偏置-1O對實現(xiàn)周期開始的啟動時必須的，另外MOS共體的二極管處于箝位狀態(tài)，MOS管開通時，沒有二極管反向電流損失，開通損耗可以忽略不計。
[0041]另外由于功率管內(nèi)寄生電容Coss的存在，MOS管的關(guān)斷損耗顯著下降。這是因為在關(guān)斷時，并聯(lián)的寄生電容Coss延緩了DS(漏極和源極)端電壓上升的時間，使開關(guān)管在關(guān)斷時，端電壓沒有明顯高于OV的狀態(tài)下，實現(xiàn)零電壓(ZVS)狀態(tài)下關(guān)閉。
[0042]最小關(guān)斷損耗的本質(zhì)是最短的關(guān)斷時間，具體實現(xiàn)是驅(qū)動回路上串接最小阻值的關(guān)斷電阻。
[0043]在聯(lián)絡段，首先關(guān)閉一個MOS管，然后開啟同一橋臂上另一個MOS管(中間時間由死區(qū)時間決定)，電感電流首先向第一個功率管的Coss充電，同時對互補MOS管的寄生電容Coss放電。這個階段能量在兩只互補功率管的輸出寄生電容Coss和電感L之間傳遞。
[0044]如圖4?圖9所示，本發(fā)明鋰電池組用雙向電源工作步驟分解。
[0045]I)在T0〈t〈Tl階段，第四MOS管S4體內(nèi)二極管管和第二 MOS管S2同時導通，第二 MOS管S2在Cos第二 MOS管S2的影響下實現(xiàn)零電壓關(guān)斷。在聯(lián)絡段，負的電感L電流Il(t)對第二寄生電容Coss4充電，同時第一寄生電容Cossl放電，相應的能量從電感L轉(zhuǎn)移到電容上。
[0046]第一 MOS管SI的體內(nèi)二極管續(xù)流電感L電流，開始導通，此時可以打開處于ZCS/ZVS狀態(tài)下的開關(guān)管第一 MOS管SI;第一 MOS管SI打開之后由于Rdon較小，壓降較二極管正向壓降低，電感L電流從第一 MOS管SI上流過，而不經(jīng)過其體內(nèi)二極管。
[0047]電感L電流在VL(t) =Vl作用下逐步上升。
[0048]2)在Tl時間點上，由于第四MOS管S4導通，第四寄生電容Coss4完全放電，第四MOS管S4在ZVS作用下關(guān)斷。電感L電流對第四寄生電容Coss4充電，同時第三寄生電容Coss3放電，此階段電感L能量傳遞給電容。同樣，在聯(lián)絡段末期第三MOS管S3伴生的二極管導通，處于ZCS/ZVS狀態(tài)下的第三MOS管S3此時可以打開。
[0049]第三MOS管S3打開以后，加在電感L上的電壓VL(t)=Vl-V2，同樣使電感L電流上升(BUCK模式)或者下降(BOOST模式)。
[0050]ZVS關(guān)斷和ZVS/ZCS開通同樣適應于t = T2，t = T3對應的聯(lián)絡段，能量從寄生電容Coss轉(zhuǎn)移到BUCK/BOOST電感L上。[0051 ] 在T3〈t〈T4時間段，第二MOS管S2，第四MOS管S4導通，第一MOS管SI，第三MOS管S3關(guān)閉，電流在功率元件內(nèi)部循環(huán)，此階段存在是為了保持恒定周期，并且提供負的偏置電流，為下一個脈沖周期實現(xiàn)ZCS/ZVS提供條件。
[0052]本發(fā)明鋰電池組用雙向電源具備以下優(yōu)勢:
[0053]1、作為一個電源拓撲，解決了限流充電以及瞬間大電容負載接入造成的沖擊，尤其對短路保護更迅速，可在10微妙之內(nèi)切斷。
[0054]2、可通過控制單元加入均流功能，純粹硬件均流能就能保證多臺電池組并聯(lián)，軟件均流臺數(shù)不受限制。
[0055]3、當不需要限流充電功能時，可以打開第一 MOS管SI，第三MOS管S3，關(guān)閉第二 MOS管S2，第四MOS管S4，同時打開第五MOS管S5，第六MOS管S6實現(xiàn)與原電路相同的直通功能。
[0056]4、解決了原來方案中外部電源反接引起的問題，原方案中開機默認狀態(tài)為充放電MOS均導通，當外部電源反接，功率MOS承受電壓為電池電壓加上外部電源電壓的二者之和，通常超過MOS正常耐壓造成電壓擊穿。
[0057]本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.鋰電池組用雙向電源，包括鋰離子電池組、電容Cl以及外部電源；其特征在于，在所述鋰離子電池組的正極和負極之間串接雙向半橋電路;其中 所述雙向半橋電路包括: 第一 MOS管SI，所述第一 MOS管SI的漏極與所述外置充電電源正極或者負載正極連接；第二 MOS管S2，所述第二 MOS管S2的漏極與所述第一 MOS管SI的源極連接;所述第二 MOS管S2的源極與所述外置充電電源負極或者負載負極連接； 第三MOS管S3，所述第三MOS管S3的漏極與所述鋰離子電池組的正極連接； 第四MOS管S4，所述第四MOS管S4的漏極與所述第三MOS管S3的源極連接;所述第四MOS管S4的源極與所述鋰離子電池組的負極連接； 雙半橋的中間點連接電感L，所述電感L的一端連接在所述第二 MOS管S2的漏極與所述第一 MOS管SI的源極的連接處，所述電感L的另一端連接在所述第四MOS管S4的漏極與所述第三MOS管S3的源極的連接處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池組用雙向電源，其特征在于，在所述第一MOS管S1、所述第二 MOS管S2、所述第三MOS管S3及所述第四MOS管S4的漏極與源極之間均并聯(lián)了體內(nèi)伴隨反向二極管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池組用雙向電源，其特征在于，在所述第一MOS管SI的漏極與所述第三MOS管S3的漏極之間連接有反向串聯(lián)的第五MOS管S5和第六MOS管S6。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池組用雙向電源，其特征在于，在所述第五MOS管S5和所述第六MOS管S6的漏極與源極之間分別連接有體內(nèi)伴隨反向二極管。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰電池組用雙向電源，其特征在于，所述第一MOS管S1、所述第二 MOS管S2、所述第三MOS管S3及所述第四MOS管S4為N型場效應管。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鋰電池組用雙向電源，其特征在于，所述第五MOS管S5和所述第六MOS管S6為N型場效應管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池組用雙向電源，其特征在于，所述電容Cl為極性電極電容。
【專利摘要】本發(fā)明鋰電池組用雙向電源，包括鋰離子電池組、電容C1以及外部電源；在所述鋰離子電池組的正極和負極之間串接一半雙橋電路；電感L，所述電感L的一端連接在所述第二MOS管S2的漏極與所述第一MOS管S1的源極的連接處，所述電感L的另一端連接在所述第四MOS管S4的漏極與所述第三MOS管S3的源極的連接處。本發(fā)明鋰電池組用雙向電源解決了原來方案中外部電源反接引起的問題，原方案中開機默認狀態(tài)為充放電MOS均導通，當外部電源反接，功率MOS承受電壓為電池電壓加上外部電源電壓的二者之和，通常超過MOS正常耐壓造成電壓擊穿。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN105515101
【申請?zhí)枴緾N201510923065
【發(fā)明人】王紅星, 李番軍, 施璐
【申請人】上海中興派能能源科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月11日