專利名稱：電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池組充放電模塊，特別涉及一種可以使電池組在充放電過(guò)程中實(shí)現(xiàn)恒壓充電、恒流放電，并且節(jié)約能源的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，鋰離子電池、鉛酸電池等各類動(dòng)力用二次電池因其具有工作電壓高、工作溫度范圍廣、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等顯著優(yōu)點(diǎn)而得到越來(lái)越廣泛的使用。但是，該類電池對(duì)其充電有其特殊的要求。在生產(chǎn)及使用的過(guò)程中，為保護(hù)該類電池的安全性以及使電池實(shí)現(xiàn)滿充，通常采用先恒流后恒壓的充電方式，即通過(guò)限流限壓的充電方式進(jìn)行充電。這種充電方式的不足在于在充電過(guò)程中分流釋放的能量會(huì)被完全消耗掉。這就不僅造成了能量的巨大浪費(fèi)，而且會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散掉而出現(xiàn)散熱的難題。隨著此類電池容量的不斷提高和使用量的不斷擴(kuò)大，在充電過(guò)程中分流所浪費(fèi)的能量已不再是一個(gè)可以忽視的數(shù)字，而且隨之而來(lái)的散熱問(wèn)題也會(huì)造成安全上的隱患。因此，市場(chǎng)迫切需要一種針對(duì)上述諸問(wèn)題的新的解決方案出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有各類動(dòng)力用二次電池對(duì)充電過(guò)程的技術(shù)要求，提供一種新型的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊。使用該模塊對(duì)各類動(dòng)力用二次電池進(jìn)行充放電，不僅可以實(shí)現(xiàn)在充放電過(guò)程中的恒壓充電、恒流放電，而且還可以避免在充放電過(guò)程中因分流而造成的能量損耗，節(jié)能環(huán)保。
為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用下述的技術(shù)方案一種電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述保護(hù)模塊包括一個(gè)電壓比較電路，一個(gè)脈寬調(diào)制電路，一個(gè)高頻振蕩電路、一個(gè)輸出電路及一個(gè)反饋電路；其中電壓比較電路的兩個(gè)輸入端接在電池組的兩側(cè)，輸出端接所述脈寬調(diào)制電路；所述脈寬調(diào)制電路接所述高頻振蕩電路，所述高頻振蕩電路接所述輸出電路；在所述輸出電路與所述脈寬調(diào)制電路之間接有所述反饋電路。
本實(shí)用新型所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊具有如下特點(diǎn)1.可以實(shí)現(xiàn)電池充放電過(guò)程中的恒壓充電、恒流放電；2.在電池充放電過(guò)程中不會(huì)因分流而造成能量損耗，節(jié)能環(huán)保；3.與同類產(chǎn)品相比，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)和使用的成本較低。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊的基本電路原理圖。
圖2為本實(shí)用新型所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊的另一個(gè)實(shí)施例的原理圖。
圖3為本實(shí)用新型所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊的又一個(gè)實(shí)施例的原理圖。
圖4為本實(shí)用新型所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊并聯(lián)使用，對(duì)電池進(jìn)行恒流充電時(shí)的電路連接圖。
