[发明专利]一种基于变压器的电池组电压均衡电路

说明书

本发明提供一种基于变压器的电池组电压均衡电路，包括电池组和电压均衡模块；电池组包括若干串联连接的单体电池；电压均衡模块包括与单体电池数量相同的电压均衡单元；每个电压均衡单元包括变压器和开关电路；变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组；第一初级绕组的异名端和第二初级绕组的同名端通过开关电路交替导通至对应单体电池的负极；各电压均衡单元中变压器的次级绕组并联连接。本发明提供的基于变压器的电池组电压均衡电路，针对电池组在充电和放电的过程中各单体电池的电压差异，实时自动进行电压均衡，确保电压低的单体电池能得到其它电压更高的单体电池的隔离式安全充电，实现低损耗的高效电压均衡。

技术领域

本发明涉及电池电路技术领域，特别涉及一种基于变压器的电池组电压均衡电路。

背景技术

单体电池因为容量和电压有限，因此常需要将多节单体电池串联起来组成一个电压相对较高、容量相对较大的电池组来使用。串联电池组在使用期间，由于各单体电池制造工艺等因素造成的个体容量的差异，充电时，容量小、性能差的电池会产生过充电现象，而在放电时，容量小、性能差的电池又会产生过放电现象；具有极大的安全隐患，并且会缩短电池组的使用寿命。

为了解决串联电池组各单体电池之间差异而带来的问题，需要在电池组使用过程中对电池组的各个单体电池进行电压均衡。现有技术中主要是通过给电池组中每只单体电池并联一个电阻，通过电阻消耗多余电量的形式实现均衡。然而电阻消耗多余电量会导致电池组局部发热升温，对于电池组的散热要求高，且通过电阻消耗来实现均衡的方式是一种电池电能的浪费，不利于节能和环保。

发明内容

为解决上述现有技术中提到的不足，本发明提供一种基于变压器的电池组电压均衡电路，以降低电池组电压均衡的过程中电能的浪费。

为实现上述目的，本发明提供一种基于变压器的电池组电压均衡电路，包括电池组和电压均衡模块；

所述电池组包括若干串联连接的单体电池；

所述电压均衡模块包括与所述单体电池数量相同的电压均衡单元；所述电压均衡单元与所述单体电池一一对应相连；

每个所述电压均衡单元包括变压器和开关电路；

所述变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组；所述第一初级绕组和所述第二初级绕组的线圈匝数相同；所述第一初级绕组和所述第二初级绕组的线圈的绕线方向相反；

所述第一初级绕组的同名端和所述第二初级绕组的异名端均连接至对应单体电池的正极；

所述第一初级绕组的异名端和所述第二初级绕组的同名端通过所述开关电路交替导通至对应单体电池的负极；

各所述电压均衡单元中变压器的次级绕组并联连接。

进一步地，所述开关电路包括第一场效应管、第二场效应管、场效应管驱动电路；所述第一场效应管串联连接在所述第一初级绕组的异名端与对应单体电池的负极之间；所述第二场效应管串联连接在所述第二初级绕组的同名端与对应单体电池的负极之间；所述场效应管驱动电路控制所述第一场效应管和所述第二场效应管交替导通。

进一步地，所述场效应管驱动电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻、第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容；

所述第一分压电阻、第二分压电阻串联连接在第一输入电源和单体电池负极之间；

所述第一限流电阻的一端连接至所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端；所述第一限流电阻的另一端与所述第一电容的一端、所述第一二

极管的正极以及所述第一场效应管的栅极相连接；所述第一电容的另一端和所述第一二极管的负极均连接至所述第一初级绕组的同名端；