專利名稱：蓄電池組充電及放電平衡的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種充電及放電平衡的電路，特別有關(guān)于一種蓄電池組充電及放電平衡的電路。
背景技術(shù)：
單個(gè)蓄電池(例如鎳氫電池、鉛酸電池或鋰電池等)的電壓與容量有限，在很多電器裝置的應(yīng)用上，需要使用串聯(lián)的蓄電池來組成蓄電池組。但蓄電池組的每一蓄電池的電氣特性(如電壓、電流及容量(安培小時(shí))等)都有些許的差異，因此經(jīng)串聯(lián)的每一個(gè)蓄電池并無法提供相同的輸出電壓、電流，而存在每一蓄電池供電的均衡性問題，且每一蓄電池的電氣特性不同，在經(jīng)過許多次的充電、放電后亦造成使用壽命不同，可是蓄電池組的使用壽命卻取決于使用壽命最短的蓄電池。為了使蓄電池組的使用壽命增加，采用對蓄電池組的每一蓄電池進(jìn)行無損均充放 方法，目前有以下幾種方法。一種方法系在蓄電池組的每一蓄電池并聯(lián)一均衡電路，以達(dá)到分流的作用。此種方法系當(dāng)某一個(gè)蓄電池首先達(dá)到滿充時(shí)，均衡電路能阻止其過充，而將多余的能量轉(zhuǎn)換為熱能，而其他未充滿的蓄電池將繼續(xù)充電。此種方法的均衡電路雖然簡單，但會造成過多能量的耗損，不適合蓄電池的快充系統(tǒng)。另一種方法系在蓄電池組充電前，每一蓄電池逐一對同一負(fù)載放電至同一位準(zhǔn)，然后再進(jìn)行定電流充電，以此保證每一蓄電池之間較為準(zhǔn)確的均衡狀態(tài)。但對蓄電池組而言，由于每一蓄電池的電氣特性不同，每一蓄電池的放電難以達(dá)到完全一致的理想效果。即使放電可達(dá)到同一效果，但在充電過程也會出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。又另一種方法系運(yùn)用分時(shí)原理，藉由開關(guān)組件的控制與切換，使額外的電流流入電壓對較低的蓄電池中，以達(dá)到均衡充電的目的。此種方法的充電效率較高，但充電的控制比較復(fù)雜。還有一種方法系蓄電池組是由單晶片控制，每一個(gè)蓄電池都有獨(dú)立的模組。模組根據(jù)設(shè)定程序?qū)Ω髯缘男铍姵剡M(jìn)行充電，充電完成后自動斷電。該方法比較簡單，但在蓄電池的數(shù)量比較多時(shí)會增加系統(tǒng)成本，而且不利于減少系統(tǒng)的體積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種蓄電池組充電及放電平衡的電路，利用切換開關(guān)組的簡單控制，并利用蓄電池與儲電元件之間的充電與放電，而使每一蓄電池達(dá)到均衡的充電與放電，進(jìn)而增加蓄電池組的使用壽命。本發(fā)明提供第一種蓄電池組充電及放電平衡的電路，該蓄電池組并聯(lián)連接一負(fù)載，該蓄電池組由η個(gè)蓄電池以串聯(lián)方式連接，其中η為大于等于2的整數(shù)，該電路包含一切換開關(guān)組，由η個(gè)切換開關(guān)構(gòu)成，每一個(gè)切換開關(guān)具有一第一切換節(jié)點(diǎn)、一第二切換節(jié)點(diǎn)及一共同節(jié)點(diǎn)，前一切換開關(guān)的該第二切換節(jié)點(diǎn)與后一切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)電連接，每一個(gè)切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)依序并聯(lián)連接蓄電池的兩端;一儲電元件組，由η-I個(gè)儲電元件以串聯(lián)方式連接，每一個(gè)儲電元件的兩端依序并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)的該等共同節(jié)點(diǎn)；以及一脈沖產(chǎn)生器，以一頻率控制每一個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)于該第一切換節(jié)點(diǎn)及該第二切換節(jié)點(diǎn)之間的切換。