，需要將電池BT2的電量轉(zhuǎn)移到電池BTl時(shí)，通過(guò)控制第二控制信號(hào)CTL2使得開關(guān)K2的第二端和第三端在第二控制信號(hào)CTL2的作用下導(dǎo)通，電池BT2對(duì)電感LI進(jìn)行充電，進(jìn)而將電池BT2的電量存儲(chǔ)于電感LI內(nèi)。隨后，通過(guò)控制第二控制信號(hào)CTL2使得開關(guān)K2的第二端和第三端在第二控制信號(hào)CTL2的作用下斷開。此時(shí)，電感LI存儲(chǔ)的電量經(jīng)二極管Dl轉(zhuǎn)移到電池BTl。在本實(shí)施例中，二極管Dl、D2可以是普通二極管、肖特基二極管、瞬態(tài)抑制二極管(TVS)、穩(wěn)壓二極管或其他單向?qū)ㄔ?。?qǐng)參見圖2，圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖。在本實(shí)施例中，電池BT1、BT2串聯(lián)連接。具體來(lái)說(shuō)，電池BTl的負(fù)極與電池BT2的正極連接。本實(shí)施例的電池均衡電路包括開關(guān)K1、K2、電感L1、二極管D1、D2以及電容C1、C2。本實(shí)施例與圖1所示的第一實(shí)施例的區(qū)別之處在于:本實(shí)施例的電池均衡電路進(jìn)一步包括電容Cl、C2，其中電容Cl與電池BTl并聯(lián)，電容C2與電池BT2并聯(lián)。電容C1、C2的作用是在電感LI對(duì)電池BT1、BT2進(jìn)行充電時(shí)起到一定的緩沖作用，提高電池BT1、BT2的充電效果。請(qǐng)參見圖3，圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖。在本實(shí)施例中，電池BT1、BT2串聯(lián)連接。具體來(lái)說(shuō)，電池BTl的負(fù)極與電池BT2的正極連接。本實(shí)施例的電池均衡電路包括電容Cl、C2、M0S管Ql、Q2、電阻Rl、R2、電感LI以及二極管Dl、D2。在本實(shí)施例中，電容Cl的第一端接收第一控制信號(hào)CTLl，MOS管Ql的第一端連接電容Cl的第二端。在本實(shí)施例中，第一控制信號(hào)CTLl具體為第一電壓控制信號(hào)CTLl。MOS管Ql的第三端進(jìn)一步與電池BTl的正極連接。電阻Rl的第一端連接MOS管Ql的第一端，電阻Rl的第二端連接MOS管Ql的第三端。由此，MOS管Ql的第二端和第三端可在第一電壓控制信號(hào)CTLl的作用下選擇性導(dǎo)通。在本實(shí)施例中，MOS管Ql為P型MOS管，MOS管Ql的第一端、第二端以及第三端分別為P型MOS管的柵極、漏極和源極。在本實(shí)施例中，電容C2的第一端接收第二控制信號(hào)CTL2，M0S管Q2的第一端連接電容C2的第二端。在本實(shí)施例中，第二控制信號(hào)CTL2具體為第二電壓控制信號(hào)CTL2。MOS管Q2的第二端進(jìn)一步與MOS管Ql的第二端連接，MOS管Q2的第三端進(jìn)一步與電池BT2的負(fù)極連接。電感LI的第二端連接于MOS管Ql的第二端和MOS管Q2的第二端之間。電阻R2的第一端連接MOS管Q2的第一端，電阻R2的第二端連接MOS管Q2的第三端。由此，MOS管Q2的第二端和第三端可在第二電壓控制信號(hào)CTL2的作用下選擇性導(dǎo)通。在本實(shí)施例中，MOS管Q2為N型MOS管，MOS管Q2的第一端、第二端以及第三端分別為N型MOS管的柵極、漏極和源極。從圖1和圖3的比較結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，第三實(shí)施例中的電容Cl、MOS管Ql以及電阻Rl起到第一實(shí)施例的開關(guān)Kl的作用，電容C2、M0S管Q2以及電阻R2起到第一實(shí)施例的開關(guān)K2的作用。