具体实施方式
本发明包括显示及输出单元、识别单元、多个充放电单元和多个输出单元四大块,充放电单元和输出单元中分别设有电阻,当充放电单元和输出单元连接在一起向待充电池充电时,两部分的电阻串联起来产生分压作用,电阻连接点处(公共端)有个电压值(分压信号),随着并联的充放电单元数量的不同,该电压值会有相应的变化,该电压值传输给识别单元,经分析处理得出并联结构,并通过显示及输出单元显示和输出。
本发明揭示的智能识别充放电电路并联结构的电路,其包括:直流电源输入端Vin+和Vin-、第一检测电源端Vc1、第二检测电源端Vc2、识别单元、多个充放电单元、多个输出单元和显示及输出单元;所述识别单元具有多个用以输入分压信号的输入脚,经分析处理所述分压信号由信号输出脚Judge输出表征充放电电路并联关系的信号;每个充放电单元包含:输入端连接直流电源输入端的充放电电路、连接充放电电路输出端的输电插头、串接在第一检测电源端与公共端之间的分压电阻(R1至R8),所述公共端连接识别单元的一个信号输入脚并反馈所述分压信号Vp,公共端还连接所述输电插头;所述输出单元包含:至少一个受电插头、直流电源输出端、总分压电阻Rp,所述受电插头一端与输电插头插接,另一端含有连接直流电源输出端的电源线和连接总分压电阻一端的联络线,总分压电阻Rp通过所述受电插头、输电插头、公共端与所述分压电阻串联,总分压电阻Rp的另一端接地;在受电插头大于二个的输出单元中,各受电插头的电源线并联,各受电插头的联络线并联;受电插头大于二个的输出单元可插接与受电插头数量相当的充放电单元;显示及输出单元连接识别单元,对表征充放电电路并联关系的信号进行显示和输出。
使用时,根据待充电池容量的需要,选择需要并联的充放电单元,预先制备合适的输出单元,输出单元中的受电插头数量等于需要并联的充放电单元的数量。参看图1的示例,充放电单元有8个,第一个电池需要的充电电流较小,只需要一个充放电单元;第二和第三个电池需要的充电电流大些,需要二个充放电单元并联为其充电;第四个电池需要的充电电流最大,需要三个充放电单元并联为其充电。输电插头与受电插头插接好之后,各充放电单元中的分压电阻并联在一起之后与输出单元中的总分压电阻Rp串联,分压电阻与总分压电阻Rp之间的连接点(公共端com)向识别单元反馈分压信号Vp。如有n个充放电单元,各充放电单元反馈的分压信号分别记为Vp1至Vpn。在较佳实施例中,各充放电单元中的分压电阻的阻值相等,各输出单元中的总分压电阻的阻值相等。有n个分压电阻,
其中R1=R2=......=Rn=R,
Vc1和Vc2是两个不同幅值的直流电源。在图1示出的较佳实施例中,第二检测电源端是地,其点位为“0”,Vc2=0,
公式演变为:
注意这里和图1中Vc1简化为Vc,
因此,不同的数量的充放电电路并联,结果是其采样到的Vp电压值是不一样的。例如某充放电电路i采样到其
则说明该充放电电路与周边的某个充放电电路存在并联关系。同理如果:
则说明该充放电电路与周边的2个充放电电路,共3个充放电电路并联工作。
由此可知,各充放电电路存在几个并联的状态。如果用1,2,......,n表示每个充放电电路存在几个并联的状态,那么对于m个充放电电路,可以得到m个数字,分别代表各自存在几个并联的状态。图1示出了一种具有8个充放电电路的识别电路,共有Vp1至Vp8,8个分压信号,其中
即这十个充放电电路并联状态对应的数字是:1,2,2,2,2,3,3,3。由于输出单元中的受电插头只能依次插接相邻的充放电电路中的输电插头。则很容易得到结论,上述8个充放电电路的并联关系是:
第1个充放电电路不存在并联使用,其单独给一个电池充电;
第2和第3个充放电电路并联;
第4和第5个充放电电路并联;
第6至第8个充放电电路并联;
从而得到了具体的并联关系。
识别单元U1通过检测每个Vp值,得到了具体的并联关系后,就可以自动的将每个并联的充放电电路的各项指标进行累加,汇总输出对应电池的技术指标,从而达到前述的目的。