本發(fā)明提供第二種蓄電池組充電及放電平衡的電路，該蓄電池組并聯(lián)連接一負(fù)載，該蓄電池組由η個(gè)蓄電池以串聯(lián)方式連接，其中η為大于等于3的整數(shù)，該電路包含一切換開關(guān)組，由η個(gè)切換開關(guān)構(gòu)成，每一個(gè)切換開關(guān)具有一第一切換節(jié)點(diǎn)、一第二切換節(jié)點(diǎn)及一共同節(jié)點(diǎn)，前一切換開關(guān)的該第二切換節(jié)點(diǎn)與后一切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)電連接，每一個(gè)切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)依序并聯(lián)連接蓄電池的兩端; 一儲電元件組，由η-I個(gè)儲電元件以串聯(lián)方式連接，每一個(gè)儲電元件的兩端依序并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)的該等共同節(jié)點(diǎn)；至少一并聯(lián)切換開關(guān)組，由m個(gè)切換開關(guān)構(gòu)成，m大于等于2，m小于n，前一切換開關(guān)的該第二切換節(jié)點(diǎn)與后一切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)電連接，每一個(gè)切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)依序與至少兩個(gè)儲電元件并聯(lián)連接；至少一并聯(lián)儲電元件組，由m-Ι個(gè)儲電元件以串聯(lián)方式連接,該至少一并聯(lián)儲電元件組的每一個(gè)儲電元件的兩端依序并聯(lián)連接該至少一并聯(lián)切換開關(guān)組的兩個(gè)切換開關(guān)的該等共同節(jié)點(diǎn)；以及一脈沖產(chǎn)生器，以一第一頻率控制每一個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)于該第一切換節(jié)點(diǎn)及該第二切換節(jié)點(diǎn)之間的切換，以一第二頻率控制該至少一并聯(lián)切換開關(guān)組的每一個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)于該第一切換節(jié)點(diǎn)及該第二切換節(jié)點(diǎn)之間的切換。根據(jù)本發(fā)明第一或第二種蓄電池組充電及放電平衡的電路，其中，該儲電元件為一電容及一超電容的其中一者。根據(jù)本發(fā)明第一種蓄電池組充電及放電平衡的電路，其中，該脈沖產(chǎn)生器的控制每一個(gè)切換開關(guān)的該頻率系依據(jù)每一并聯(lián)的蓄電池與儲電元件的充電與放電的電壓為彼此相同的情況。根據(jù)本發(fā)明第二種蓄電池組充電及放電平衡的電路，其中，該脈沖產(chǎn)生器的控制每一個(gè)切換開關(guān)的該第一頻率系依據(jù)每一并聯(lián)的蓄電池與儲電元件的充電與放電的電壓為彼此相同的情況，該脈沖產(chǎn)生器的控制每一個(gè)切換開關(guān)的該第二頻率系依據(jù)該儲電元件組的至少兩個(gè)儲電元件與該至少一并聯(lián)儲電元件組的至少兩個(gè)儲電元件的充電與放電的電壓為彼此相同的情況，該脈沖產(chǎn)生器對該第一頻率進(jìn)行除頻以得到該第二頻率。


圖I為本發(fā)明的第一實(shí)施例的蓄電池組充電及放電平衡的電路的電路圖；以及圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例的蓄電池組充電及放電平衡的電路的電路圖。主要附圖標(biāo)記說明12負(fù)載
14脈沖產(chǎn)生器24脈沖產(chǎn)生器Bi、B2、B3、-,Bn蓄電池SSpSSySSy …、SSn切換開關(guān)SSPpSSPy…、SSPm并聯(lián)切換開關(guān)SI\、ST2、…、STlri儲電元件STP1,…、STPlrt并聯(lián)儲電元件
具體實(shí)施方式
參考以下附圖以說明本發(fā)明的數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例。圖I為本發(fā)明的第一實(shí)施例的蓄電池組充電及放電平衡的電路的電路圖。在圖I的電路中，η個(gè)蓄電池…、BnW串聯(lián)方式連接(其中η為大于等于2的整數(shù))而構(gòu)成一蓄電池組。蓄電池組與負(fù)載12并聯(lián)連接，而由蓄電池組供電給負(fù)載12。η個(gè)切換開關(guān)SSpSS2、SS3、…、SSn的每一者具有切換節(jié)點(diǎn)S1、切換節(jié)點(diǎn)S2及共同節(jié)點(diǎn)C，第一切換開關(guān)SS1的切換節(jié)點(diǎn)S2與第二切換開關(guān)SS2的切換節(jié)點(diǎn)S1電連接，而第二切換開關(guān)SS2的切換節(jié)點(diǎn)S2與第三切換開關(guān)SS3的切換節(jié)點(diǎn)S1電連接，依此類推，第n-ι切換開關(guān)SSlri的切換節(jié)點(diǎn)S2與第η切換開關(guān)SSn的切換節(jié)點(diǎn)S1電連接。如此η個(gè)切換開關(guān)
