用来控制功率的设备和方法技术

一种用来控制功率的设备和方法，并且所述设备包括包含多个并联连接的电池的电源单元、耦合到所述电源单元的所述多个电池的平衡单元、以及被配置为控制所述平衡单元以平衡所述多个电池的操作特性的控制器。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及具有控制单元的电功率控制设备和用来控制电功率的方法。所述控制单元控制处于多个电功率源并联连接的状态下的每个 电功率源的输入/输出信息。
技术介绍
图l是现有技术的使用电源的系统的框图。如图1中所示，系统包括中央处理单元(CPU) 14、电源IO、和诸 如液晶显示器(LCD)装置16的显示单元、以及诸如耦合到电源10和 LCD装置16以控制数据或信号的微型计算机15的子控制单元。电源10包括充电器13，所述充电器13能够给替代电流电源11和诸 如电池13a的亚电源充电。同时，在图1中，作为亚电源的电池13a示例性地集成到充电器13 中以说明电池13a在充电器13中或通过充电器13充电。然而，电池13a 可以设置成与所述充电独立。图2示出具有多个并联连接的电池并且将电功率施加到系统的电 源单元100的框图。如图2中所示，多个电池21和22为并联连接。系统25被电池21和22 驱动。保护单元24耦合到电池21和22以及所述系统以保护它们。提供 充电/放电开关23以对电池21和22进行充电和放电。在上述结构中，仅使用具有大容量的一个电池或两个或更多个并 联连接的电池来增加系统(例如便携式电子装置)中的亚电源的操作 时间。当两个或更多个电池被并联连接以增加操作时间时，由于充电或 放电期间的阻抗差，施加到各个电池的电流可能不同。艮P，在放电结束的时候，电池中的一个具有大的放电电流以操作 保护单元24并且另一电池处于放电结束的状态。另外，由于电池中阻抗匹配的困难和并联连接的电池的环路程差， 一些电池可能会在功能上退化。此外，当在处于电池被并联连接的状态中的特定电池存在短路时， 集中了相对大的电流。这可能引起系统的爆炸和起火。即使仅并联连接的电池中的一个发生故障，所有电池都不能使用。为了解决这些限制，对每个电池而言，诸如正温度系数(PTC)、 温度补偿电路、或额外电路的保护单元24是必需的。因此，由于使用额外的保护单元，所以不推荐使用并联连接的电池
技术实现思路
实施例提供可以解决各个电源(电池)的充电/放电电流之间的不 平衡问题的功率控制设备和用来控制功率的方法。实施例还提供被设计成使各个电源的阻抗彼此匹配以解决并联连 接的各个电源的充电/放电电流之间的不平衡问题的功率控制设备和用 来控制功率的方法。实施例还提供被设计成使诸如可变电阻器的电流平衡部件耦合到 每个电源以控制各个电源的充电/放电电流之间的平衡的功率控制设备 和用来控制功率的方法。实施例还提供功率控制设备和用来控制功率的方法，所述功率控 制设备被设计成通过直接将诸如作为控制单元的可变电阻器的电流平 衡部件耦合到各个电源以在不考虑每个电源的内部特性的情况下使各 个电源与各个电源的总阻抗(每个电源的内部阻抗+由可变电阻器的 外部阻抗)匹配，从而使得并联连接的各个电源的充电电流和/或放电 电流彼此平衡。实施例还提供功率控制设备，所述功率控制设备被设计成使得通过使用诸如脉冲宽度调制(PWM)控制的电流平衡部件的控制使并联 连接的各个电源的充电电流和/或放电电流彼此平衡，从而解决各个电 源的电流之间的不平衡问题。作为用来控制PWM控制的实施例，用于PWM控制的开关被串联连 接到各个电池作为电流平衡部件的实例。根据各个电池的充电/放电电 流量或各个电池的阻抗的识别结果通过控制器控制每个开关的接通/断 幵持续时间，以控制PWM的占空比(100%、 87.5%和77.7%)，由此 使各个电池的充电/放电电流平衡。实施例还提供，所述设备和方法可以利用耦合到电池和保护器34的一个充电器为每个电池执行充电操作、 放电操作、以及保护操作并且通过作为控制器的微型机算计37根据各 个电池的充电/放电电流(或每个电池的阻抗)的监测结果来控制作为 串联连接到各个电池的电流平衡部件(CBC)的可变电阻器或PWM占 空开关(duty switch)来控制使得预定的充电/放电电流流入每个电池 中。在一个实施例中，用来控制功率的设备包括具有多个电池的电源 单元，所述多个电池并联连接并且其中的至少一个能够被充电和放电； 耦合到电源单元的电池的电流平衡单元；以及控制器，所述控制器用 来根据电源单元的状态或各个电池的电流中的至少一个的识别结果控 制电流平衡单元。在另一个实施例中，用来控制功率的方法包括识别并联连接的电 源单元的电池的电流或阻抗；根据识别结果控制连接到电池的电流平 衡部件；以及通过被控制的电流平衡部件给电池充电。从下文中给出的详细描述中，本专利技术的另外的应用范围将变得显 而易见。