值得一提的是,具有相同数量受电插头的输出单元中的总分压电阻阻值相等,且阻值的调节范围包括无穷大;具有不同数量受电插头的输出单元中的总分压电阻阻值可以相等或不同。换而言之,相同数量充放电单元并联对应的输出单元中的总分压电阻阻值相等,不同数量充放电单元并联对应的输出单元中的总分压电阻阻值可以不同。也就是说,总分压电阻的阻值可以随着并联通道数量的改变而调整。阻值的调节范围包括无穷大,也即在某种并联数量的输出单元中的总分压电阻可以删除。
那么不同受电插头的输出单元在制备的时候,其Rp的阻值可以并不一样。目的是为了给每种并联情况得到的分压信号Vp足够的范围,避免由于参数精度的问题产生误判。
举例说明,如果在上述的示例中,所有输出单元的Rp值相同且均为R,那么:
也就是说单充放电单元输出和两充放电单元并联输出得到的Vp值之间的差距:
而如果将各输出单元的Rp值调整一下:让单充放电单元对应输出单元的Rp=∞,也即删除该电阻;两充放电单元并联对应输出单元的Rp=R。那么:
Vp1=Vc
此时单充放电单元输出和两充放电单元并联输出得到的Vp值之间的差距:
差距为前一种设计的两倍。
因为任何的元器件都是有一定误差的,所以Vp值的差距越大,在实际使用过程中,越不容易产生误判,从而保证系统的可靠性和稳定性。
在不同的实施例中识别单元可以是单片机、DSP处理器、以及可编程序的控制器,或者逻辑电路中的一种。当识别单元是单片机、DSP处理器、以及可编程序的控制器时,识别单元分析Vp值,给出的表征充放电电路并联关系的信号是一串数字通讯信号,用以直接将各充放电单元的并联信息上报给显示及输出单元;当识别单元是逻辑电路时,经过逻辑运算后给出的表征充放电电路并联关系的信号可以是一组代表各充放电电路并联状态的开关量,如给每个充放电电路分配一定数量(该数量不小于最大可能的并联数)的开关量,某个充放电电路如果输出两个高电平,其余为低电平,则说明该充放电电路为两输出并联模式。显示及输出单元收到这个并联信息后,即可以对存在并联关系单元的工作参数进行累计,得到其对应电池的工作参数。
显示及输出单元可以是计算机、能显示或输出数据的控制器、LED数码管等一切可以显示或输出各电池工作参数的设备。在一些实施例中,识别单元和显示及输出单元为一体设备,如带有显示屏的控制器,其既可以对充放电单元进行并联关系的判断,也同时可以完成显示及输出功能。
本发明还揭示了智能识别充放电电路并联结构的电路的控制方法,参看图2示出的流程图,其包括以下步骤:
第一步,根据待充电池的充电电流和单个充放电单元的电流的大小,确定一个充电组中需要并联的充放电单元的数量;制备输出单元,使其受电插头的数量与充放电单元的数量相配。参看图1的示例,根据待充电池的充电电流和单个充放电单元的电流的大小,第一个电池需要一个充放电单元为其充电,第二和第三个电池需要二个充放电单元并联为其充电,第四个电池需要三个充放电单元并联为其充电。
第二步,构建充放电回路,将相邻的充放电单元的输电插头依次与输出单元的受电插头插接,使各充放电单元中的分压电阻并联后与输出单元中的总分压电阻串联,并联后的分压电阻与总分压电阻产生的分压信号传输给识别单元。参看图1的示例,输出单元1中的受电插头1与输电插头插接;输出单元2中的受电插头2、3与输电插头插接2、3插接;输出单元3中的受电插头4、5与输电插头插接4、5插接;输出单元4中的受电插头6、7、8与输电插头插接6、7、8插接。
第三步,识别单元采集所有分压信号(图1识别单元U1中通过VADC1至VADC8输入脚采集分压信号),进而判断每个充放电单元的并联关系。
第四步,识别单元将判断的并联关系信号上报给显示及输出单元,显示及输出单元将存在并联关系的充放电单元的工作参数进行累计,汇总成为其对应电池的工作参数。
使用某些设备作为识别单元(如带液晶屏的控制器),其还可以采集充放电单元中的电流电压值,结合每个充放电单元的并联关系,将每个充放电电路各工作参数进行累计汇总,给出电池的技术指标,从而包含显示及输出单元的功能。技术指标可包括电池的电流、容量、能量、电压等等。
以上实施例仅为举例说明,非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于本申请的权利要求范围之中。