551,SS2, SS3、…、SSn串聯(lián)構(gòu)成一切換開關(guān)組。第一切換開關(guān)SS1的切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2并聯(lián)連接蓄電池B1的兩端，第二切換開關(guān)SS2的切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2并聯(lián)連接蓄電池B2的兩端，依此類推，第η切換開關(guān)SSn的切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2并聯(lián)連接蓄電池Bn的兩端。由η-I個(gè)儲電元件SI\、ST2、…、STlri以串聯(lián)方式連接構(gòu)成一儲電元件組。儲電元件ST1的兩端并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)SSp SS2各自的共同節(jié)點(diǎn)C，儲電元件ST2的兩端并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)ss2、ss3各自的共同節(jié)點(diǎn)C，以此類推，儲電元件STlri的兩端并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)SSn_i(未圖示)、55 各自的共同節(jié)點(diǎn)C。其中，儲電元件SI\、ST2、…、STlri系一電容或一超電容。一脈沖產(chǎn)生器14以一頻率來控制每一個(gè)切換開關(guān)SSi、SS2、SS3、…、SSn的共同節(jié)點(diǎn)C于切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2之間的切換。脈沖產(chǎn)生器14的控制每一個(gè)切換開關(guān)SSp
552、SS3、…、SSn的頻率系依據(jù)每一并聯(lián)的蓄電池Bi、B2、B3、…、Bn與儲電元件SI\、ST2、…、STlri的充電與放電的電壓為彼此相同的情況。當(dāng)蓄電池組(即串聯(lián)的蓄電池Bi、B2、B3、…、Bn)供電給負(fù)載12時(shí)，脈沖產(chǎn)生器14在例如一個(gè)頻率的正周期中控制每一個(gè)切換開關(guān)SSp SS2, SS3、…、SSn的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S1接通，使得蓄電池B1經(jīng)由切換開關(guān)SSpSS2的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S1而與儲電元件ST1并聯(lián)，蓄電池B2經(jīng)由切換開關(guān)SS2、SS3的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S1與儲電元件ST2并聯(lián)，以此類推，蓄電池Blri經(jīng)由切換開關(guān)SSlri (未圖示)、SSn的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S1而與儲電元件STlri并聯(lián)；脈沖產(chǎn)生器14在一個(gè)頻率的負(fù)周期中控制每一個(gè)切換開關(guān)SSpSS2、SS3、…、SSn的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S2接通，使得蓄電池B2經(jīng)由切換開關(guān)SSpSS2的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S2而與儲電元件ST1并聯(lián)，蓄電池B3經(jīng)由切換開關(guān)SS2、SS3的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S2而與儲電元件ST2并聯(lián)，以此類推，蓄電池Bn經(jīng)由切換開關(guān)SSlri (未圖示)、SSn的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S2而與儲電元件STlri并聯(lián)。在蓄電池與儲電元件并聯(lián)的兩者之間由電壓較高的一者對電壓較低的另一者進(jìn)行充電，反之則進(jìn)行放電。舉例說明，在第一周期的正周期中，蓄電池^與儲電元件ST1并聯(lián)，而由蓄電池B1對儲電元件ST1進(jìn)行充電，使得儲電元件ST1的電壓與蓄電池B1的電壓相
