用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置及電池保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置中，當(dāng)開關(guān)單元包括三極管時(shí)，控制模塊的輸出控制端與平衡芯片的輸出控制端斷開連接，處理模塊的輸出控制端連接平衡芯片的輸出控制端，處理模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)通過開關(guān)單元的控制端控制三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，接地端連接處理模塊的輸出控制端。當(dāng)開關(guān)單元包括MOS管時(shí)，控制模塊的輸出控制端連接平衡芯片的輸出控制端，控制模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)通過開關(guān)單元的控制端控制MOS管的導(dǎo)通及關(guān)斷。上述平衡裝置，當(dāng)開關(guān)單元包括三極管時(shí)，流入平衡芯片的電流會(huì)流向地端，這使得平衡裝置能在分時(shí)采樣及實(shí)時(shí)采樣下工作，且平衡裝置適用于驅(qū)動(dòng)MOS管類型及驅(qū)動(dòng)三極管類型的平衡方式。本發(fā)明還公開一種電池保護(hù)系統(tǒng)。
【專利說明】
用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置及電池保護(hù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置及一種電池保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在多節(jié)電池保護(hù)領(lǐng)域中，為了延長(zhǎng)電池組的使用壽命，提高電池容量的利用率，往往會(huì)在電池保護(hù)系統(tǒng)中加入平衡裝置，使整個(gè)電池組各節(jié)電芯在充放電過程中容量盡量平衡一致。目前實(shí)現(xiàn)平衡的其中一種方式的原理是將高電壓電池通過放電回路放電，把多余的電量以熱能的形式損耗掉，實(shí)現(xiàn)各節(jié)電池的平衡，實(shí)現(xiàn)方法相對(duì)簡(jiǎn)單。
[0003]目前，這種平衡方式從放電控制回路可分為驅(qū)動(dòng)MOS管類型和驅(qū)動(dòng)三極管類型。驅(qū)動(dòng)MOS管類型的平衡裝置的優(yōu)點(diǎn)是:平衡啟動(dòng)時(shí)為電壓驅(qū)動(dòng)，無需驅(qū)動(dòng)電流，因此對(duì)芯片采樣無影響，并同時(shí)適用于實(shí)時(shí)采樣與分時(shí)采樣，應(yīng)用范圍較廣；其缺點(diǎn)是:在整體應(yīng)用方案中，相對(duì)于三極管，MOS管GS較容易被損壞，導(dǎo)致平衡回路失效，甚至損壞電池。
[0004]驅(qū)動(dòng)三極管類型的平衡裝置的優(yōu)點(diǎn)是:相比MOS管來說，穩(wěn)定好，不容易損壞；其缺點(diǎn)是:當(dāng)平衡裝置工作時(shí)，會(huì)有電流流入芯片，經(jīng)過采樣電阻后導(dǎo)致芯片采樣不準(zhǔn)確，因此不能作為實(shí)時(shí)采樣使用，僅限于分時(shí)采樣方案中，即當(dāng)平衡不開啟時(shí)進(jìn)行采樣，而平衡開啟時(shí)不進(jìn)行采樣。而分時(shí)采樣則導(dǎo)致電池平衡效率大大降低，影響平衡速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需要提供一種用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置及一種電池保護(hù)系統(tǒng)。
[0006]—種用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置，包括平衡芯片及開關(guān)單元，該平衡芯片包括控制模塊及處理模塊，該開關(guān)單元包括三極管或MOS管，該處理模塊包括接地端；
[0007]該控制模塊的輸入控制端及該處理模塊的輸入控制端均連接該平衡芯片的輸入控制端，該控制模塊的第一輸出端連接該平衡芯片的第一輸出端，該控制模塊的第二輸出端連接該平衡芯片的第二輸出端，該平衡芯片的第一輸出端及第二輸出端用于分別連接受保護(hù)電池的兩個(gè)極；
[0008]該平衡芯片的輸出控制端連接該開關(guān)單元的控制端，該開關(guān)單元的第一端連接該平衡芯片的第一輸出端，該開關(guān)單元的第二端連接該平衡芯片的第二輸出端；
[0009]當(dāng)該開關(guān)單兀包括該三極管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端斷開連接，該處理模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該處理模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，該接地端連接該處理模塊的輸出控制端；
