[发明专利]电压平衡校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种使被串联连接的多个蓄电单元的每个蓄电单元的电压均等的电压平衡校正电路。

背景技术

将镍氢充电电池，锂离子充电电池，电容器等多个蓄电单元串联连接，并利用蓄积在该蓄电单元中的电力驱动负载装置的技术被广泛应用于各种领域。通常，被串联连接的多个蓄电单元由于其特性而使各个蓄电单元的电压不一定处于均等的状态。因此，对于被串联连接的多个蓄电单元，若各个蓄电单元的电压处于不均等的状态，则在进行充放电时会产生一部分蓄电单元被过充电或过放电的问题。

作为解决这种问题的现有技术的一例，已知有下述的串联单元的电压平衡电路，即：经由彼此联动进行接通/断开操作的开关，以一对一对应的方式，将被串联连接的多个蓄电单元、和以相同匝数卷绕于同一磁芯且彼此形成1：1的变压系数的多个变压器线圈相连接，从而使各个单元的电压均等(例如，参照专利文献1)。

此外，作为解决上述问题的现有技术的另一例，已知有下述的多串联蓄电单元，即：将多串联蓄电单元划分为按连接顺序连续的多个串联单元组，在各个单元组内设置单元间的电压平衡校正电路以实行各相邻单元间的电压平衡校正，并进一步设置通过由变压器线圈和开关电路所形成的交流耦合来平衡校正各单元组的串联电压的组间电压平衡校正电路(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008-005630号公报

专利文献2:特开2008-035680号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献1及专利文献2中所公开的现有技术中，由于是将多个线圈卷绕于单个铁芯的结构，因此不得不根据作为对象的蓄电单元的数量单独设计和制造，存在通用性低的问题。此外，由于上述现有技术是将多个线圈卷绕于单个铁芯的结构，大多数情况下后续难以增设、减少蓄电单元，以致难以灵活地扩大和缩减其规模和结构，即存在可扩展性(scalability)低的问题。

本发明是鉴于此种情况而做出的，其目的在于提供一种具有高通用性和可扩展性的电压平衡校正电路。

解决技术问题的技术方案

＜本发明所涉及的第1方式＞

本发明所涉及的第1方式是一种电压平衡校正电路，其包括：与串联连接的多个蓄电单元的各个蓄电单元一一对应的多个电压校正电路、以及基于上述多个蓄电单元的各个蓄电单元的电压控制上述多个电压校正电路的控制电路，上述多个电压校正电路的各个电压校正电路包含与对应的蓄电单元并联连接的第1线圈、根据上述控制电路的控制接通、断开上述第1线圈到该蓄电单元的连接的开关、以及与上述第1线圈磁耦合的第2线圈，上述多个电压校正电路中，各个电压校正电路的上述第2线圈并联连接。

以任意的周期反复接通、断开对应于例如电压相对较高的蓄电单元的电压校正电路的开关，并将对应于电压相对较低的蓄电单元的电压校正电路的开关维持在整流状态。在此，所谓将开关维持在整流状态，是指在晶体管等半导体开关中维持不对该开关进行接通、断开控制的状态。晶体管等半导体开关在不进行接通、断开控制的状态下，对于电压反复正负交替的交流电压，具有仅在其中一方的电压时有电流流过，而在另一方的电压时无电流流过的特性。这是由于晶体管等半导体开关所包含的元件所造成的，这样工作的元件是在晶体管等半导体开关的制造过程中所必然生成的。

在对应于电压相对较高的蓄电单元的电压校正电路中，由于第2线圈的电压低于第1线圈的电压，因此蓄电单元放电的电能被转换为磁能从第1线圈传递到第2线圈，在第2线圈中产生感应电压从而有交流电流流动。多个电压校正电路中，各个电压校正电路的第2线圈被并联连接。因此，由于交流电流流过对应于电压相对较高的蓄电单元的电压校正电路的第2线圈，因此，相同电压的交流电流也流过对应于电压相对较低的蓄电单元的电压校正电路的第2线圈。于是，在对应于电压相对较低的蓄电单元的电压校正电路中，由于第2线圈的电压变得高于第1线圈的电压，因此流过第2线圈的交流电流的电能被转换为磁能从第2线圈传递到第1线圈，在第1线圈中产生感应电压，由此电压相对较低的蓄电单元被充电。

换言之，通过按任意的周期反复接通、断开对应于电压相对较高的蓄电单元的电压校正电路的开关，并将对应于电压相对较低的蓄电单元的电压校正电路的开关维持在整流状态，从而电力从电压相对较高的蓄电单元提供给电压相对较低的蓄电单元。由此电压相对较高的蓄电单元进行放电从而电压下降，电压相对较低的蓄电单元被充电从而电压升高，因此，蓄电单元之间的电压差变小，最终能够使各个蓄电单元的电压均等。