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以想到利用本領(lǐng)域公知的其他開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)K1、K2的作用，例如三極管開關(guān)或繼電器開關(guān)。請(qǐng)參見圖4，圖4根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖。在本實(shí)施例中，電池ΒΤ1、ΒΤ2串聯(lián)連接。具體來(lái)說(shuō)，電池BTl的負(fù)極與電池ΒΤ2的正極連接。本實(shí)施例的電池均衡電路包括電容Cl、C2、C3、MOS管Ql、Q2、電阻Rl、R2、電感LI以及二極管Dl、D2。本實(shí)施例與圖3所示的第三實(shí)施例的區(qū)別之處在于:本實(shí)施例的電池均衡電路進(jìn)一步設(shè)置電容C3，其中電容C3的第一端連接MOS管Ql的第一端，電容C3的第二端連接MOS管Ql的第二端。下面將結(jié)合圖3和圖4進(jìn)一步描述電容C3的功能。請(qǐng)參見圖3，在圖3所示的第三實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)MOS管Q2工作時(shí)，第二電壓控制信號(hào)CTL2通過(guò)電容C2在MOS管Q2的第一端產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào)，進(jìn)而控制MOS管Q2的導(dǎo)通和斷開。由于MOS管Q2的導(dǎo)通和斷開會(huì)導(dǎo)致在MOS管Q2的第二端產(chǎn)生相同頻率的脈沖信號(hào)。同時(shí)，由于MOS管Q2的第二端與MOS管Ql的第二端連接，且MOS管Ql的第一端與第二端以及第一端與第三端之間存在結(jié)電容，因此將會(huì)產(chǎn)生電容分壓的效果，使得MOS管Ql的第一端與第三端之間出現(xiàn)一個(gè)相同頻率的脈沖分壓信號(hào)。當(dāng)流經(jīng)MOS管Q2的電流足夠大時(shí)，MOS管Ql的第一端與第三端之間的脈沖分壓信號(hào)的幅度足以將MOS管Ql打開，使得MOS管Ql的第二端與第三端導(dǎo)通。此時(shí)，由于MOS管Ql、Q2同時(shí)打開，造成短路，因此會(huì)燒壞MOS管Ql、Q2。在本實(shí)施例中，電容C3的第一端連接MOS管Ql的第一端，電容C3的第二端連接MOS管Ql的第三端，相當(dāng)于將MOS管Ql的第一端與第三端之間的結(jié)電容與電容C3并聯(lián)，導(dǎo)致并聯(lián)后的電容值增大。根據(jù)電容分壓原理，電容分壓與電容值成反比，因此使得MOS管Ql的第一端與第三端之間的脈沖分壓信號(hào)的幅度變小，進(jìn)而保證無(wú)法打開MOS管Q1，提高了電池均衡電路的穩(wěn)定性。同理，在圖4所示的第四實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)MOS管Ql工作時(shí)，在MOS管Q2的第一端與第三端之間也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)相同頻率的脈沖分壓信號(hào)。因此，可以在MOS管Q2的第一端與第三端之間同樣并聯(lián)一電容,來(lái)降低MOS管Q2的第一端與第三端之間的電容分壓,進(jìn)而提聞電池均衡電路的穩(wěn)定性。請(qǐng)參見圖5，圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電池均衡電路的電路圖。在本實(shí)施例中，電池BT1、BT2串聯(lián)連接。具體來(lái)說(shuō)，電池BTl的負(fù)極與電池BT2的正極連接。