本发明专利技术涉及一种电池电压平衡装置及电池充电装置，其中电池电压平衡装置，包含一平衡判断单元以及一转换单元。平衡判断单元连接串联的复数个电池单元，平衡判断单元根据每一电池单元的电池电压决定是否启动一电池电压平衡程序。转换单元具有一储能电路并连接复数个电池单元，在电池电压平衡程序对储能电路储能并选择性并联储能电路以对复数个电池单元中至少一电池单元充电，使复数个电池单元中任两个电池单元的电池电压差缩小至一预定值以内。本发明专利技术提供的电池电压平衡装置及电池充电装置，可以降低电池平衡控制器的成本，同时提高了电池电压平衡的转换效率并避免了电池使用寿命缩短的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池电压平衡装置及电池充电装置，尤其涉及一种通过电力储存 及转换方式进行电池电压平衡的电池电压平衡装置及电池充电装置。
技术介绍
随着可携式电子产品的发展，可充电式电池的需求也随之而起。充电式电池 包括了现有的镍镉电池、后续开发的镍氢电池、锂离子电池以及最新发展的锂聚合物 (Li-Polymer)电池。不同种类的可充电式电池所提供的电压也不尽相同，而可携式电子产 品所需的操作电压也有所不同。因此，电池制造业者会配合可携式电子产品的操作电压，将 数颗电池串联成电池模组以提供所需的电压。电池模组在电池的电能耗尽时，需以充电器再充满电以供下次使用。然而，电池会 因制造或使用而造成蓄电量有所不同。举例来说，7. 4V锂电池模组是由两颗3. 7V的锂电池 串联组成。在出厂时，两颗电池的蓄电量分别是80%及70%。由于锂电池过充会损害电池 本身，因此，锂电池充电器在任一颗锂电池满充电时即停止充电，此时，两颗电池的蓄电量 分别为100% (电池充电容量的最上限)及90%。而使用时，只要任一电池蓄电量降至0% (电池放电的最下限)，电池模组即无法使用，因此，这两颗电池的蓄电量降至分别为10% 及0%时，即须再充电才能使用。由上述例子可知，当电池模组的电池的蓄电量有所不同时，电池模组的实际可使 用电能将由蓄电量最低的电池所决定。而除了上述出厂时电池模组的各电池蓄电量可能不 同外，电池在未使用时，也会自放电，在每个电池自放电速率不同的情况下，也会造成电池 间蓄电量逐渐不平衡，使电池模组实际可使用电能会随着电池使用时间而逐渐变少，造成 电池模组的使用效率下降，使用时间也变短。图1为现有的数字电池平衡控制器的电路示意图，图1所示为htersil在其 ISL9208的数据表(Datasheet)中所揭示的数字电池平衡控制器。一数字电池平衡控制器 10包含一电池平衡微处理器5及晶体管开关S1-S7。晶体管开关S1-S7分别通过电阻R1-R7 与电池BAT1-BAT7并联。电池BAT1-BAT7的电压经模拟/数字转换器(A/D Converter)转 换成数字信号，该电池平衡微处理器5根据电池BAT1-BAT7的电压数字信号，经内建的演算 法比较出其中电压较高的电池，并导通该较高电压的电池并联的晶体管开关，使各电池的 充电电流可根据各电池的电压调整而达到平衡充电的功能。然而电池电压需经由模拟/数字转换器转换成数字信号后，数字的电池平衡微处 理器5才得以处理，而模拟/数字转换器会大幅增加该数字电池平衡控制器10的晶片面 积，故成本相当高是其缺点。另外，数字电池平衡控制器通过电阻R1-R7通过电流分流方 式来调整各电池充电速率，而电流分流经电阻的方式不仅造成不必要的功耗并产生多余的 热。尤其对于大电流充电或快充的充电状态下，会使电池在较高的操作环境下充电而缩短 了电池的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电池电压平衡装置及电池充装置，使用模拟的电池充电 控制器达到电池的平衡充电以降低电池平衡控制器的成本，并以储能及电力转换方式减少 不必要的功耗并减少温度的上升，以提高电池电压平衡的转换效率并避免了电池使用寿命 缩短的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种电池电压平衡装置，包含一平衡判断 单元以及一转换单元。平衡判断单元连接串联的复数个电池单元，平衡判断单元根据每一 电池单元的电池电压决定是否启动一电池电压平衡程序。转换单元具有一储能电路并连接 复数个电池单元，在电池电压平衡程序对储能电路储能并选择性并联储能电路以对复数个 电池单元中至少一电池单元充电，使复数个电池单元中任两个电池单元的电池电压差缩小 至一预定值或一预定百分比以内。本专利技术也提供了 一种电池充电装置，用以对一电池模组充电，其中电池模组包含 串联的复数个电池单元。电池充电装置包含一充电控制单元、一平衡判断单元以及一转换 单元。充电控制单元连接一电源及电池模组，用以控制电源以提供一充电电流至电池模组 进行充电。平衡判断单元连接电池模组并根据每一电池单元的电池电压决定是否启动一电 池电压平衡程序。转换单元具有一储能电路并连接电池模组，在电池电压平衡程序将充电 电流的电力储存于储能电路并对复数个电池单元中至少一电池单元充电，使复数个电池单 元中任两个电池单元的电池电压差缩小至一预定值或一预定百分比以内。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本专利技术的技术 方案。而有关本专利技术的其他目的与优点，将结合附图，在后续加以说明和阐述。