[发明专利]电池电压平衡电路

说明书

技术领域

本发明是关于一种电池电压平衡电路，尤指一种于电池充电时进行电池电压平衡的电池电压平衡电路。

背景技术

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。充电式电池包括了已知的镍镉电池、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块以提供所需的电压。

然而，当电池模块的电池的蓄电量有所不同时，电池模块的实际可使用电能将由蓄电量最低的电池所决定。而电池模块的各电池蓄电量于出厂时可能不同外，电池于未使用时，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，使电池模块实际可使用电能会随着电池使用时间而逐渐变少，造成电池模块的使用效率低落，使用时间也变短。

请参见图1，为传统的电池电压平衡电路的电路示意图。电池模块包含了两颗串联的电池单元BAT1、BAT2。一充电电路40耦接电池模块，以提供一充电电流Ich对电池单元BAT1、BAT2进行充电。一保护电路20耦接电池模块，以判断电池单元BAT1、BAT2的状态，并据此控制一充放电控制开关25。当电池单元BAT1、BAT2中任一电池单元过充时，保护电路20产生一过充保护信号CO以关断充放电控制开关25，进而停止电池单元BAT1、BAT2继续充电；当电池单元BAT1、BAT2中任一电池单元过放时，保护电路20产生一过放保护信号DO以关断充放电控制开关25，进而停止电池单元BAT1、BAT2继续放电。一充电判断电路30耦接充放电控制开关25，检测充放电控制开关25的两端电压差，以判断电池模块是否处于充电状态，若是则产生一平衡启动信号CBEN。一平衡电路10耦接电池模块，于接收到平衡启动信号CBEN时启动，并开始检测电池单元BAT、BAT2的电压差以决定是否进行一电压平衡程序。若平衡电路10判断电池模块中的电池单元BAT1、BAT2处于不平衡状态，平衡电路10开始进行电压平衡程序，使电池单元BAT1、BAT2的间的电压差缩小。

请参见图2，为传统电池充电过程的充电电流随时间变化的示意图。一般的充电模式，不论是常见的先定电压后定电流充电或先定电流后定电压充电，充电电流大致上都会随着时间的经过而变小。而上述的充电判断电路30是通过充放电控制开关25的导通阻抗于充电电流Ich流过时所造成的电压降来判断电池模块是否处于充电状态。因此，当充电电流Ich低于一检测阈电流OPTH时，充电判断电路30会判断电池模块非处于充电状态而停止产生平衡启动信号CBEN。此时，平衡电路10也会停止电压平衡程序。由图2可知，充电电流Ich高于检测阈电流OPTH的时间并不长，造成平衡电路10执行电压平衡程序的时间短，电池电压平衡的作用不明显。而且检测阈电流OPTH会跟噪声大小、充电判断电路30的偏移电压等相关，因此检测阈电流OPTH也难以进一步下降。

发明内容

鉴于先前技术中的电池电压平衡电路执行电压平衡程序的时间短，造成电池电压平衡效果的不明显。本发明的目的在于提供一种电池电压平衡电路，利用检测电池是否过充或/及电池电压的变化来取代检测充电电流是否存在来作为电压平衡程序的终点判断，可有效延长电压平衡程序的执行时间而达到更佳的电池电压平衡效果。

为达上述目的，本发明提供一种电池电压平衡电路，用以平衡串联的多个电池单元的电池电压。电池电压平衡电路包含一平衡电路、一保护电路、一充电判断电路以及一平衡启动电路。平衡电路根据多个电池单元的电池电压或电池电压的电压差，以判断是否进行一电压平衡程序，以减少多个电池单元的电池电压的电压差。保护电路根据多个电池单元的电池电压判断多个电池单元中任一电池单元过充时产生一保护信号，以关断一充放电控制开关。充电判断电路耦接多个电池单元以检测多个电池单元是否处于一充电状态，若是则产生一平衡启动信号。平衡启动电路耦接平衡电路、保护电路以及充电判断电路，于接收平衡启动信号时致能平衡电路，于接收保护信号时禁能平衡电路。