能量转移式电池均衡器制造技术

一种具有能量转移功能的能量转移式电池均衡器。由电压差异检测控制电路、方波发生与驱动电路、执行电路、过放电检测报警电路和过充电检测报警电路等部分组成。采用通用集成电路作为核心器件，在电池的充电或放电期间、静止期间、恢复期间，均衡器均工作，均衡电流的大小根据电池的电压差自动控制，电压差大，均衡电流大，电压差小，则均衡电流小，具有很强的适应性；只有3个接线端，分别连接在串联电池组的正极、负极及电池串联交汇点，无需采取可编程硬件集中控制和接口连接电缆，安装、使用和管理非常方便，免维护，实用性强，特别适合大功率电池组使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种对电池组各单元电池进行电压均衡的装置，尤其是将不同电压的电池以低损耗方式进行能量转移和电压均衡，达到所有单元电池电压基本一致的电池均衡器。
技术介绍
目前，已知的电池均衡器存在如下不足一是均衡器间需要浪费一定的能量，将多余的电量转换成热量释放掉，不利于节能和环保；二是虽然实现了能量转移，但因采用专用集成电路如单片机芯片而使电路结构复杂，成本较高；三是采取可编程硬件集中控制，使用接口连接电缆分别控制，设计复杂。
技术实现思路
本技术的目的在于避免上述已知技术的不足，提供一种采用通用集成电路作为核心器件、能根据串联电池组单元电池电压差大小自动进行均衡电流控制、使各单元电池电压趋于一致、只有3个接线端、具有能量转移功能的能量转移式电池均衡器。本技术的目的是通过以下技术方案达到的本技术由电压差异检测控制电路、方波发生与驱动电路、执行电路、过放电检测报警电路和过充电检测报警电路等五部分组成。其中U15 U17是集成运算放大器(以下简称运放)，U18是基准电压集成电路(以下简称基准电路)，U19 U20是反相器集成电路(以下简称反相器)，U21 U22是双向模拟开关集成电路(以下简称开关)，U23 U24是与非门集成电路(以下简称与非门)，U25是555时基集成电路(以下简称时基电路)。本技术只有3个接线端，分别与串联电池组的正极、负极及电池串联交汇点连接，如果电池U36的电压高于电池U37，运放U15输出高电平，反相器U19输出低电平，反相器U20输出高电平，开关U21闭合，开关U22打开，方波发生与驱动电路不断输出具有一定频率和功率的矩形波，在矩形波的正半周期，三极管Q29导通，电池B36中的多余电量经三极管Q29向电感L35充电，在矩形波的负半周期，三极管Q29截止，由于电感的特性，电感L35中的电流不会突然消失，而是经电池B37、二极管D32继续流动，将暂存在电感L35中的电量充入到电池B37中，实现了能量从电池B36向电池B37的转移，直至电池B36和电池B37的电压相等为止；相反，如果电池U37的电压高于电池U36，则运放U15输出低电平，反相器U19输出高电平，反相器U20输出低电平，开关U21打开，开关U22闭合，在矩形波的负半周期，三极管Q30导通，电池B37中的多余电量经三极管Q30向电感L35充电，在矩形波的正半周期，三极管Q30截止，电感L35中的电流经二极管D31、电池B36继续流动，将暂存在电感L35中的电量充入到电池B36中，实现了能量从电池B37向电池B36的转移，直至电池B37和电池B36的电压相等为止。方波发生与驱动电路产生具有一定频率和占空比的矩形波，在电压差异检测控制电路和执行电路的共同作用下，控制三极管(Q29，Q30)的导通与截止，实现电池间能量的转移。当电池B36和电池B37的电压之和低于设定放电保护电压时，运放U16输出高电平，由电阻(R13，R14)、与非门(U23，U24)、电容C28、发光二极管D33组成的振荡器在高电平控制下工作，二极管D33间歇发光，进行过放电报警。当电池B36和电池B37的电压之和高于设定充电保护电压时，由电阻(R7，RlO R12)、运放U17、基准电路U18、发光二极管D34组成的过充电检测报警电路工作，运放U17输出高电平，二极管D34发光,进行过充电报警。本技术具有如下特点，无论电池处于哪个状态，包括充电或放电期间、静止期间、还是恢复期间，均衡器均工作，均衡电流的大小与相邻电池的电压差有关，电压差大，均衡电流大，电压差小，均衡电流小，具有很强的适应性；电池完成均衡后，静态工作电流很小，仅为毫安级，对于频繁使用的电池组，无需加设开关；所用电子元器件均为通用器件，价格低廉，电路较简单，实用性强；只有3根连接线，安装、使用和管理非常方便。附图说明附图是本技术的电路结构示意图。以下结合附图对本技术作进一步说明图中Rl R14电阻，U15 U17运放，U18基准电路，U19 U20反相器，U21 U22开关，U23 U24与非门，U25时基电路，C26 C28电容，Q29 Q30三极管，D31 D32 二极管，D33 D34发光二极管，L35电感，B36 B37电池。具体实施方式电压差异检测控制电路由电阻(Rl R4)、运放U15、反相器(U19，U20)组成。电阻Rl的一端与电池B36的负极连接，另一端与电阻R2的一端及运放U15的反相输入端连接；电阻R3的一端与电池B36的正极连接,另一端与电阻R4的一端及运放U15的同相输入端连接；电阻(R2，R4)的另一端与公共地连接；运放U15的输出端与反相器U19的输入端连接；反相器U19的输出端与反相器U20的输入端和开关U22的控制端连接；反相器U20的输出端与开关U21的控制端连接。方波发生与驱动电路由时基电路U25、电阻(R5，R6)、电容(C26，C27)组成。