[发明专利]电隔离的充电平衡系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电隔离的充电平衡系统。

背景技术

在一种方法中，充电平衡电路(被动的)对电池组的一个或多个电池进行 放电，以使所有的电池平衡，从而提高电池组寿命。典型地，通过单独地控制 来自每个电池的泄漏电流而实现这种方法。例如，晶体管开关和串联电阻被配 置为与每个电池并联。所述开关导通预定的时间，该时间取决于相关联的电池 的过量充电，例如过量充电越大，则开关保持导通以进行持续放电的时间就越 长。这种方法的一个缺点是：在只有一个或几个电池充电不足的多电池电池组 中，对多数电池放电以使它们下降到少数充电不足的电池的充电水平是低效的。 另一种方法(主动的)是例如经由快速电容器(flying capacitor)对充电不足的 一个或几个电池进行充电，以使它们提高至其他电池的充电水平。这需要复杂 的开关阵列以选择性地对充电不足的电池进行充电。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的电隔离的充电平衡系统。

本发明的进一步的目的是提供一种改进的电隔离的充电平衡系统，其可以 使用开关和/或线性控制来平衡充电。

通过实现用于多电池电池组的改进的、电隔离的充电平衡系统而产生本发 明，所述充电平衡系统主动地或被动地(充电或放电)操作，并且其中使用电 隔离的MEMS开关以选择性地将快速电容器连接至电压源，用以将相关联的电 池充电至预定电压，以及将快速电容器连接至偏置电路(biasing circuit)，以设 置可变电导开关将相关联的电池上的充电量调整至预选水平。

然而，在其他实施方式中，本发明不需要实现所有这些目的，并且本文中 的权利要求不应限于能够实现这些目的的结构或方法。

本发明的特征在于一种电隔离的充电平衡系统，其包括与电池组的每个电 池相关联的平衡电路，每个平衡电路包括快速电容器和可变电导开关。还包括 用于可变电导开关的偏置电路；以及电隔离的MEMS开关器件，其用于选择性 地将快速电容器连接至电压源，以将其充电至预定电压，以及将快速电容器连 接至偏置电路，以设置可变电导开关将与其相关联的电池上的充电量调整至预 选水平。

在优选实施方式中，可变电导开关可以包括晶体管。晶体管可以包括 MOSFET。偏置电路可以包括电容器。预定电压可以设置可变电导开关将电池 放电至预定水平。预定电压可以设置可变电导开关将电池充电或允许电池被充 电至预定水平。预定电压可以设置可变电导开关以外部电流源的预定百分比的 电流水平将电池充电至预定水平。

本发明的特征还在于一种电隔离的充电平衡系统，其包括与多电池电池组 中的每个电池相关联的平衡电路。每个平衡电路包括快速电容器，可变电导开 关和用于可变电导开关的偏置电路。电隔离的MEMS开关器件选择性地将快速 电容器连接至电压源，以将其充电至预定电压，以及将快速电容器连接至偏置 电路，以设置可变电导开关将与其相关联的电池放电至预选水平。

本发明的特征还在于一种电隔离的充电平衡系统，其包括与多电池电池组 中的每个电池相关联的平衡电路。每个平衡电路包括快速电容器，可变电导开 关和用于可变电导开关的偏置电路。电隔离的MEMS开关器件选择性地将快速 电容器连接至电压源，以将其充电至预定电压，以及将快速电容器连接至偏置 电路，以设置可变电导开关将与其相关联的电池充电至预选水平。

附图说明

本领域技术人员将从下面对优选实施方式的说明和附图发现其他的目的、 特征和优点，其中：

图1是根据本发明的电隔离的充电平衡系统的示意性方框图；

图2是图1的系统的更详细的视图；

图3是与图2相似的视图，其显示附加的电池和相关联的电路；以及

图4是显示在相邻芯片或单个芯片上的MEMS器件和信号调节电路的示意 图。

具体实施方式

除了以下公开的优选实施方式以外，本发明可以具有其他实施方式，并且 可以以不同的方式实施或完成。因此，应该理解不将本发明的应用限制于在下 面的说明书中所阐明或附图中所示出的组件的布置和结构的细节。即使这里仅 描述了一个实施方式，但是本文中的权利要求也不限于该实施方式。此外，不 应限制性地理解本文中的权利要求，除非有清楚的、有力的证据证明确定的排 除、限制或放弃。