本實(shí)施例的電池均衡電路包括電容C1、C2、M0S管Q1、Q2、電阻R1、R2、電感LI以及二極管D1、D2、D3、D4。本實(shí)施例與圖3所示的第三實(shí)施例的區(qū)別之處在于:本實(shí)施例的電池均衡電路進(jìn)一步設(shè)置二極管D3、D4，其中二極管D3的正極連接MOS管Ql的柵極，二極管D3的負(fù)極連接MOS管Ql的源極，二極管D4的負(fù)極連接MOS管Q2的柵極，二極管D4的正極連接MOS管Q2的源極。下面將結(jié)合圖3、5_7進(jìn)一步描述二極管D3、D4的功能。請(qǐng)參見圖6_7，如圖6的波形I和圖7的波形4所示，在圖3所示的電池均衡電路中，電容C1、C2接收的第一電壓控制信號(hào)CTLl和第二電壓控制信號(hào)CTL2分別為包括高電平信號(hào)(5V)和低電平信號(hào)(OV)的脈沖信號(hào)。其中，當(dāng)?shù)谝浑妷嚎刂菩盘?hào)CTLl為低電平信號(hào)時(shí)，MOS管Ql的第二端和第三端導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝浑妷嚎刂菩盘?hào)CTLl為高電平信號(hào)時(shí)，MOS管Ql的第二端和第三端斷開。當(dāng)?shù)诙妷嚎刂菩盘?hào)CTL2為高電平信號(hào)時(shí)，MOS管Q2的第二端和第三端導(dǎo)通，當(dāng)?shù)诙妷嚎刂菩盘?hào)CTL2為低電平信號(hào)時(shí)，MOS管Q2的第二端和第三端斷開。具體來(lái)說(shuō)，如圖6的波形I和波形2所示，當(dāng)MOS管Ql不工作時(shí)，電容Cl所接收的第一電壓控制信號(hào)CTLl為持續(xù)的高電平信號(hào)。此時(shí)，MOS管Ql的柵極電壓等于MOS管Ql的源極電壓Vsl，M0S管Ql截止。當(dāng)需要打開MOS管Ql時(shí)，電容Cl所接收的第一電壓控制信號(hào)CTLl從持續(xù)的高電平信號(hào)跳變到低電平信號(hào)，MOS管Ql的柵極電壓從Vsl瞬間跳變到Vsl-5V。此時(shí)，MOS管Ql的源極電壓Vsl高于MOS管Ql的柵極電壓，使得MOS管Ql打開，進(jìn)而MOS管Ql的源極與MOS管Ql的漏極導(dǎo)通。與此同時(shí)，電容Cl通過(guò)電阻Rl進(jìn)行充電，使得MOS管Ql的柵極電壓從Vs 1-5V緩慢升高。當(dāng)需要關(guān)閉MOS管Ql時(shí)，電容Cl所接收的第一電壓控制信號(hào)CTLl從低電平信號(hào)跳變到高電平信號(hào)，MOS管Ql的柵極電壓向上跳變5V。此時(shí)，MOS管Ql的源極電壓與MOS管Ql的柵極電壓之間的電壓差不足以打開MOS管Ql，使得MOS管Ql截止，進(jìn)而MOS管Ql的源極與MOS管Ql的漏極斷開。與此同時(shí)，電容Cl通過(guò)電阻Rl進(jìn)行放電，使得MOS管Ql的柵極電壓緩慢下降。然而，由如圖6的波形2所示，當(dāng)?shù)谝浑妷嚎刂菩盘?hào)CTLl的有效占空比不斷增加，由于電容Cl的充電時(shí)間大于電容Cl的放電時(shí)間，導(dǎo)致MOS管Ql的柵極電壓持續(xù)升高，以至于在第一電壓控制信號(hào)CTLl為低電平信號(hào)時(shí)，MOS管Ql的柵極電壓與MOS管Ql的源極電壓之間的電壓差也無(wú)法正常打開MOS管Ql，導(dǎo)致MOS管Ql無(wú)法正常工作。同理，如圖7的波形4和波形5所示，當(dāng)MOS管Q2不工作時(shí)，電容C2所接收的第二電壓控制信號(hào)CTL2為持續(xù)的低電平信號(hào)。此時(shí)，MOS管Q2的柵極電壓等于MOS管Q2的源極電壓Vs2，M0S管Q2截止。當(dāng)需要打開MOS管Q2時(shí)，電容C2所接收的第二電壓控制信號(hào)CTL2從持續(xù)的低電平信號(hào)跳變到高電平信號(hào)，MOS管Q2的柵極電壓從Vs2跳變到Vs2+5V。