时基电路U25的脚(4，8)和电阻R5的一端与电池B36的正极连接；电阻R5的另一端和电阻R6的一端与时基电路U25的脚7连接；电阻R6的另一端和电容C26的一端与时基电路U25的脚(2，6)连接；时基电路U25的脚5和电容C27的一端连接；电容(C26，C27)的另一端和时基电路U25的脚I与公共地连接；时基电路U25的脚3与开关(U21，U22)的一端连接。执行电路由开关(U21，U22)、三极管(Q29，Q30)、二极管(D31，D32)以及电感L35组成。开关(U21，U22)的另一端分别与三极管(Q29，Q30)的基极连接；三极管(Q29，Q30)的发射极与二极管D31的阳极和二极管D32的阴极以及电感L35的一端连接；三极管Q29的集电极和二极管D31的阴极与电池B36的正极连接；三极管Q30的集电极和二极管D33的阳极与公共地连接；电感L35的另一端与电池B36的负极连接；电池B36的负极与电池B37的正极连接。过放电检测报警电路由电阻0 7 1 9，1 13，1 14)、运放仍6、基准电路仍8、与非门(U23，U24)、电容C28和发光二极管D33组成。电阻(R7，R8)的一端与电池B36的正极连接；电阻R7的另一端与运放U16同相输入端和基准电路U18的正极连接；电阻R8的另一端与运放U16反相输入端和电阻R9的一端连接；电阻R9的另一端和基准电路U18的负极与公共地连接；运放U16的输出端和与非门U23的一个输入端连接，非门U23的另一个输入端与电阻R13和电容C28的一端连接；电阻R13的另一端和与非门U23的输出端以及与非门U24的两个输入端连接；电容C28的另一端和与非门U24的输出端以及发光二极管D33的阳极连接；发光二极管D33的阴极与电阻R14的一端连接；电阻R14的另一端与公共地连接。过充电检测报警电路由电阻(R7，RIO, Rll, R12)、运放U17、基准电路U18以及发光二极管D34组成。其中电阻R7、基准电路U18为过放电检测报警电路和过充电检测报警电路共用。电阻(R7，R10)的一端与电池B36的正极连接；电阻R7的另一端与运放U17反相输入端以及基准电路U18的正极连接；电阻RlO的另一端与运放U17同相输入端和电阻Rll的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用通用集成电路作为核心器件、能根据串联电池组单元电池电压差大小自动进行均衡电流控制、使各单元电池电压趋于一致、只有3个接线端、具有能量转移功能的能量转移式电池均衡器,其特征是：(1)、电压差异检测控制电路由电阻(R1～R4)、运放U15、反相器(U19，U20)组成,电阻R1的一端与电池B36的负极连接，另一端与电阻R2的一端及运放U15的反相输入端连接；电阻R3的一端与电池B36的正极连接，另一端与电阻R4的一端及运放U15的同相输入端连接；电阻(R2，R4)的另一端与公共地连接；运放U15的输出端与反相器U19的输入端连接；反相器U19的输出端与反相器U20的输入端和开关U22的控制端连接；反相器U20的输出端与开关U21的控制端连接；(2)、方波发生与驱动电路由时基电路U25、电阻(R5，R6)、电容(C26，C27)组成,时基电路U25的脚(4，8)和电阻R5的一端与电池B36的正极连接；电阻R5的另一端和电阻R6的一端与时基电路U25的脚7连接；电阻R6的另一端和电容C26的一端与时基电路U25的脚(2，6)连接；时基电路U25的脚5和电容C27的一端连接；电容(C26，C27)的另一端和时基电路U25的脚1与公共地连接；时基电路U25的脚3与开关(U21，U22)的一端连接；(3)、执行电路由开关(U21，U22)、三极管(Q29，Q30)、二极管(D31，D32)以及电感L35组成,开关(U21，U22)的另一端分别与三极管(Q29，Q30)的基极连接；三极管(Q29，Q30)的发射极与二极管D31的阳极和二极管D32的阴极以及电感L35的一端连接；三极管Q29的集电极和二极管D31的阴极与电池B36的正极连接；三极管Q30的集电极和二极管D33的阳极与公共地连接；电感L35的另一端与电池B36的负极连接；电池B36的负极与电池B37的正极连接；(4)、过放电检测报警电路由电阻(R7～R9，R13，R14)、运放U16、基准电路U18、与非门(U23，U24)、电容C28和发光二极管D33组成,电阻(R7，R8)的一端与电池B36的正极连接；电阻R7的另一端与运放U16同相输入端和基准电路U18的正极连接；电阻R8的另一端与运放U16反相输入端和电阻R9的一端连接；电阻R9的另一端和基准电路U18的负极与公共地连接；运放U16的输出端和与非门U23的一个输入端连接，非门U23的另一个输入端与电阻R13和电容C28的一端连接；电阻R13的另一端和与非门U23的输出端以及与非门U24的两个输入端连接；电容C28的另一端和与非门U24的输出端以及发光二极管D33的阳极连接；发光二极管D33的阴极与电阻R14的一端连接；电阻R14的另一端与公共地连接；(5)、过充电检测报警电路由电阻(R7，R10，R11，R12)、运放U17、基准电路U18以及发光二极管D34组成,其中电阻R7、基准电路U18为过放电检测报警电路和过充电检测报警电路共用,电阻(R7，R10)的一端与电池B36的正极连接；电阻R7的另一端与运放U17反相输入端以及基准电路U18的正极连接；电阻R10的另一端与运放U17同相输入端和电阻R11的一端连接；运放U17的输出端与发光二极管D34的阳极连接；发光二极管D34的阴极与电阻R12的一端连接；电阻(R11，R12)的另一端和基准电路U18的负极与公共地连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝林，
申请(专利权)人：周宝林，
类型：实用新型
国别省市：