[0010]當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該控制模塊根據(jù)該輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該MOS管的導(dǎo)通及關(guān)斷。
[0011]上述平衡裝置，當(dāng)開關(guān)單元包括三極管時(shí)，經(jīng)平衡芯片的輸出控制端流入平衡芯片的電流會(huì)通過處理模塊的輸出控制端及接地端流向地端，這使得平衡裝置在能夠用于分時(shí)采樣的情況下，也能適用于實(shí)時(shí)采樣，因而提高了電池平衡效率，保證了平衡速度。進(jìn)一步地，上述平衡裝置適用于驅(qū)動(dòng)MOS管類型及驅(qū)動(dòng)三極管類型的平衡方式，應(yīng)用范圍更廣。
[0012]在一個(gè)實(shí)施方式中，該平衡芯片包括第一連接件與第二連接件；
[0013]該第一連接件位于該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端之間，該第二連接件位于該處理模塊的選擇端與該接地端之間；
[0014]當(dāng)該開關(guān)單元包括該三極管時(shí)，該第一連接件斷開該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端的連接，該第二連接件斷開該選擇端與該接地端的連接；
[0015]當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該第一連接件連接該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端，該第二連接件連接該選擇端與該接地端。
[0016]在一個(gè)實(shí)施方式中，該控制模塊包括MOS管Ml及MOS管M2，MOS管Ml的柵端與MOS管M2的柵端均連接該控制模塊的輸入控制端，MOS管Ml的漏端與MOS管M2的漏端均連接該控制模塊的輸出控制端，MOS管Ml的源端連接該控制模塊的第一輸出端，MOS管M2的源端連接該控制模塊的第二輸出端。
[0017]在一個(gè)實(shí)施方式中，該處理模塊包括MOS管M3、M4、M5、M6及恒流源Idd ；
[0018]MOS管M3的柵端連接該處理模塊的輸入控制端，MOS管M3的漏端連接該處理模塊的輸出控制端，MOS管M3的源端連接MOS管M4的漏端；
[0019]MOS管M4的柵端連接該選擇端，MOS管M4的源端連接該接地端；
[0020]MOS管M5的漏端連接該選擇端，MOS管M5的源端與MOS管M6的源端均連接該處理模塊的電源端，MOS管M5的柵端與MOS管M6的柵端均連接恒流源Idd的一端，MOS管M6的漏端連接恒流源Idd的一端；
[0021]恒流源Idd的另一端連接該接地端。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方式中，該平衡裝置還包括電阻Ra、R2及R3，該開關(guān)單元包括MOS管MB,該平衡芯片的第一輸出端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接MOS管MB的漏端；
[0023]該平衡芯片的輸出控制端連接MOS管MB的柵端，MOS管MB的源端連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接該平衡芯片的第二輸出端。
[0024]在一個(gè)實(shí)施方式中，該平衡裝置還包括電阻Ra、R2、R3及Rb，該開關(guān)單元包括三極管QB，該平衡芯片的第一輸出端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接三極管QB的發(fā)射極；
[0025]該平衡芯片的輸出控制端經(jīng)電阻Rb連接三極管QB的基極，三極管QB的集電極連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接該平衡芯片的第二輸出端。
[0026]在一個(gè)實(shí)施方式中，該平衡裝置還包括輸出模塊，該控制模塊的輸出控制端連接該輸出模塊的第一輸入端，該處理模塊的輸出控制端連接該輸出模塊的第二輸入端，該輸出模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端。
[0027]一種電池保護(hù)系統(tǒng)，包括多個(gè)平衡裝置及多個(gè)電池。每個(gè)平衡裝置包括平衡芯片及開關(guān)單元，該平衡芯片包括控制模塊及處理模塊，該開關(guān)單元包括三極管或MOS管，該處理豐旲塊包括接地端；
[0028]該控制模塊的輸入控制端及該處理模塊的輸入控制端均連接該平衡芯片的輸入控制端，該控制模塊的第一輸出端連接該平衡芯片的第一輸出端，該控制模塊的第二輸出端連接該平衡芯片的第二輸出端，該平衡芯片的第一輸出端及第二輸出端用于分別連接至少一個(gè)電池的兩個(gè)極；
[0029]該平衡芯片的輸出控制端連接該開關(guān)單元的控制端，該開關(guān)單元的第一端連接該平衡芯片的第一輸出端，該開關(guān)單元的第二端連接該平衡芯片的第二輸出端；
