[实用新型]一种简单高效的充放电控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池充放电装置，尤其涉及一种简单高效的充放电控制电路。 

背景技术

在电池生产或使用的过程（如电池的化成与分容）中，经常要用到充放电电路。充放电电路基本包括：依次串联的整流器、充电电路、电池；电池充放电电路可能但不仅限于图1至3所示结构。如图1所示，电池单接放电电路，整流器负责把交流电变换成一定电压的直流电，作为后面的充电电路的输入，给充电电路提供能量来源。如图2所示，电池与整流器输出端之间串接放电电路，形成能量回馈电路，放电电池的能量通过放电电路回馈到整流器的输出端，可供其它充电电路使用，或通过其它的逆变器再将能量回馈至电网，以达到放电能量再利用的目的。此时，整流器的输出电压即为放电电路的输出电压。如图3所示，充电电路和放电电路集合为充/放电电路，亦形成能量回馈电路。 

由于电池电压有着较宽的电压范围，而且不同类型的电池电压范围也不相同，为使充放电电路在电池在电压全范围都能正常工作，并且具有较为广泛的应用范围，因此一般来说整流器的输出电压一般都设定在一个比较高的值。因此，在很多情况下，功率变换电路（充电电路和/或放电电路）的输入输出电压之差都较大。功率变换电路可以是基于线性电源工作原理的电路，也可以是基于开关电源原理的电路。无论其属于何种电路，都有一种共同的特性，就是电路的输入电压和输出电压差距越大，其能量损耗越大。在线性电路里这种特性表现得尤为明显，因为其 

损耗=（输入电压-输出电压）*电流

比如在图1至图3任一的电路结构里，如果整流器输出电压6V，电池电压2V，电流10A，那么给电池充电总共消耗60W的功率，但其中有40W都以发热的形式消耗掉了。

在一些高精度的电池生产环节（如化成和分容），为了得到较小的充放电纹波，大多采用线性充放电电路。这也就是为什么电池生产企业一般都是高能耗的企业，每年的电费都是一笔很大的开支。如果是开关型的充电电路或放电电路，虽然能量损耗跟输入输出电压之差的关系不如线性电路这么突出，但也不容小视。 

因此，如果在电池充放电的过程中，可以根据电池电压的不同来调节整流器的输出电压，让充放电电路的输入输出电压之差尽可能的小，就可以极大的减小电路的能量损耗，给电池企业带来极大的经济效益。 

一种类似的办法是台湾致茂电子股份有限公司的专利CN200910132274.5，其方法是针对线性充放电电路，控制电路中充放电的限流晶体管和限流电阻上的电压为一个固定值，这样可以在一定程度降低整流器的输出电压。在该方案里： 

损耗=（控制的固定值+电路中其它的线路电阻*电流）*电流

该方案虽具有一定的节能效果，但有一个突出的问题，就是为了控制限流晶体管和限流电阻上的电压为一个固定值，需要复杂的闭环控制，成本高昂。

实用新型内容

本实用新型是要解决现有技术的上述问题，提出成本低廉、电路简单、电能利用率高的充放电控制电路。 

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是设计一种简单高效的充放电控制电路，包括依次串联的整流器、充放电电路、电池，以及一个用以输入控制参数的参数设置装置，连接参数设置装置对所述控制参数进行运算进而输出控制信号的控制单元，所述整流器连接该控制单元并根据所述控制信号调整输出直流电压。 

所述整流器包含控制端、正极输出端和负极输出端，所述控制单元与整流器的控制端和正极输出端之间连接一驱动电路。 

所述驱动电路包括：运算放大器，串接在运算放大器反相输入端与正极输出端之间的第二电阻、串接在运算放大器反相输入端与地之间的第四电阻、串联后接在运算放大器反相输入端与输出端之间的第三电阻和电容，运算放大器正相输入端接控制单元第一控制端，运算放大器输出端接整流器控制端。 

所述控制单元还连接控制所述充放电电路。 

所述整流器包含正极输出端和负极输出端，所述充放电电路包括充电晶体管、放电晶体管、限流电阻、公共端、接待充电池的充电正极和充电负极，其中充电晶体管的漏极接正极输出端、源极接公共端、栅极接控制单元第二控制端；放电晶体管的漏极接公共端、源极接负极输出端、栅极接控制单元第三控制端；限流电阻串接在公共端与充电正极之间，负极输出端接充电负极。 

所述参数设置装置为键盘或触摸显示屏或电脑。 

与现有技术相比，本实用新型电路简单，适应性强，能够针对不同的电池类型，灵活调节整流器的输出电压，达到降低能量损耗的目的，并且产品成本低廉，电能利用率高，节能效果好。 

附图说明