然而，应当理解的是，在简要说明本专利技术的优选实施例的时 候，详细描述和特定实例仅按说明性的方式给出，根据这种详细描述， 在本专利技术的精神和范围内的多种变化和修改对本领域技术人员将变得 显而易见。附图说明由下文给出的详细描述和附图将更充分地理解本专利技术，所述描述 和附图仅被说明性地给出并且因而并不限制本专利技术，并且其中 图l是现有技术的使用电源的系统的框图2是具有多个并联连接的电池并且施加电功率到系统的电源单 元100的框图3是示出根据实施例的的框图；图4是示出通过控制并联连接的电源中的每一个的阻抗进行充电 操作的流程图5是示出通过控制并联连接的电源中的每一个的阻抗进行放电 操作的流程图6是示出根据另一个实施例的并联连接的电源中的每一个的电 流控制的框图7是示出在没有电流平衡单元的控制的情况下电源单元的电源 中的每一个中电流充电的框图8是示出通过电流平衡单元的控制的电源单元的电源中的每一 个中电流充电的框图9a、 9b、和9c示出通过脉冲宽度的控制的电源之间的电流平衡的曲线图；所述脉冲宽度的控制通过图8的电流平衡单元的PWM占空开 关中的每一个的控制来启动；以及图10是根据另一个实施例的流程图。 具体实施例方式现在将详细地对本公开的实施例进行介绍，其实例在附图中示出。在下列描述中，从正被广泛使用的通用术语中选择术语。术语中 的一些是由申请人任意创造的，但是其操作和含义在说明书中被详细 描述。因此，这些术语一定不要被看作是简单术语，而要按它的操作/ 含义来理解。例如，电流平衡部件是用来控制输入到电源或从电源输出的电流 的单元。例如，电流平衡部件可以是可变电阻器或用于PWM控制的单 元。然而，本公开并不限于这种构造。即，用于电源之间的阻抗匹配 或用于电源之间的平衡的其它单元可以被用作电流平衡部件。此外，在本公开中，尽管描述了电流或阻抗(包括电阻)的控制， 但是，根据一般的电流电压公式(V = IR)，添加用来控制电源的电压的单元可以被看作是用来实现相同目的和解决方案的单元。 另外，电池表示可以被充电和放电的电源。根据本公开的利用耦合到电池和保护器34的一个充电器(未示出，但是见图l)为每个电池单独地执行充电 操作、放电操作、以及保护操作并且通过作为控制器的微型机算计37 根据电池的充电/放电电流(或每个电池的阻抗)的监测结果来控制串 联连接到各个电池的可变电阻器(图3中的36)或PWM占空开关(图6 中的64)，如此控制使得预定的充电/放电电流流入每个电池中。将参考附图详细描述本公开的特征，其中，当系统包括多个电池 31，例如六个电池并且所述六个电池全部发生故障时，连接到电池的 主开关(图3的38)被断开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来控制电源的设备，所述设备包括：　电源单元，包括多个并联连接的电池；　平衡单元，耦合到所述电源单元的所述多个电池；以及　控制器，被配置成用来控制所述平衡单元以平衡所述多个电池的操作特性。

【技术特征摘要】
KR 2008-5-7 10-2008-0042146;KR 2008-7-22 10-2008-01.一种用来控制电源的设备，所述设备包括电源单元，包括多个并联连接的电池；平衡单元，耦合到所述电源单元的所述多个电池；以及控制器，被配置成用来控制所述平衡单元以平衡所述多个电池的操作特性。2. 如权利要求l所述的设备，其中所述控制器控制所述平衡单元 使得所述多个电池的所述操作特性基本彼此匹配。3. 如权利要求2所述的设备，其中所述多个电池的所述操作特性包括用来给所述多个电池充电的各电流，并且所述控制器控制所述平 衡单元以使得用来给所述多个电池充电的所述各电流基本上彼此匹配。4. 如权利要求2所述的设备，其中所述多个电池的所述操作特性包括从所述多个电池放电的各放电电流，并且所述控制器控制所述平 衡单元以使从所述多个电池放电的所述各放电电流基本上彼此匹配。5. 如权利要求2所述的设备，其中所述多个电池的所述操作特性 包括所述多个电池的各阻抗，并且所述控制器控制所述平衡单元以使 所述多个电池的所述各阻抗基本上彼此匹配。6. 如权利要求5所述的设备，其中相应电池的阻抗等于所述相应 电池的内部阻抗加上包含在所述平衡单元中的相应平衡部件的外部阻 抗。7. 如权利要求2所述的设备，其中所述平衡单元包括多个平衡部 件，所述多个平衡部件按串联且一一对应的方式分别连接到所述多个电池。8. 如权利要求7所述的设备，其中所述多个平衡部件是可变电阻 器，并且所述控制器控制所述多个可变电阻器使得所述各电池的所述 操作特性彼此匹配。9. 如权利要求7所述的设备，其中所述多个平衡部件是开关，并 且所述控制器控制所述多个开关的接通/断开持续时间使得所述各电池 的所述操作特性彼此匹配。10. 如权利要求l所述的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：金洪珠，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]