[发明专利]一种单开关的电池充放电电路及电池充放电的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种单开关的电池充放电电路及电池充放电的控制方法。

背景技术

现有的电池充电管理系统中，在对电池的充放电控制中至少需要两个或两个以上的开关管以控制能量的传输过程，如图1所示为现有技术中电池充放电管理方案电路原理图，在充电过程中，通过对开关管Q1和开关管Q2的开关控制以将输入能量Vpwr储存至电池Batt中；在放电过程中，通过对开关管Q1、开关管Q2以及电压调节电路中的开关的控制以将电池Batt中能量传输至输出负载端，并且，在现有技术的放电过程中，由于负载不同的功率需求需要及时调整充放电电路的输出端功率的大小，这种系统由于涉及到多开关的控制和电路，整体电路结构较复杂，功率损耗和体积都会比较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种单开关的电池充放电电路，充电电池的充电过程和放电过程中都只需控制一个功率开关管的开关动作即可，控制电路和系统构架均较简单，损耗少，体积小。

依据本发明的一种单开关的电池充放电电路，包括有连接外部设备的第一连接口、连接充电电池的第二连接口，所述充放电电路只包括有一个功率开关管，所述功率开关管连接在所述第一连接口和第二连接口之间，

当所述第一连接口接入输入电源时，通过控制所述功率开关管的开关状态以将所述输入电源的能量储存至所述充电电池中，

当所述第一连接口接入负载时，通过控制所述功率开关管的开关状态以将所述充电电池的能量传输至负载；

其中，所述功率开关管为双向可阻断的开关管。

优选的，当所述第一连接口连接输入电源时，所述电池充放电电路还包括第三连接口和一充电指示电路，所述充电指示电路连接在所述第一连接口和第三连接口之间，

所述充电指示电路用以指示所述充电电池是否在充电以及是否充满电。

优选的，所述电池充放电电路还包括第四连接口，所述第四连接口用以接收充电电流控制信号，从而设置所述充电电池的充电电流的大小，其中，所述充电电流控制信号由外部编程电路提供。

优选的，在将所述充电电池的能量传输至负载时，所述电池充放电电路还包括第五连接口和放电控制电路，

所述第五连接口用以接收一放电控制信号，所述放电控制信号通过对外部的按键设置进行表征；

所述放电控制电路接收所述放电控制信号和所述第一连接口的输出端电压信号，以根据所述放电控制信号调整所述输出端电压信号的大小。

进一步的，所述电池充放电电路还包括放电控制电路，所述放电控制电路包括工作状态控制器、输出电压反馈电路、第一误差电路和第一比较电路，

所述工作状态控制器接收所述放电控制信号，以输出状态控制信号；

所述输出电压反馈电路接收第一连接口的输出端电压信号和所述状态控制信号，以产生输出电压平均值的反馈信号；所述输出电压平均值的反馈信号根据所述状态控制信号的不同而不同；

所述第一误差电路接收所述输出电压平均值的反馈信号和一参考电压信号，并进行误差计算以产生第一误差信号，第一误差信号经补偿后形成第一补偿信号；

所述第一比较电路接收所述第一补偿信号和一锯齿波信号，以产生开关控制信号，所述开关控制信号控制所述功率开关管的开关状态。

进一步的，所述放电控制电路包括工作状态控制器、输出电压反馈电路、第一误差电路和第一比较电路，

所述工作状态控制器接收所述放电控制信号，以输出状态控制信号；

所述输出电压反馈电路接收第一连接口的输出端电压信号，以据此产生输出电压平均值的反馈信号；

所述第一误差电路接收所述输出电压平均值的反馈信号和一参考电压信号，并进行误差计算以产生第一误差信号，第一误差信号经补偿后形成第一补偿信号；其中，所述参考电压信号根据所述状态控制信号的不同而不同。

所述第一比较电路接收所述第一补偿信号和一锯齿波信号，以产生开关控制信号，所述开关控制信号控制所述功率开关管的开关状态。

优选的，所述锯齿波信号的周期小于一预定值，以使得所述输出电压反馈电路能够获得较平滑的输出电压平均值的反馈信号。

依据本发明的一种单开关的电池充放电控制方法，应用于电池充放电电路中，所述电池充放电电路包括有连接外部设备的第一连接口、连接充电电池的第二连接口，在所述第一连接口和第二连接口之间连接有一个功率开关管，