坐寸ο在第一周期的負(fù)周期中，蓄電池B2與儲電元件ST1并聯(lián)，如果蓄電池B2的電壓高于儲電元件ST1的電壓，則由蓄電池B2對儲電元件ST1進(jìn)行充電，使得儲電元件ST1的電壓與蓄電池B2的電壓相等。在第二周期的正周期中，蓄電池B1再次與儲電元件ST1并聯(lián)，由于蓄電池B1的電壓低于儲電元件ST1的電壓，則由儲電元件ST1放電至蓄電池B1，使得儲電元件ST1的電壓 與蓄電池B1的電壓相等。在第二周期的負(fù)周期中，蓄電池B2與儲電元件ST1并聯(lián)，由于蓄電池B2的電壓高于儲電元件ST1的電壓，則由蓄電池B2對儲電元件ST1再次進(jìn)行充電，使得儲電元件ST1的電壓與蓄電池B2的電壓相等。如上所述,藉由脈沖產(chǎn)生器14控制每一個(gè)切換開關(guān)SSpSS^SSp…、SSn的切換，并藉由儲電元件SI\、ST2、.'STlri來對相鄰的蓄電池Bi、B2、B3、…、Bn進(jìn)行充電與放電，以如此能量的充放方式，直到串聯(lián)的每一蓄電池B2、B3、…、Bn的電壓趨于一致為止，以改善蓄電池中每一蓄電池的電壓不平衡問題。圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例的蓄電池組充電及放電平衡的電路的電路圖。在圖2的電路中的組件與圖I的電路中的組件相同者，在此以相同元件符號標(biāo)示，并省略其結(jié)構(gòu)與操作的描述。在圖2中,脈沖產(chǎn)生器24的控制每一個(gè)切換開關(guān)SSp SS2、SS3、…、SS1^A一第一頻率系依據(jù)每一并聯(lián)的蓄電池!V B2、B3、…、Bn與儲電兀件SI\、ST2、…、STlri的充電與放電的電壓為彼此相同的情況。其中，η大于等于3。m個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSP^ SSP2,…、SSPm的每一者具有切換節(jié)點(diǎn)S1、切換節(jié)點(diǎn)S2及共同節(jié)點(diǎn)C，第一并聯(lián)切換開關(guān)SSP1的切換節(jié)點(diǎn)S2與第二并聯(lián)切換開關(guān)SSP2的切換節(jié)點(diǎn)S1電連接，依此類推，未圖示的第m-Ι并聯(lián)切換開關(guān)SSPnrl的切換節(jié)點(diǎn)S2與第m并聯(lián)切換開關(guān)SSPm的切換節(jié)點(diǎn)S1電連接。如此m個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSPp SSP2,…、SSPm串聯(lián)構(gòu)成一并聯(lián)切換開關(guān)組。第一并聯(lián)切換開關(guān)SSP1的切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2與兩個(gè)串聯(lián)連接的儲電元件STpST2并聯(lián)連接，第二并聯(lián)切換開關(guān)SSP2的切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2與兩個(gè)串聯(lián)連接的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4并聯(lián)連接，以下以此類推。在另一實(shí)施例中，每一并聯(lián)切換開關(guān)的切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2可與兩個(gè)以上串聯(lián)連接的儲電元件并聯(lián)連接。由m-Ι個(gè)并聯(lián)儲電元件STP1、…、STPnrl以串聯(lián)方式連接構(gòu)成一并聯(lián)儲電元件組。并聯(lián)儲電元件STP1的兩端并聯(lián)連接兩個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSPp SSP2的共同節(jié)點(diǎn)C，以此類推，并聯(lián)儲電元件STPnrl的兩端并聯(lián)連接兩個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSPm及未圖示的并聯(lián)切換開關(guān)SSPnrl的共同節(jié)點(diǎn)C。其中，并聯(lián)儲電元件STPp…、STPnrl系一電容或一超電容。脈沖產(chǎn)生器24以一第二頻率來控制每一個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSPi、SSP2,…、SSPm的共同節(jié)點(diǎn)C于切換節(jié)點(diǎn)S1及切換節(jié)點(diǎn)S2之間的切換。脈沖產(chǎn)生器24的控制每一個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSPp SSP2、…、SSPm的第二頻率系依據(jù)并聯(lián)的兩個(gè)儲電元件SI\、ST2與并聯(lián)儲電元件STP1的充電與放電的電壓為彼此相同的情況，以下以此類推，并省略其描述。其中，脈沖產(chǎn)生器24的第一頻率為第二頻率的整數(shù)倍，脈沖產(chǎn)生器24對第一頻率進(jìn)行除頻以得到第
