[发明专利]电池充电电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体的说，涉及一种电池充电电路和方法。

背景技术

现有技术中需要对由多节电池组成的电池组进行充电，如果同时对电池组中所有的电池一起进行充电，则会造成电池组中各节电池的电压不相同的情况，进而造成某些电池过冲，影响电池的寿命。

现有技术一般会用被动均衡技术来解决上述问题，所谓被动均衡指的是，利用电阻放热或者泄放电路将高容量电池“多出的电量”进行释放，从而达到均衡的目的，但是由于其是将能量耗散型，故被动均衡中的电池充电损耗比较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电池充电电路和方法，用于解决现有技术存在的充电时存在电池过冲问题以及被动均衡中电池充电损耗较高的问题。

本发明提供了一种电池充电电路，包括功率级电路、第一开关和第二开关；所述功率级电路的第一输入端连接输入电压的高电位端，所述功率级电路的第二输入端连接输入电压的低电位端，所述功率级电路的第一输入端连接所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端连接所述第一电池的正极，所述第一电池的负极连接所述第二电池的正极，所述第二电池的负极连接所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端连接所述功率级电路的第二输入端，所述功率级电路的输出端连接所述所述第一电池和所述第二电池的公共端。

可选的，所述的功率级电路包括第一开关管、第二开关管和储能电感，所述第一开关管的第一端作为功率级电路的第一输入端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端作为功率级电路的第二输入端，所述储能电感的一端连接所述第一开关管和所述第二开关管的公共端，所述储能电感的另一端作为功率级电路的输出端。

可选的，分时充电模式下，所述第一开关管和所述第二开关管均工作在高频开关状态，当所述第一开关闭合，所述第二开关断开时，对第一电池充电；当所述第一开关断开，所述第二开关闭合时，对第二电池充电。

可选的，所述分时充电模式存在两个阶段，第一个阶段：对所述第一电池和第二电池交替充电，二者的充电时间相等；第二个阶段：检测所述第一电池和所述第二电池的电压，当两者压差超过第一阈值时，使得电压小的电池充电时间延长，电压大的电池充电时间缩短，直到两者的压差等于第一阈值后回到第一个阶段的充电模式。

可选的，均衡模式下，所述第一开关管和所述第二开关管均工作在高频开关状态，当第一电池的电压大于第二电池的电压第二阈值时，电感电流从所述第一开关管和所述第二开关管的公共端流向所述第一电池和所述第二电池的公共端或第一开关管为主管，第二开关管为辅管，第一电池会对第二电池充电；当第一电池的电压小于第二电池的电压第三阈值时，电感电流从所述第一电池和所述第二电池的公共端流向所述第一开关管和所述第二开关管的公共端或第一开关管为辅管，第二开关管为主管，第二电池会对第一电池充电。

可选的，所述的第一开关为第一双向阻断开关管，所述第二开关为第二双向阻断开关管，用于防止电池反接。

可选的，所述的第一双向阻断开关管包括第三开关管和第四开关管，所述的第二双向阻断开关管包括第五开关管和第六开关管，所述第四开关管的控制端连接到第一电池的正极，所述第六开关管的控制端连接第二电池的负极，检测第一电池和第二电池公共端的电压，当所述公共端的电压小于所述第二开关管第二端的电压时，则判断所述第二电池反接，并关断所述第五开关管；当所述公共端的电压大于所述第一开关管第一端的电压时，则判断所述第一电池反接，并关断所述第三开关管。

可选的，所述第一开关管和所述第二开关管是N型MOS管，所述的第一端为N型MOS管的漏极，所述的第二端为N型MOS管的源极。

本发明还提供一种电池充电方法，基于一种电池充电电路，所述充电电路包括包括功率级电路、第一开关和第二开关，所述功率级电路的第一输入端连接输入电压的高电位端，所述功率级电路的第二输入端连接输入电压的低电位端，所述功率级电路的第一输入端连接所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端连接所述第一电池的正极，所述第一电池的负极连接所述第二电池的正极，所述第二电池的负极连接所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端连接所述功率级电路的第二输入端，所述功率级电路的输出端连接所述所述第一电池和所述第二电池的公共端，其特征在于：所述充电方法包括分时充电过程和均衡过程。