圖5為本實(shí)用新型所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊對(duì)電池進(jìn)行充電，并同時(shí)外接外部負(fù)載的電路連接圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊的基本電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。該電路主要用于對(duì)電池進(jìn)行充電。它包括一個(gè)電壓比較電路，一個(gè)PWM電路，一個(gè)高頻振蕩電路、一個(gè)輸出電路及一個(gè)反饋電路。圖中的Bn為待充電的電池或者電池組，如鋰離子電池、鉛酸電池或者其它二次電池等。其BT一端接地。電壓比較電路由電壓比較器IC1及電阻R1、R2和R3，穩(wěn)壓管Z1所組成，其作用在于提供電池電壓與基準(zhǔn)電壓的比較，保證對(duì)電池的恒壓充電。其中R1的一端接在Bn的BT+端，另一端接在IC1的同向輸入端，R3的一端接BT-端，另一端接IC1的反向輸入端，IC1的輸出端接在電阻R4和R5之間，而R4和R5則分別與BT+端和BT-端相連接。PWM電路由脈寬調(diào)制芯片UC2825和有關(guān)的電阻、電容所組成，其芯片的輸出端11、14腳通過(guò)電阻與高頻振蕩電路相接，輸入端1、3、5腳與光耦輸出端01和02相接，而光耦01和02的輸入端與上述電壓比較電路相接。高頻振蕩電路由高頻變壓器TR1，開關(guān)管N1和N2以及二極管D1和D2所組成。其中TR1的中心抽頭處引出信號(hào)至電感L1，L1與電池Bn的BT+端相連，在L1的兩端分別接有接地的濾波電容C5和C6。
在電池Bn的充電過(guò)程中，當(dāng)充電電壓達(dá)到設(shè)定恒壓值V時(shí)，電壓比較器IC1的輸出使PWM芯片UC2825開始工作。UC2825的11腳OUT A與14腳OUTB兩個(gè)輸出通道輸出脈沖使開關(guān)管N1、N2間斷導(dǎo)通，開關(guān)管N1、N2的導(dǎo)通使高頻變壓器兩段輸入線圈分時(shí)間斷產(chǎn)生振蕩電流，其輸出經(jīng)電感L2后接整流濾波電路，經(jīng)整流濾波電路后輸出，連接外部負(fù)載，即OUT+與OUT-之間接外部負(fù)載。在輸出端與PWM芯片的9、16腳之間接有光耦03構(gòu)成的反饋電路。該反饋電路使用光耦的考慮是不僅要獲得反饋信號(hào)，還要保證輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的隔離。
在圖2所示的另一個(gè)實(shí)施例中，其它部分的電路與圖1所示的基本電路相同，不同之處在于在電感L2與整流濾波電路之間增加了一個(gè)換能器T1。這里所用的換能器T1可以選用AC/AC變換器、變壓器及電-機(jī)械-電等形式的多種形式換能器。它的輸入端接電感L2，輸出端接整流濾波電路。
圖3所示的又一個(gè)實(shí)施例用在對(duì)電池進(jìn)行恒流放電的場(chǎng)合。這個(gè)實(shí)施例所示的電路與圖2所示的電路相比，在Bn的BT+端和BT-端之間增加了一個(gè)采樣電阻Rf，這是為了保證對(duì)電池的放電是恒流的。在這一電路中，電壓比較電路中選與電池串聯(lián)使用的采樣電阻Rf的電壓與基準(zhǔn)電壓比較，以保證對(duì)電池的恒流放電。
在實(shí)際使用中，若干個(gè)本電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊可以并聯(lián)使用。以進(jìn)行恒壓充電為例，若以充電過(guò)程中的電池為負(fù)載，其連接圖如圖4所示，每一個(gè)需測(cè)試的電池分別配置一個(gè)本電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊。保護(hù)模塊1、保護(hù)模塊2、保護(hù)模塊3、…、保護(hù)模塊n的輸入端分別并聯(lián)于鋰離子二次電池B1、B2、B3、…、Bn的兩端，輸出端并聯(lián)于電池總的充電回路兩端。模塊輸出并聯(lián)接入電池充電總回路中，即作為電池組充電的充電能量。若電池B1在充電過(guò)程中充電至預(yù)設(shè)定的恒壓值，而其它電池仍處于恒流充電狀態(tài)時(shí)，B1自動(dòng)向保護(hù)模塊1進(jìn)行分流以保持電池進(jìn)行恒壓充電，而保護(hù)模塊1中的輸出又并入總充電回路中，其能量作為回路中電池充電的能量，若其他電池在充電過(guò)程中充電至恒壓值后如前所述，向?qū)?yīng)的保護(hù)模塊進(jìn)行分流，從保護(hù)模塊中的輸出又并入總充電回路中，其能量作為回路中鋰離子二次電池充電能量，從而減少了外界補(bǔ)充能量的輸入，達(dá)到降低能耗的目的。若如圖5所示的那樣，同時(shí)外接有外部負(fù)載，則保護(hù)模塊中的輸出也同樣并入負(fù)載供電回路中，其能量作為回路中負(fù)載消耗能量的補(bǔ)充，可以減少外界補(bǔ)充能量的輸入，從而也達(dá)到降低能耗的目的。