[0030]當(dāng)該開關(guān)單兀包括該三極管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端斷開連接，該處理模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該處理模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，該接地端連接該處理模塊的輸出控制端；
[0031]當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該控制模塊根據(jù)該輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該MOS管的導(dǎo)通及關(guān)斷。
[0032]在一個(gè)實(shí)施方式中，該平衡芯片包括第一連接件與第二連接件；
[0033]該第一連接件位于該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端之間，該第二連接件位于該處理模塊的選擇端與該接地端之間；
[0034]當(dāng)該開關(guān)單元包括該三極管時(shí)，該第一連接件斷開該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端的連接，該第二連接件斷開該選擇端與該接地端的連接；
[0035]當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該第一連接件連接該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端，該第二連接件連接該選擇端與該接地端。
[0036]—種用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置，包括平衡芯片及開關(guān)單元，該平衡芯片包括控制模塊及處理模塊，該開關(guān)單元包括三極管，該處理模塊包括接地端；
[0037]該控制模塊的輸入控制端及該處理模塊的輸入控制端均連接該平衡芯片的輸入控制端，該控制模塊的第一輸出端連接該平衡芯片的第一輸出端，該控制模塊的第二輸出端連接該平衡芯片的第二輸出端，該平衡芯片的第一輸出端及第二輸出端用于分別連接受保護(hù)電池的兩個(gè)極；
[0038]該三極管的基極及發(fā)射極均連接該平衡芯片的第一輸出端，該三極管的集電極連接該平衡芯片的第二輸出端；
[0039]該處理模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的第一輸出端，該處理模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)控制該三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，該接地端連接該處理模塊的輸出控制端。
[0040]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0041]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0042]圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置的模塊示意圖；
[0043]圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置的電路示意圖；
[0044]圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置的另一電路示意圖；
[0045]圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置的又一電路示意圖；
[0046]圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置的另一模塊示意圖；及
[0047]圖6是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的電池保護(hù)系統(tǒng)的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0049]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)所述特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0050]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接或可以相互通信；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0051]下文的公開提供了許多不同的實(shí)施方式或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)定進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或參考字母，這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施方式和/或設(shè)定之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的應(yīng)用和/或其他材料的使用。