此時(shí)，MOS管Q2的源極電壓低于MOS管Q2的柵極電壓，使得MOS管Q2打開，進(jìn)而MOS管Q2的源極與MOS管Q2的漏極導(dǎo)通。以此同時(shí)，電容C2通過(guò)電阻R2進(jìn)行充電，使得MOS管Q2的柵極電壓從Vs2+5V緩慢降低。當(dāng)需要關(guān)閉MOS管Q2時(shí)，電容C2所接收的第二電壓控制信號(hào)CTL2從高電平信號(hào)跳變到低電平信號(hào)時(shí)，MOS管Q2的柵極電壓向下跳變5V。此時(shí)，MOS管Q2的柵極電壓與MOS管Q2的源極電壓之間電壓差不足以打開MOS管Q2，MOS管Q2截止，進(jìn)而MOS管Q2的源極與MOS管Q2的漏極斷開。與此同時(shí)，電容C2通過(guò)電阻R2進(jìn)行放電，使得MOS管Q2的柵極電壓緩慢升高。然而，由如圖7的波形5所示，當(dāng)?shù)诙妷嚎刂菩盘?hào)CTL2的有效占空比不斷增加時(shí)，由于電容C2的充電時(shí)間大于電容C2的放電時(shí)間，導(dǎo)致MOS管Q2的柵極電壓持續(xù)降低，以至于在第二電壓控制信號(hào)CTL2為高電平信號(hào)時(shí)，MOS管Q2的柵極電壓與MOS管Q2的源極電壓之間的電壓差也無(wú)法打開MOS管Q2，導(dǎo)致MOS管Q2無(wú)法正常工作。如圖5所示，在本實(shí)施例中，二極管D3的正極連接MOS管Ql的柵極，而二極管D3的負(fù)極連接MOS管Ql的源極。此時(shí)，如圖6的波形3所示，當(dāng)?shù)谝浑妷嚎刂菩盘?hào)CTLl從高電平信號(hào)跳變到低電平信號(hào)時(shí)，由于MOS管Ql的柵極電壓低于MOS管Ql的源極電壓，使得二極管D3截止斷開，電容Cl通過(guò)電阻Rl緩慢充電。當(dāng)?shù)谝浑妷嚎刂菩盘?hào)CTLl從低電平信號(hào)跳變到高電平信號(hào)時(shí)，由于MOS管Ql的柵極電壓大于MOS管Ql的源極電壓，使得二極管D3導(dǎo)通。此時(shí)，電容Cl通過(guò)二極管D3迅速放電，將MOS管Ql的柵極電壓快速鉗位到MOS管Ql的源極電壓。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)MOS管Ql的柵極電壓與MOS管Ql的源極電壓之間電壓差大于二極管D3的導(dǎo)通電壓時(shí)，二極管D3導(dǎo)通，電容Cl通過(guò)二極管D3迅速放電。當(dāng)MOS管Ql的柵極電壓與MOS管Ql的源極電壓之間電壓差等于及小于二極管D3的導(dǎo)通電壓時(shí)，二極管D3截止斷開，電容Cl通過(guò)電阻Rl緩慢放電。同理，如圖5所示，在本實(shí)施例中，二極管D4的負(fù)極連接MOS管Q2的柵極，而二極管D4的正極連接MOS管Q2的源極。此時(shí)，如圖7的波形6所示，當(dāng)?shù)诙妷嚎刂菩盘?hào)CTL2從低電平信號(hào)跳變到高電平信號(hào)時(shí)，由于MOS管Q2的柵極電壓高于MOS管Q2的源極電壓，使得二極管D4截止斷開，電容C4通過(guò)電阻R2緩慢充電。當(dāng)?shù)诙妷嚎刂菩盘?hào)CTL2從高電平信號(hào)跳變到低電平信號(hào)時(shí)，由于MOS管Q2的源極電壓大于MOS管Q2的柵極電壓，使得二極管D4導(dǎo)通。此時(shí)，電容C2通過(guò)二極管D4迅速放電，將MOS管Q2的柵極電壓快速鉗位到MOS管Q2的源極電壓。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)MOS管Q2的源極電壓與MOS管Q2的柵極電壓之間電壓差大于二極管D4的導(dǎo)通電壓時(shí)，二極管D4導(dǎo)通，電容C2通過(guò)二極管D4迅速放電。