二頻率。舉例說明，脈沖產(chǎn)生器24在第二頻率的正周期中控制每一個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSPpSSP2,…、SSPm的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S1接通，使得兩個(gè)儲電元件STpST2經(jīng)由并聯(lián)切換開關(guān)SSPp SSP2的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S1而與并聯(lián)儲電元件STP1并聯(lián)，以下以此類推，并省略其說明。脈沖產(chǎn)生器24在第二頻率的負(fù)周期中控制每一個(gè)并聯(lián)切換開關(guān)SSPp SSP2、…、SSPm的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S2接通，使得兩個(gè)儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4經(jīng)由并聯(lián)切換開關(guān)SSPpSSP2的共同節(jié)點(diǎn)C與切換節(jié)點(diǎn)S2而與并聯(lián)儲電元件STP1并聯(lián)，以下以此類推，并省略其說明。在兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件與并聯(lián)儲電元件并聯(lián)的兩者之間由電壓較高的一者對電 壓較低的另一者進(jìn)行充電，反之則進(jìn)行放電。舉例說明，在第一周期的正周期中，兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件SI\、ST2與并聯(lián)儲電元件STP1并聯(lián)，而由兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件STpSTj^并聯(lián)儲電元件STP1進(jìn)行充電，使得并聯(lián)儲電元件STP1的電壓與兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件STpST2的電壓相等。在第一周期的負(fù)周期中，兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4與并聯(lián)儲電元件STP1并聯(lián),如果兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4的電壓高于并聯(lián)儲電件STP1的電壓，則由兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4對并聯(lián)儲電元件STP1進(jìn)行充電，使得并聯(lián)儲電元件STP1的電壓與兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4的電壓相等。在第二周期的正周期中，兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件SI\、ST2再次與并聯(lián)儲電元件STP1并聯(lián)，由于兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件STpST2的電壓低于并聯(lián)儲電元件STP1的電壓，則由并聯(lián)儲電元件STP1放電至兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件SI\、ST2，使得并聯(lián)儲電元件STP1的電壓與兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST1、ST2的電壓相等。在第二周期的負(fù)周期中，兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4再次與并聯(lián)儲電元件STP1并聯(lián)，由于兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4的電壓高于并聯(lián)儲電元件STP1的電壓，則由兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4對并聯(lián)儲電元件STP1再次進(jìn)行充電，使得并聯(lián)儲電元件STP1的電壓與兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件ST3及未圖示的儲電元件ST4的電壓相等。