[0052]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施方式的用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置100包括平衡芯片102及開關(guān)單元104。在本實(shí)施方式中，該平衡裝置100具有獨(dú)立的平衡控制端子BALX0
[0053]該平衡芯片102包括控制模塊51及處理模塊52，該開關(guān)單元104包括三極管或MOS管，該處理模塊52包括接地端GND及電源端POWER，該電源端POWER用于連接平衡芯片的內(nèi)部電源。
[0054]該控制模塊51的輸入控制端Al及該處理模塊52的輸入控制端Cl均連接該平衡芯片102的輸入控制端106，該控制模塊51的第一輸出端A2連接該平衡芯片102的第一輸出端VI，該控制模塊51的第二輸出端A3連接該平衡芯片102的第二輸出端V2，該平衡芯片102的第一輸出端Vl及第二輸出端V2用于分別連接受保護(hù)電池BX的兩個(gè)極V(X+1)、VX，例如極V(X+1)為電池的正極，VX為電池的負(fù)極。
[0055]該平衡芯片102的輸出控制端BALX連接該開關(guān)單元104的控制端D，該開關(guān)單元104的第一端El連接該平衡芯片102的第一輸出端VI，該開關(guān)單元104的第二端E2連接該平衡芯片102的第二輸出端V2。
[0056]當(dāng)該開關(guān)單元104包括三極管時(shí)(即該平衡裝置100為驅(qū)動(dòng)三極管類型的平衡裝置)，該控制模塊51的輸出控制端A4與該平衡芯片102的輸出控制端BALX斷開連接，該處理模塊52的輸出控制端C2連接該平衡芯片102的輸出控制端BALX，該處理模塊52根據(jù)該輸入的控制信號(hào)CTX_N通過該開關(guān)單元104的控制端D控制該三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，該接地端GND連接該處理模塊52的輸出控制端C2。輸入的控制信號(hào)CTX_N例如是經(jīng)過放大器放大后的控制信號(hào)。
[0057]當(dāng)該開關(guān)單元104包括MOS管時(shí)(即該平衡裝置100為驅(qū)動(dòng)MOS管類型的平衡裝置)，該控制模塊51的輸出控制端A4連接該平衡芯片102的輸出控制端BALX，該控制模塊51根據(jù)輸入的控制信號(hào)CTX_N通過該開關(guān)單元104的控制端D控制該MOS管的導(dǎo)通及關(guān)斷。
[0058]具體地，該平衡芯片102包括第一連接件Fl與第二連接件F2。該第一連接件Fl位于該控制模塊51的輸出控制端A4與該平衡芯片102的輸出控制端BALX之間，該第二連接件F2位于該處理模塊52的選擇端C3與該接地端GND之間。
[0059]以下分別就開關(guān)單元104包括三極管時(shí)的第一情況及開關(guān)單元104包括MOS管的第二情況分別說明。
[0060]開關(guān)單元104包括三極管QB時(shí)的第一情況:
[0061]請(qǐng)結(jié)合圖2，在這種情況下，該第一連接件Fl斷開該控制模塊51的輸出控制端A4與該平衡芯片102的輸出控制端BALX的連接，該第二連接件F2斷開該選擇端C3與該接地端GND的連接。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，第一連接件Fl為第一熔絲，第二連接件F2為第二熔絲。斷開連接時(shí)，第一熔絲Fl及第二熔絲F2均修斷。此時(shí)，控制模塊51的輸出控制端A4與平衡芯片102的輸出控制端BALX無關(guān)聯(lián)，平衡芯片102的輸出控制端BALX輸出由處理模塊52的輸出結(jié)果控制。
[0062]可以理解，在其它實(shí)施方式中，平衡裝置100還可選其它類型的連接件，只要能夠?qū)崿F(xiàn)該控制模塊51的輸出控制端A4與該平衡芯片102的輸出控制端BALX的連接與斷開，及實(shí)現(xiàn)該選擇端C3與該接地端GND的連接與斷開即可。
[0063]具體地，該控制模塊51包括MOS管Ml及MOS管M2，MOS管Ml的柵端與MOS管M2的柵端均連接該控制模塊51的輸入控制端Al，MOS管Ml的漏端與MOS管M2的漏端均連接該控制模塊51的輸出控制端A4，M0S管Ml的源端連接該控制模塊51的第一輸出端A2，MOS管M2的源端連接該控制模塊51的第二輸出端A3。
[0064]該處理模塊52包括MOS管M3、M4、M5、M6及恒流源IdcL
[0065]MOS管M3的柵端連接該處理模塊52的輸入控制端Cl，MOS管M3的漏端連接該處理模塊52的輸出控制端C2，MOS管M3的源端連接MOS管M4的漏端。
[0066]MOS管M4的柵端連接該選擇端C3，MOS管M4的源端連接該接地端GND。