當(dāng)MOS管Q2的柵極電壓與MOS管Q2的源極電壓之間電壓差等于及小于二極管D3的導(dǎo)通電壓時(shí)，二極管D3截止斷開，電容C2通過(guò)電阻R2緩慢放電。通過(guò)上述方式，利用二極管D3、D4的鉗位作用，避免了由于有效占空比增加產(chǎn)生的電容Cl、C2放電不充分而引起的MOS管Ql、Q2無(wú)法正常工作。在本實(shí)施例中，二極管D3、D4可以是普通二極管、肖特基二極管、瞬態(tài)抑制二極管(TVS)、穩(wěn)壓二極管或其他單向?qū)ㄔ?。在?yōu)選實(shí)施例，二極管D3采用穩(wěn)壓二極管。該穩(wěn)壓二極管的進(jìn)一步作用是:在MOS管Ql的源極瞬間上電時(shí)，穩(wěn)壓二極管反向?qū)?，將MOS管Ql的柵極電壓鉗位到MOS管Ql的源極電壓。此時(shí)，由于穩(wěn)壓二極管兩端的電壓差小于MOS管Ql的源極與柵極之間的耐受電壓，因此避免了在瞬間上電時(shí)由于MOS管Ql的源極與柵極之間電壓差大于耐受電壓而導(dǎo)致的MOS管Ql的源極和柵極被擊穿而且，當(dāng)源極和柵極電壓浪涌很大的時(shí)候，可以利用擊穿穩(wěn)壓管通過(guò)電容充電快速吸收，減少M(fèi)OS沖擊導(dǎo)通的時(shí)間；從而保護(hù)了均衡的M0S。在其他實(shí)施例中，穩(wěn)壓二極管也可以由其他鉗位元件實(shí)現(xiàn)，例如單向TVS、雙向TVS或者壓敏電阻，只需確保在MOS管Ql的源極瞬間上電時(shí)鉗位元件能夠?qū)ㄇ覍?dǎo)通時(shí)鉗位元件兩端的電壓差小于MOS管Ql的源極與柵極之間的耐受電壓即可。需要注意的是，在單獨(dú)采用壓敏電阻的情況下，將無(wú)法實(shí)現(xiàn)上文所描述的對(duì)電容Cl的快速放電，因此可以將壓敏電阻與普通二極管并聯(lián)來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)效果。在閱讀上述內(nèi)容后，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以想到將上述實(shí)施例進(jìn)行結(jié)合，或轉(zhuǎn)用到其他類似的MOS管開關(guān)電路上。通過(guò)以上方式，本發(fā)明的電池均衡電路有效地均衡電池電量,從而提高電池組的壽命。此外，該電池均衡電路及MOS管開關(guān)電路提聞電路的工作穩(wěn)定性。以上僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)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，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池均衡電路，其特征在于，所述電池均衡電路包括: 第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端接收第一控制信號(hào)，以使所述第一開關(guān)的第二端和第三端在所述第一控制信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通，所述第一開關(guān)的第三端連接第一電池的正極； 第二開關(guān)，所述第二開關(guān)的第一端接收第二控制信號(hào)，以使所述第二開關(guān)的第二端和第三端在所述第二控制信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通，所述第二開關(guān)的第三端連接第二電池的負(fù)極，所述第二開關(guān)的第二端連接所述第一開關(guān)的第二端，所述第一電池的負(fù)極與所述第二電池的正極連接； 電感，所述電感的第一端連接于所述第一電池的負(fù)極與所述第二電池的正極之間，所述電感的第二端連接于所述第一開關(guān)的第二端和所述第二開關(guān)的第二端之間； 第一單向?qū)ㄔ?