[发明专利]双向无损主动均衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及动力电池充放电的均衡控制装置，尤其涉及一种双向无损主动均衡装置。

背景技术

动力电池在充放电和使用过程中存在不一致性，若这种不一致得不到及时抑制和平衡，将会使得电池间的不平衡性不断加剧，最终影响整个电池组的工作。因此有效的电池均衡对电池系统持续可靠地工作具有重要意义。目前市场上使用的均衡控制方法大多采用能量耗尽性或单端均衡，前者造成了能量的浪费，后者只能做到单方向均衡，因此实用性不强。

与本发明最相近的实现方案是一种基于正向DC/DC变换器的双向无损均衡，该方案采用MOS切换矩阵电路采集单体电压和控制均衡电路，实现电池单体的均衡。

现有技术需要外加储能设备，当电池单体出现不一致时，主要表现在：当电池单体高于其他单体电压时，该电池向储能元器件充电；当电池单体电压低于其他单体电压时，由储能元器对该单体充电。

现有技术存在以下不足之处：在电池工作时无法完成均衡，即均衡必须在停车情况下才能完成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双向无损主动均衡装置，用于动力电池使用或充放电过程中的均衡控制。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：双向无损主动均衡装置，包括主控电路、双向反激DC/DC电路、总体侧PWM波产生电路、单体侧PWM波产生电路、总体侧稳压电路、单体侧稳压电路、保护电路；

主控电路包括单片机；单片机包括单体电池采集端和控制端，控制端包括SW1、SW2、CT1、CT2四个输出端口；

双向反激DC/DC电路包括电阻R1～R4、电容C1～C4、二极管D1～D5、三极管Q1～Q2、变压器B1；双向反激DC/DC电路分为单体侧和总体侧；

总体侧的组成：电容C2与电阻R1并联后一端与变压器B1初级绕组的一端连接，电容C2与电阻R1并联后另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与变压器B1初级绕组的另一端连接；二极管D3的正极与变压器B1初级绕组的另一端连接，二极管D3的负极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与电阻R2连接，二极管D2的负极连接到二极管D3的正极，二极管D2的正极连接到三极管Q1的发射极；电容C1的一端连接到电容C2与电阻R1并联后与变压器B1初级绕组的连接处且通过开关SW1引出，电容C1的另一端与电阻R2的另一端连接；三极管Q1的发射极引出为IS1端口，三极管Q1的基极引出为COUT1端口；

单体侧的组成：电容C4与电阻R3并联后一端与变压器B1次级绕组的一端连接，电容C4与电阻R3并联后另一端与二极管D4的负极连接，二极管D4的正极与变压器B1次级绕组的另一端连接；变压器B1次级绕组的另一端与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的发射极与电阻R4连接，二极管D5的负极连接到二极管D4的正极，二极管D5的正极连接到三极管Q2的发射极；电容C3的一端连接到电容C4与电阻R3并联后与变压器B1次级绕组的连接处且通过开关SW1引出，电容C3的另一端与电阻R4的另一端连接；三极管Q2的发射极引出为IS2端口，三极管Q2的基极引出为COUT2端口；

总体侧PWM波产生电路包括电流模式PWM控制器U1、电阻R5～R6、电容C5～C7；电阻R5与电容C5并联且跨接在电流模式PWM控制器U1的COMP引脚、VFB引脚之间，且COMP引脚为COMP1端口，VFB引脚为VFB1端口；电流模式PWM控制器U1的ISENSE引脚为IS1端口，电流模式PWM控制器U1的RT/CT引脚依次串联电阻R6、电容C6后接地并设为VRE1端口，电容C7跨接在电流模式PWM控制器U1的RT/CT引脚和VRE1端口之间；电流模式PWM控制器U1的VREF引脚为VRE1端口，电流模式PWM控制器U1的VCC引脚连接到+12V电源，电流模式PWM控制器U1的VOUT引脚为COUT1端口，电流模式PWM控制器U1的GND引脚为接地端；