[0067]MOS管M5的漏端連接該選擇端C3，MOS管M5的源端與MOS管M6的源端均連接該處理模塊52的電源端POWER，MOS管M5的柵端與MOS管M6的柵端均連接恒流源Idd的一端，MOS管M6的漏端連接恒流源Idd的一端。恒流源Idd的另一端連接該接地端GND。
[0068]該平衡裝置100還包括電阻Ra、R2、R3及Rb，該開關(guān)單元104包括三極管QB，該平衡芯片102的第一輸出端Vl連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接三極管QB的發(fā)射極。
[0069]該平衡芯片102的輸出控制端BALX經(jīng)電阻Rb連接三極管QB的基極，三極管QB的集電極連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接該平衡芯片102的第二輸出端V2。三極管QB的發(fā)射極及集電極分別連接受保護(hù)電池BX的兩個(gè)極。
[0070]平衡芯片102的輸出控制為三極管類型。工作時(shí)，CTX_NS內(nèi)部平衡初始控制信號(hào)，控制模塊51為CMOS輸出，MOS管Ml為PMOS管，MOS管M2為NMOS管?？刂颇K51的輸出控制端A4與平衡芯片102的輸出控制端BALX相連。第一連接件Fl斷開。平衡芯片102的輸出控制端BALX直接連接MOS管M3的漏端，MOS管M4的漏端與MOS管M3的源端相連，MOS管M4的柵端連接的第二連接件F2斷開，MOS管M4僅連接到一個(gè)鏡像恒流源MOS管M5的漏端，恒流源Idd為產(chǎn)生的恒流源，因此MOS管M4的柵端變?yōu)楦唠娖?，MOS管M4導(dǎo)通。
[0071]當(dāng)輸入的控制信號(hào)CTX_N為低電平(GND)時(shí)，控制模塊51的輸出為高電平V3，但由于第一連接件Fl斷開，控制模塊51的輸出控制端A4與平衡芯片102的輸出控制端BALX無連接。第二連接件F2斷開，MOS管M4的柵端為高電平，MOS管M4導(dǎo)通。輸入的控制信號(hào)CTX_N為低電平，MOS管M3關(guān)斷，MOS管M3輸出為高阻態(tài)，即平衡芯片102的輸出控制端BALX輸出為高阻態(tài)，則平衡芯片102的外部平衡回路中三極管QB的基極與發(fā)射極間無電流流過，三極管QB無法導(dǎo)通，平衡回路不開啟。
[0072]當(dāng)輸入的控制信號(hào)CTX_N變?yōu)楦唠娖絍3時(shí)，控制模塊51的輸出為低電平V2，但由于第一連接件Fl斷開，控制模塊102的輸出控制端A4與平衡芯片102的輸出控制端BALX無連接。輸入的控制信號(hào)CTX_N為高電平時(shí)控制MOS管M3導(dǎo)通，第二連接件F2斷開使得MOS管M4的柵端被鏡像恒流源M5上拉至高電平POWER電壓，MOS管M4導(dǎo)通。則平衡芯片102的輸出控制端BALX控制的三極管QB的基極與發(fā)射極間的電流Ibe通過輸出控制端BALX、處理模塊52的輸出控制端C2、MOS管M3、M4后經(jīng)處理模塊52的接地端GND流入地。同時(shí)，三極管QB導(dǎo)通，外部平衡回路開啟。
[0073]開關(guān)單元104包括MOS管MB時(shí)的第二情況:
[0074]請(qǐng)結(jié)合圖3，在這種情況下，平衡裝置100的具體電路構(gòu)成與第一種情況的平衡裝置100的具體電路構(gòu)成基本相同。不同之處在于，該開關(guān)單元104包括MOS管MB，平衡裝置100省略了電阻Rb。平衡芯片102的輸出控制端BALX直接連接MOS管MB的柵端。電阻R3的另一端連接MOS管MB的漏端。MOS管MB的源端連接電阻Ra的一端。
[0075]該第一連接件Fl連接該控制模塊51的輸出控制端A4與該平衡芯片102的輸出控制端BALX，該第二連接件F2連接該選擇端C3與該接地端GND。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，第一連接件Fl為第一熔絲，第二連接件F2為第二熔絲。連接時(shí)，第一熔絲Fl及第二熔絲F2均不修斷。此時(shí)平衡芯片102的輸出控制端BALX輸出直接由控制模塊51驅(qū)動(dòng)，而處理模塊52由第二熔絲F2控制，使得處理模塊52輸出為高阻態(tài)，不影響平衡芯片102的輸出。
[0076]平衡芯片102的輸出控制為MOS管類型。工作時(shí)，CTX_N為內(nèi)部平衡初始控制信號(hào)，控制模塊51為CMOS輸出。MOS管Ml為PMOS管，MOS管M2為NMOS管?？刂颇K51的輸出控制端A4通過第一連接件Fl直接連接平衡芯片102的輸出控制端BALX，并直接連接MOS管M3的漏端。MOS管M4的漏端與MOS管M3的源端相連。MOS管M4的柵端通過第二連接件F2連接到接地端GND，MOS管M4的柵端同時(shí)也連接到鏡像恒流源M5的漏端。恒流源Idd為產(chǎn)生的恒流源。第一連接件Fl和第二連接件F2均不斷開，保持連接。所以當(dāng)輸入的控制信號(hào)CTX_N為高電平V3時(shí)，控制模塊51的輸出控制端A4到平衡芯片102的輸出控制端BALX為低電平V2，第二連接件F2控制MOS管M4的柵端連接到接地端GND，MOS管M4關(guān)斷。MOS管M3輸出高阻態(tài)。因此平衡芯片102的輸出控制端BALX由控制模塊51的輸出控制端A4控制輸出低電平平衡控制NMOS管MB不開啟，平衡回路不開啟。