，所述第一單向?qū)ㄔ恼龢O連接所述電感的第二端，所述第一單向?qū)ㄔ呢?fù)極連接所述第一電池的正極； 第二單向?qū)ㄔ?，所述第二單向?qū)ㄔ恼龢O連接所述第二電池的負(fù)極，所述第二單向?qū)ㄔ呢?fù)極連接所述電感的第二端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池均衡電路，其特征在于，所述電池均衡電路進(jìn)一步包括第一電容和第二電容，所述第一電容與所述第一電池并聯(lián)，所述第二電容與所述第二電池并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池均衡電路，其特征在于，所述第一單向?qū)ㄔ退龅诙蜗驅(qū)ㄔ槎O管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池均衡電路，其特征在于，所述第一開關(guān)包括: 第一電容，所述第一電容的第一端接收第一電壓控制信號(hào)； 第一 MOS管，所述第一 MOS管的第一端連接所述第一電容的第二端，所述第一 MOS管的第三端連接所述第一電池的正極； 第一電阻，所述第一電阻的第一端連接所述第一 MOS管的第一端，所述第一電阻的第二端連接所述第一 MOS管的第三端，以使所述第一 MOS管的第二端和第三端在所述第一電壓控制信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池均衡電路，其特征在于，所述第二開關(guān)包括: 第二電容，所述第二電容的第一端接收第二電壓控制信號(hào)； 第二 MOS管，所述第二 MOS管的第一端連接所述第二電容的第二端，所述第二 MOS管的第二端連接所述第一 MOS管的第二端，所述第二 MOS管的第三端連接所述第二電池的負(fù)極，所述電感的第二端連接于所述第一 MOS管的第二端和所述第二 MOS管的第二端之間； 第二電阻，所述第二電阻的第一端連接所述第二 MOS管的第一端，所述第二電阻的第二端連接所述第二 MOS管的第三端，以使所述第二 MOS管的第二端和第三端在所述第二電壓控制信號(hào)的作用下選擇性導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池均衡電路，其特征在于，所述第一MOS管為P型MOS管，所述第一 MOS管的第一端、第二端以及第三端分別為所述P型MOS管的柵極、漏極和源極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池均衡電路，其特征在于，所述第二MOS管為N型MOS管，所述第二 MOS管的第一端、第二端以及第三端分別為所述N型MOS管的柵極、漏極和源極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池均衡電路，包括第一開關(guān)，其第一端接收第一控制信號(hào)，第三端連接第一電池的正極；第二開關(guān)，其第一端接收第二控制信號(hào)，第三端連接第二電池的負(fù)極，第二端連接第一開關(guān)的第二端，第一電池的負(fù)極與第二電池的正極連接；電感，其第一端連接于第一電池的負(fù)極與第二電池的正極之間，第二端連接于第一開關(guān)的第二端和第二開關(guān)的第二端之間；第一單向?qū)ㄔ?，其正極連接電感的第二端，負(fù)極連接第一電池的正極；第二單向?qū)ㄔ?，其正極連接第二電池的負(fù)極，負(fù)極連接電感的第二端。通過(guò)以上方式，本發(fā)明的電池均衡電路能有效地均衡電池之間的電量，從而提高電池組的使用性能和壽命。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103094934SQ201110335710
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者饒華兵 申請(qǐng)人:東莞鉅威新能源有限公司