如上所述，藉由脈沖產(chǎn)生器24控制每一個(gè)切換開關(guān)SSi、SS2、SS3、…、SSn以及并聯(lián)切換開關(guān)SSPi、SSP2、…、SSPm的切換，并藉由儲電元件ST1、ST2、…、STlri來對相鄰的蓄電池Bi、B2、B3、…、Bn進(jìn)行充電與放電以及并聯(lián)儲電元件STPp…、STPnrl來對相鄰的兩個(gè)串聯(lián)的儲電元件SI\、ST2、…、STlri進(jìn)行充電與放電。對于數(shù)量較多的蓄電池Bi、B2、B3、…、Bn而言，僅靠切換開關(guān)組(即切換開關(guān)SSp SS2, SS3、…、SSn)及儲電元件組(即儲電元件SI\、ST2、…、STlri)使每一蓄電池IVB2、B3、…、Bn的電壓趨于一致,需要耗費(fèi)較長的時(shí)間，如加入并聯(lián)切換開關(guān)組(即并聯(lián)切換開關(guān)SSPp SSP2,…、SSPffl)及并聯(lián)儲電元件組(即并聯(lián)儲電元件STPp…、STPnrl)于充電與放電的平衡電路中，如此能量的反復(fù)充電與放電，可縮短串聯(lián)的每一蓄電池BpByB3'…、Bn的電壓趨于一致的時(shí)間，以改善蓄電池中每一蓄電池的電壓不平衡問題。在另一實(shí)施例中，如增加串聯(lián)的蓄電池的數(shù)量，可在充電與放電的平衡電路中增加并聯(lián)切換開關(guān)組及并聯(lián)儲電元件組并聯(lián)的數(shù)量，亦即第一并聯(lián)切換開關(guān)組(例如圖2的SSP1, SSP2,…、SSPm)與儲電元件組(例如圖2的SI\、ST2,…、STlri)并聯(lián)，第一并聯(lián)儲電元件組(例如圖2的STPp…、STPnri)與第一并聯(lián)切換開關(guān)組并聯(lián)，第二并聯(lián)切換開關(guān)組(類似圖2的SSPi、SSP2、…、SSPm的串聯(lián)切換開關(guān))與第一并聯(lián)儲電元件組并聯(lián)，第二并聯(lián)儲電元件組(類似圖2的STPp…、STPnrl的串聯(lián)儲電元件)與第二并聯(lián)切換開關(guān)組并聯(lián)，以下以此類推，如此更可縮短串聯(lián)的每一蓄電池的電壓趨于一致的時(shí)間。本發(fā)明系提供一種蓄電池組充電及放電平衡的電路，其優(yōu)點(diǎn)是利用切換開關(guān)組的簡單控制，并利用蓄電池與儲電元件之間的充電與放電，而使每一蓄電池達(dá)到均衡的充電與放電，進(jìn)而增加蓄電池組的使用壽命。雖然本發(fā)明已參照較佳具體例及舉例性附圖敘述如上，惟其應(yīng)不被視為系限制性 者。本領(lǐng)域技術(shù)人員對其形態(tài)及具體例的內(nèi)容做各種修改、省略及變化，均不離開本發(fā)明的權(quán)利要求書所主張的范圍。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池組充電及放電平衡的電路，該蓄電池組并聯(lián)連接一負(fù)載，該蓄電池組由η個(gè)蓄電池以串聯(lián)方式連接，其中η為大于等于2的整數(shù)，該電路包含 一切換開關(guān)組，由η個(gè)切換開關(guān)構(gòu)成，每一個(gè)切換開關(guān)具有一第一切換節(jié)點(diǎn)、一第二切換節(jié)點(diǎn)及一共同節(jié)點(diǎn)，前一切換開關(guān)的該第二切換節(jié)點(diǎn)與后一切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)電連接，每一個(gè)切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)依序并聯(lián)連接蓄電池的兩端； 一儲電元件組，由η-I個(gè)儲電元件以串聯(lián)方式連接,每一個(gè)儲電元件的兩端依序并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)；以及 一脈沖產(chǎn)生器，以一頻率控制每一個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)與該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)之間的切換。