需要聲明的是，本實(shí)用新型的特定實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做了詳盡的說(shuō)明。對(duì)本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本實(shí)用新型精神的前提下對(duì)它所做的任何顯而易見的改動(dòng)，特別是對(duì)若干部件的等同替換，都構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求1.一種電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述保護(hù)模塊包括一個(gè)電壓比較電路，一個(gè)脈寬調(diào)制電路，一個(gè)高頻振蕩電路、一個(gè)輸出電路及一個(gè)反饋電路；其中電壓比較電路的兩個(gè)輸入端接在電池組的兩側(cè)，輸出端接所述脈寬調(diào)制電路；所述脈寬調(diào)制電路接所述高頻振蕩電路，所述高頻振蕩電路接所述輸出電路；在所述輸出電路與所述脈寬調(diào)制電路之間接有所述反饋電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于在所述高頻振蕩電路與所述輸出電路之間還接有一個(gè)換能器；所述換能器為AC/AC變換器或變壓器或電-機(jī)械-電等多種形式的換能器中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于在所述電壓比較電路的兩個(gè)輸入端之間接有一個(gè)采樣電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述電壓比較電路中的電阻R1的一端接在所述電池組的正端，另一端接在電壓比較器IC1的同向輸入端，電阻R3的一端接在所述電池組的負(fù)端，另一端接所述電壓比較器IC1的反向輸入端。
5.如權(quán)利要求1所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述脈寬調(diào)制電路中具有脈寬調(diào)制芯片。
6.如權(quán)利要求4或5所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述電壓比較電路中的電壓比較器IC1的輸出端與所述脈寬調(diào)制芯片的輸入端之間接有光耦。
7.如權(quán)利要求1或5所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述高頻振蕩電路內(nèi)具有一個(gè)高頻變壓器TR1和開關(guān)管N1和N2，其中N1和N2的輸入端分別接所述脈寬調(diào)制芯片的兩個(gè)輸出端，N1和N2的輸出端分別接在所述高頻變壓器TR1的原邊兩端。
8.如權(quán)利要求1或8所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述高頻變壓器TR1的中間抽頭處與所述電池組的正端之間接有一個(gè)電感。
9.如權(quán)利要求1所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述反饋電路中具有一個(gè)光耦。
10.如權(quán)利要求1所述的電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊，其特征在于所述輸出電路中具有整流濾波電路，所述整流濾波電路直接與外部負(fù)載相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊。它包括一個(gè)電壓比較電路，一個(gè)脈寬調(diào)制電路，一個(gè)高頻振蕩電路、一個(gè)輸出電路及一個(gè)反饋電路。其中電壓比較電路的兩個(gè)輸入端接在電池組的兩側(cè)，輸出端接脈寬調(diào)制電路；脈寬調(diào)制電路接高頻振蕩電路，高頻振蕩電路接輸出電路；在輸出電路與脈寬調(diào)制電路之間接有反饋電路。本電池組均衡充放電節(jié)能保護(hù)模塊可以對(duì)各類動(dòng)力用二次電池進(jìn)行充放電，不僅可以實(shí)現(xiàn)在充放電過(guò)程中的恒壓充電、恒流放電，而且還可以避免在充放電過(guò)程中因分流而造成的能量損耗，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2622906SQ03242859
公開日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2003年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月1日
發(fā)明者張力英 申請(qǐng)人:北京天成偉業(yè)科技有限責(zé)任公司