[0077]當(dāng)輸入的控制信號(hào)CTX_N變?yōu)榈碗娖紾ND時(shí)，控制模塊51的輸出控制端A4輸出到平衡芯片102的輸出控制端BALX變?yōu)楦唠娖絍3，同時(shí)，第二連接件F2控制MOS管M4的柵端連接到接地端GND，MOS管M4關(guān)斷，MOS管M3輸出高阻態(tài)。平衡芯片102的輸出控制端BALX由控制模塊51控制輸出高電平V3，外部平衡三管NMOS管MB開啟，平衡回路開啟。
[0078]綜上所述，上述平衡裝置100，其開關(guān)單元104包括三極管QB時(shí)，經(jīng)平衡芯片102的輸出控制端BALX流入平衡芯片102的電流Ibe會(huì)通過處理模塊52的輸出控制端C2及接地端GND流向地端，這使得平衡裝置100在能夠用于分時(shí)采樣的情況下，也能適用于實(shí)時(shí)采樣，因而提高了電池平衡效率，保證了平衡速度。同時(shí)，當(dāng)開關(guān)單元104包括MOS管時(shí)，上述平衡裝置100也能實(shí)現(xiàn)電池的平衡功能。因此，上述平衡裝置100同樣適用于驅(qū)動(dòng)MOS管類型的平衡方式，應(yīng)用范圍更廣。
[0079]請(qǐng)參圖4，本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供一種用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置200。該平衡裝置200與以上實(shí)施方式的平衡裝置100在開關(guān)單元包括三極管的情況下基本相同，其不同之處在于，平衡芯片202省略了獨(dú)立的平衡控制端子BALX。處理模塊52根據(jù)輸入的控制信號(hào)CTX_N控制該三極管QC的導(dǎo)通及關(guān)斷。
[0080]具體地，開關(guān)單元的三極管QC的基極及發(fā)射極均連接該平衡芯片202的第一輸出端VI，該三極管QC的集電極連接該平衡芯片202的第二輸出端V2。
[0081]處理模塊52的輸出控制端C2連接平衡芯片202的第一輸出端VI。
[0082]工作時(shí)，當(dāng)輸入的控制信號(hào)CTX_N變?yōu)楦唠娖絍3時(shí)，控制模塊51的輸出為低電平V2，但由于第一連接件Fl斷開，控制模塊51的輸出控制端A4與平衡芯片202的第一輸出端Vl無連接。輸入的控制信號(hào)CTX_N為高電平時(shí)，控制MOS管M3導(dǎo)通，第二連接件F2斷開使得MOS管M4的柵端被鏡像恒流源M5上拉至高電平POWER電壓，MOS管M4導(dǎo)通。則平衡芯片202的第一輸出端Vl控制的三極管QC的基極與發(fā)射極間的電流Ibe通過平衡芯片202的第一輸出端V1、處理模塊52的輸出控制端C2、M0S管M3、M4后經(jīng)處理模塊52的接地端GND流入地。同時(shí)，三極管QC導(dǎo)通，外部平衡回路開啟。
[0083]綜上所述，上述平衡裝置200，其開關(guān)單元包括三極管QC時(shí)，經(jīng)平衡芯片202的第一輸出端Vl流入平衡芯片202的電流Ibe會(huì)通過處理模塊52的輸出控制端C2及接地端GND流向地端，這使得平衡裝置在能夠用于分時(shí)采樣的情況下，也能適用于實(shí)時(shí)采樣，因而提高了電池平衡效率，保證了平衡速度。
[0084]請(qǐng)參圖5，在一個(gè)實(shí)施方式中，平衡裝置300還包括輸出模塊53，該控制模塊51的輸出控制端A4連接該輸出模塊53的第一輸入端Gl，該處理模塊52的輸出控制端C2連接該輸出模塊53的第二輸入端G2，該輸出模塊53的輸出控制端G3連接該平衡芯片的輸出控制端BALX。輸出模塊53為平衡輸出模塊，可直接連接到控制模塊51由控制模塊51輸出，也可連接到處理模塊52由處理模塊52輸出。同時(shí)，還可以連接到多個(gè)反相器輸出。
[0085]請(qǐng)參圖6，本發(fā)明較佳實(shí)施方式的電池保護(hù)系統(tǒng)400包括多個(gè)平衡裝置402及多個(gè)電池404。該多個(gè)電池404串聯(lián)連接。本實(shí)施方式中，每個(gè)平衡裝置402選用的是驅(qū)動(dòng)三極管類型的平衡裝置，即每個(gè)平衡裝置402的開關(guān)單元包括三極管Ql、Q2、Q3或Q4。
[0086]在平衡裝置402中，平衡芯片406的第一輸出端及第二輸出端用于分別連接一個(gè)電池304的兩個(gè)極，例如，平衡芯片406的第一輸出端連接電池404的正極，平衡芯片306的第二輸出端連接電池404的負(fù)極?？梢岳斫?，在其它實(shí)施方式中，平衡芯片的第一輸出端也可連接一個(gè)電池組的正極，平衡芯片的第二輸出端也可連接該電池組的負(fù)極，該電池組包括2個(gè)或以上的電池串聯(lián)形成。
[0087]具體地，本實(shí)施方式中，平衡裝置402的數(shù)量與電池404的數(shù)量均為4個(gè)。輸入的控制信號(hào)分別為CT1_N、CT2_N、CT3_N及CT4_N。平衡芯片406的輸入控制端分別為BALl、BAL2、BAL3及BAL4?？梢岳斫?，在其它實(shí)施方式中，平衡裝置402及電池404的數(shù)量為可其它數(shù)量，如2個(gè)或以上。