附图说明 L1、L2、L3、L4 电感；C1、C2、C3、C5 电容；CS:电流侦测信号；532 线性稳压器；120、220、320、420、520转换单元；100、200、300、400、500平衡判断单元；105、205、305、405、505启动电路；110、210、310、410、510电压平衡判断电路；125、225、325、425、525控制单元；130、230、330、430、530储能开关组；135、235、335、435、535释能开关组；140、240、340、440、540储能电路；DET、DET1、DET2 电池电压侦测信号；Mll M17、M21 M26、M31 M35、M41 M46、M51 M54 晶体管开关Sll S17、S21 S26、S31 S35、S41 S46、S51 S54 控制信号。具体实施例方式图2为本专利技术一实施例的电池充电装置的方块示意图，请参考图2，电池充电装置 包含一充电控制单元70、一平衡判断单元50以及一转换单元60，用以对一电池模组BAT充 电，其中电池模组BAT包含串联的复数个电池单元Celll、Cell2、Cell3，而平衡判断单元50 以及转换单元60组成一电池电压平衡装置。充电控制单元70连接一电源VCC及电池模组 BAT，通过充电开关75控制电源VCC决定是否提供一充电电流Ich至电池模组BAT进行充 电。平衡判断单元50连接电池模组BAT，并接收电池单元Celll、Cell2、Cell3连接点的电 池电压侦测信号DET1、DET2以根据每一个电池单元的电池电压来决定是否需启动一电池 电压平衡程序。当电池单元Celll、Cell2、Cell3中任两个电池单元的电池电压差超过一预 定百分比或一预定电压差时，产生一平衡启动信号BC以启动电池电压平衡程序。转换单元60连接电池模组BAT且具有一储能电路(未示出)，在接收平衡启动信 号BC后启动电池电压平衡程序。在电池电压平衡程序时，储能电路储存电力并对复数个 电池单元中至少一电池单元充电，使复数个电池单元中任两个电池单元的电池电压差缩小 至一预定值或一预定百分比值以内。在充电时，储能电路所储存的电力可以来自充电电流 Ich，例如将充电电流Ich的部分或全部导流至储能电路储存，也可以部分由充电电流Ich 提供，部分由电池模组BAT提供。为了使电池模组BAT中的电池单元Celll、Cell2、Cell3的 电池电压差缩小至预定值或预定百分比值以内，可以将最高电池电压的电池单元的电力或 充电电流储存于储能电路，然后释放储能电路所储存的电力至最低电池电压的电池单元或 者释放储能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池电压平衡装置，包含：一平衡判断单元，连接串联的复数个电池单元，所述平衡判断单元根据每一所述电池单元的电池电压决定是否启动一电池电压平衡程序；以及一转换单元，具有一储能电路并连接所述复数个电池单元，在所述电池电压平衡程序对所述储能电路储能并选择性并联所述储能电路以对所述复数个电池单元中至少一电池单元充电，使所述复数个电池单元中任两个电池单元的电池电压差缩小至一预定值或一预定百分比以内。
【技术特征摘要】
1.一种电池电压平衡装置，包含一平衡判断单元，连接串联的复数个电池单元，所述平衡判断单元根据每一所述电池 单元的电池电压决定是否启动一电池电压平衡程序；以及一转换单元，具有一储能电路并连接所述复数个电池单元，在所述电池电压平衡程序 对所述储能电路储能并选择性并联所述储能电路以对所述复数个电池单元中至少一电池 单元充电，使所述复数个电池单元中任两个电池单元的电池电压差缩小至一预定值或一预 定百分比以内。2.根据权利要求1所述的电池电压平衡装置，其中所述转换单元具有一开关模组，所 述开关模组在所述电池电压平衡程序时以下列处理程序之一进行a.所述开关模组连接所述储能电路至所述复数个电池单元中电池电压最高的电池单 元使所述储能电路储能，并连接所述储能电路至所述复数个电池单元以对所述复数个电池 单元充电；b.所述开关模组连接所述储能电路至所述复数个电池单元使所述储能电路储能，并连 接所述储能电路至所述复数个电池单元中电池电压最低的电池单元以对电池电压最低的 所述电池单元充电；或c.所述开关模组连接所述储能电路至所述复数个电池单元中电池电压最高的电池单 元使所述储能电路储能，并连接所述储能电路至所述复数个电池单元中电池电压最低的电 池单元以对电池电压最低的所述电池单元充电。3.根据权利要求1所述的电池电压平衡装置，其中所述转换单元包含一升压转换电 路，用以根据所述复数个电池单元中电池电压最高的电池单元的电池电压升压使所述储能 电路对所述复数个电池单元释能。4.根据权利要求1所述的电池电压平衡装置，其中所述转换单元包含一降压转换电 路，用以根据所述复数个电池单元的电压进行降压使所述储能电路对所述复数个电池单元 中电池电压最低的电池单元释能。5.根据权利要求4所述的电池电压平衡装置，其中所述降压转换电路包含一线性稳压 器，所述储能电路包含一电容，所述线性稳压器对所述电容储能使所述电容的跨压到达一 预定充电电压。6.根据权利要求1-4任一项所述的电池电压平衡装置，其中所述储能电路包含一电 感，在所述电池电压平衡程序时，所述转换单元控制所述电感的电流在一限制电流值之内。7.根据权利要求1-4...
【专利技术属性】
技术研发人员：李立民，徐献松，余仲哲，
申请(专利权)人：登丰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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