2.—種蓄電池組充電及放電平衡的電路，該蓄電池組并聯(lián)連接一負(fù)載，該蓄電池組由η個(gè)蓄電池以串聯(lián)方式連接，其中η為大于等于3的整數(shù)，該電路包含 一切換開關(guān)組，由η個(gè)切換開關(guān)構(gòu)成，每一個(gè)切換開關(guān)具有一第一切換節(jié)點(diǎn)、一第二切換節(jié)點(diǎn)及一共同節(jié)點(diǎn)，前一切換開關(guān)的該第二切換節(jié)點(diǎn)與后一切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)電連接，每一個(gè)切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)依序并聯(lián)連接蓄電池的兩端； 一儲電元件組，由η-I個(gè)儲電元件以串聯(lián)方式連接,每一個(gè)儲電元件的兩端依序并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)； 至少一并聯(lián)切換開關(guān)組，由m個(gè)切換開關(guān)構(gòu)成，m大于等于2，m小于η，前一切換開關(guān)的該第二切換節(jié)點(diǎn)與后一切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)電連接，每一個(gè)切換開關(guān)的該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)依序與至少兩個(gè)儲電元件并聯(lián)連接； 至少一并聯(lián)儲電元件組，由m-Ι個(gè)儲電元件以串聯(lián)方式連接,該至少一并聯(lián)儲電元件組的每一個(gè)儲電元件的兩端依序并聯(lián)連接該至少一并聯(lián)切換開關(guān)組的兩個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)；以及 一脈沖產(chǎn)生器，以一第一頻率控制每一個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)與該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)之間的切換，以一第二頻率控制該至少一并聯(lián)切換開關(guān)組的每一個(gè)切換開關(guān)的該共同節(jié)點(diǎn)與該第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)之間的切換。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電路，其中，該儲電元件為一電容及一超電容的其中一者。
4.如權(quán)利要求I所述的電路，其中，該脈沖產(chǎn)生器的控制每一個(gè)切換開關(guān)的該頻率系依據(jù)每一并聯(lián)的蓄電池與儲電元件的充電與放電的電壓為彼此相同的情況。
5.如權(quán)利要求2所述的電路，其中，該脈沖產(chǎn)生器的控制每一個(gè)切換開關(guān)的該第一頻率系依據(jù)每一并聯(lián)的蓄電池與儲電兀件的充電與放電的電壓為彼此相同的情況，該脈沖產(chǎn)生器的控制每一個(gè)切換開關(guān)的該第二頻率系依據(jù)該儲電元件組的至少兩個(gè)儲電元件與該至少一并聯(lián)儲電元件組的儲電元件的充電與放電的電壓為彼此相同的情況，該脈沖產(chǎn)生器對該第一頻率進(jìn)行除頻以得到該第二頻率。
全文摘要
一種蓄電池組充電及放電平衡的電路，蓄電池組系由n個(gè)蓄電池以串聯(lián)方式連接，該電路包含一切換開關(guān)組，由n個(gè)切換開關(guān)構(gòu)成，每一個(gè)切換開關(guān)具有第一與第二切換節(jié)點(diǎn)及一共同節(jié)點(diǎn)，前一切換開關(guān)的第二切換節(jié)點(diǎn)與后一切換開關(guān)的第一切換節(jié)點(diǎn)電連接，每一個(gè)切換開關(guān)的第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)依序并聯(lián)連接蓄電池的兩端；一儲電元件組，由n-1個(gè)儲電元件以串聯(lián)方式連接，每一個(gè)儲電元件的兩端依序并聯(lián)連接兩個(gè)切換開關(guān)的共同節(jié)點(diǎn)；以及一脈沖產(chǎn)生器，以一頻率控制每一個(gè)切換開關(guān)的共同節(jié)點(diǎn)于第一切換節(jié)點(diǎn)及第二切換節(jié)點(diǎn)之間的切換。
文檔編號H02J7/00GK102882242SQ20121016030
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者汪濂, 謝達(dá)理 申請人:唯電科技股份有限公司