[0088]上述電池保護(hù)系統(tǒng)400，當(dāng)開關(guān)單元包括三極管時(shí)，經(jīng)平衡芯片的輸出控制端流入平衡芯片的電流會(huì)通過處理模塊的輸出控制端及接地端流向地端，這使得電池保護(hù)系統(tǒng)在能夠用于分時(shí)采樣的情況下，也能適用于實(shí)時(shí)采樣，因而提高了電池平衡效率，保證了平衡速度。進(jìn)一步地，上述電池保護(hù)系統(tǒng)適用于驅(qū)動(dòng)MOS管類型及驅(qū)動(dòng)三極管類型的平衡方式，應(yīng)用范圍更廣。
[0089]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施方式”、“一些實(shí)施方式”、“示意性實(shí)施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合所述實(shí)施方式或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施方式或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0090]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置，其特征在于，包括平衡芯片及開關(guān)單元，該平衡芯片包括控制模塊及處理模塊，該開關(guān)單元包括三極管或MOS管，該處理模塊包括接地端； 該控制模塊的輸入控制端及該處理模塊的輸入控制端均連接該平衡芯片的輸入控制端，該控制模塊的第一輸出端連接該平衡芯片的第一輸出端，該控制模塊的第二輸出端連接該平衡芯片的第二輸出端，該平衡芯片的第一輸出端及第二輸出端用于分別連接受保護(hù)電池的兩個(gè)極； 該平衡芯片的輸出控制端連接該開關(guān)單元的控制端，該開關(guān)單元的第一端連接該平衡芯片的第一輸出端，該開關(guān)單元的第二端連接該平衡芯片的第二輸出端； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該三極管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端斷開連接，該處理模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該處理模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，該接地端連接該處理模塊的輸出控制端； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該控制模塊根據(jù)該輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該MOS管的導(dǎo)通及關(guān)斷。2.如權(quán)利要求1所述的平衡裝置，其特征在于，該平衡芯片包括第一連接件與第二連接件； 該第一連接件位于該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端之間，該第二連接件位于該處理模塊的選擇端與該接地端之間； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該三極管時(shí)，該第一連接件斷開該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端的連接，該第二連接件斷開該選擇端與該接地端的連接； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該第一連接件連接該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端，該第二連接件連接該選擇端與該接地端。3.如權(quán)利要求1所述的平衡裝置，其特征在于，該控制模塊包括MOS管Ml及MOS管M2，MOS管Ml的柵端與MOS管M2的柵端均連接該控制模塊的輸入控制端，MOS管Ml的漏端與MOS管M2的漏端均連接該控制模塊的輸出控制端，MOS管Ml的源端連接該控制模塊的第一輸出端，MOS管M2的源端連接該控制模塊的第二輸出端。4.如權(quán)利要求2所述的平衡裝置，其特征在于，該處理模塊包括MOS管M3、M4、M5、M6及恒流源Idd ; MOS管M3的柵端連接該處理模塊的輸入控制端，MOS管M3的漏端連接該處理模塊的輸出控制端，MOS管M3的源端連接MOS管M4的漏端； MOS管M4的柵端連接該選擇端，MOS管M4的源端連接該接地端； MOS管M5的漏端連接該選擇端，MOS管M5的源端與MOS管M6的源端均連接該處理模塊的電源端，MOS管M5的柵端與MOS管M6的柵端均連接恒流源Idd的一端，MOS管M6的漏端連接恒流源Idd的一端； 恒流源Idd的另一端連接該接地端。5.如權(quán)利要求3所述的平衡裝置，其特征在于，該平衡裝置還包括電阻Ra、R2及R3，該開關(guān)單元包括MOS管MB，該平衡芯片的第一輸出端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接MOS管MB的漏端； 該平衡芯片的輸出控制端連接MOS管MB的柵端，MOS管MB的源端連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接該平衡芯片的第二輸出端。6.如權(quán)利要求3所述的平衡裝置，其特征在于，該平衡裝置還包括電阻Ra、R2、R3及Rb，該開關(guān)單元包括三極管QB，該平衡芯片的第一輸出端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接三極管QB的發(fā)射極； 該平衡芯片的輸出控制端經(jīng)電阻Rb連接三極管QB的基極，三極管QB的集電極連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接該平衡芯片的第二輸出端。7.如權(quán)利要求1所述的平衡裝置，其特征在于，該平衡裝置還包括輸出模塊，該控制模塊的輸出控制端連接該輸出模塊的第一輸入端，該處理模塊的輸出控制端連接該輸出模塊的第二輸入端，該輸出模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端。8.—種電池保護(hù)系統(tǒng)，包括多個(gè)平衡裝置及多個(gè)電池，其特征在于，每個(gè)平衡裝置包括平衡芯片及開關(guān)單元，該平衡芯片包括控制模塊及處理模塊，該開關(guān)單元包括三極管或MOS管，該處理模塊包括接地端； 該控制模塊的輸入控制端及該處理模塊的輸入控制端均連接該平衡芯片的輸入控制端，該控制模塊的第一輸出端連接該平衡芯片的第一輸出端，該控制模塊的第二輸出端連接該平衡芯片的第二輸出端，該平衡芯片的第一輸出端及第二輸出端用于分別連接至少一個(gè)電池的兩個(gè)極； 該平衡芯片的輸出控制端連接該開關(guān)單元的控制端，該開關(guān)單元的第一端連接該平衡芯片的第一輸出端，該開關(guān)單元的第二端連接該平衡芯片的第二輸出端； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該三極管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端斷開連接，該處理模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該處理模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，該接地端連接該處理模塊的輸出控制端； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該控制模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的輸出控制端，該控制模塊根據(jù)該輸入的控制信號(hào)通過該開關(guān)單元的控制端控制該MOS管的導(dǎo)通及關(guān)斷。9.如權(quán)利要求8所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，該平衡芯片包括第一連接件與第二連接件； 該第一連接件位于該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端之間，該第二連接件位于該處理模塊的選擇端與該接地端之間； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該三極管時(shí)，該第一連接件斷開該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端的連接，該第二連接件斷開該選擇端與該接地端的連接； 當(dāng)該開關(guān)單元包括該MOS管時(shí)，該第一連接件連接該控制模塊的輸出控制端與該平衡芯片的輸出控制端，該第二連接件連接該選擇端與該接地端。10.一種用于電池保護(hù)系統(tǒng)的平衡裝置，其特征在于，包括平衡芯片及開關(guān)單元，該平衡芯片包括控制模塊及處理模塊，該開關(guān)單元包括三極管，該處理模塊包括接地端； 該控制模塊的輸入控制端及該處理模塊的輸入控制端均連接該平衡芯片的輸入控制端，該控制模塊的第一輸出端連接該平衡芯片的第一輸出端，該控制模塊的第二輸出端連接該平衡芯片的第二輸出端，該平衡芯片的第一輸出端及第二輸出端用于分別連接受保護(hù)電池的兩個(gè)極； 該三極管的基極及發(fā)射極均連接該平衡芯片的第一輸出端，該三極管的集電極連接該平衡芯片的第二輸出端； 該處理模塊的輸出控制端連接該平衡芯片的第一輸出端，該處理模塊根據(jù)輸入的控制信號(hào)控制該三極管的導(dǎo)通及關(guān)斷，該接地端連接該處理模塊的輸出控制端。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK105826958SQ201510011349
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日
【發(fā)明人】王小平, 劉庭元, 白青剛
【申請(qǐng)人】比亞迪股份有限公司