CN104935033A - 一种用于蓄电池化成及充放电的电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可降低蓄电池化成时的充电电能消耗的用于蓄电池化成及充放电的电路及其控制方法，所述的电路包括：原边侧开关管Q1、隔离变压器T1、副边侧开关管Q2、原边侧滤波电容C1、副边侧滤波电容C2、蓄电池B1和采样电阻R1，该电路的控制方法，控制原边开关管Q1、副边开关管Q2互补交替工作的时间百分比，实现能量从原边到副边和从副边到原边的双向流动，通过采样流过电阻R1的电流方向和大小，控制原边开关管Q1和副边开关管Q2的栅极脉冲信号，以控制实际输出电流的方向和大小，实现蓄电池B1的化成及充放电控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于二次电池(锂电池、铅酸电池)化成、充放电、分容的电路及其控制方法，即用于电池化成及充、放电过程中，电池的充电转换效率的提高，以及电池的放电电能返回到原边再利用，该电路及控制方法主要用于二次电池的化成、充放电、分容领域。
背景技术
在蓄电池化成行业中，特别是锂电池化成，普遍采用线性电源方式对电池进行充放电，见附图1。充电时，功率管Q3工作在线性放大状态，Q4关闭，一部分电压压降在功率管上面，充电效率很低；放电时，功率管Q3关闭，功率管Q4工作在线性放大状态，放电电能完全损耗在功率管上，放电能量浪费严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能降低传统蓄电池化成时的充电电能消耗，并可以充分利用蓄电池的放电电能的用于蓄电池化成及充放电的电路及其控制方法。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种用于蓄电池化成及充放电的电路，包括：原边侧开关管Q1、隔离变压器T1、副边侧开关管Q2、原边侧滤波电容C1、副边侧滤波电容C2、蓄电池B1和采样电阻R1，所述的原边滤波电容C1的正极与隔离变压器T1的原边绕组P1的同名端并接、并与原边输入电源的正极相连，隔离变压器T1的原边绕组P1的异名端与原边开关管Q1的漏极相连，原边开关管Q1的源极与原边滤波电容C1的负极并接、并与原边输入电源的负极相连；隔离变压器T1的副边绕组S1的异名端与副边滤波电容C2的正极并接、并与蓄电池B1的正极相连，隔离变压器T1的副边绕组S1的同名端与副边开关管Q2的漏极相连，副边开关管Q2的源极与采样电阻R1的一端相连，采样电阻R1的另一端与副边滤波电容C2的负极并接、并与蓄电池B1的负极相连。
上述的用于蓄电池化成及充放电的电路的控制方法，其步骤为：控制原边开关管Q1、副边开关管Q2互补交替工作的时间百分比，实现能量从原边到副边和从副边到原边的双向流动，通过采样流过电阻R1的电流方向和大小，控制原边开关管Q1和副边开关管Q2的栅极脉冲信号，以控制实际输出电流的方向和大小，实现蓄电池B1的化成及充放电控制。
作为优选方案，所述原边开关管Q1和副边开关管Q2处于互补工作状态。
作为优选方案，所述隔离变压器T1处于反激模式。
本发明的有益效果是：上述的用于蓄电池化成及充放电的电路及其控制方法，其开关管的导通损耗和开关损耗相对于线性电源损耗明显减小。能降低传统蓄电池化成时的充电电能消耗，并可以充分利用蓄电池的放电电能。
附图说明
图1是传统采用线性电源方式对电池进行充放电的电路示意图；
图2是本发明所述电路的示意图；
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述的一种用于蓄电池化成及充放电的电路及其控制方法作进一步的详细描述。
如图2所示，一种用于蓄电池化成及充放电的电路，包括：原边侧开关管Q1、隔离变压器T1、副边侧开关管Q2、原边侧滤波电容C1、副边侧滤波电容C2、蓄电池B1和采样电阻R1，所述的原边滤波电容C1的正极与隔离变压器T1的原边绕组P1的同名端并接、并与原边输入电源的正极相连，隔离变压器T1的原边绕组P1的异名端与原边开关管Q1的漏极相连，原边开关管Q1的源极与原边滤波电容C1的负极并接、并与原边输入电源的负极相连；隔离变压器T1的副边绕组S1的异名端与副边滤波电容C2的正极并接、并与蓄电池B1的正极相连，隔离变压器T1的副边绕组S1的同名端与副边开关管Q2的漏极相连，副边开关管Q2的源极与采样电阻R1的一端相连，采样电阻R1的另一端与副边滤波电容C2的负极并接、并与蓄电池B1的负极相连。
上述的用于蓄电池化成及充放电的电路的控制方法，其步骤为：控制原边开关管Q1、副边开关管Q2互补交替工作的时间百分比，实现能量从原边到副边和从副边到原边的双向流动，通过采样流过电阻R1的电流方向和大小，控制原边开关管Q1和副边开关管Q2的栅极脉冲信号，以控制实际输出电流的方向和大小，实现蓄电池B1的化成及充放电控制。所述原边开关管Q1和副边开关管Q2处于互补工作状态。所述隔离变压器T1处于反激模式。
原边是高压直流电，实现将直流400V DC电通过变压器对单个电池进行充电和放电，充电时电能400V高压直流电传输到电池，放电时电能从电池向400V高压直流传输。
控制原边开关管Q1和副边开关管Q2的栅极脉冲信号，使原边开关管Q1和副边开关管Q2互补，当隔离变压器T1的原边绕组P1储能大于隔离变压器T1的副边绕组S1储能时，电能从隔离变压器T1的原边绕组P1传输到隔离变压器T1的副边绕组S1，实现对电池的充电；当隔离变压器T1的原边绕组P1储能小于隔离变压器T1的副边绕组S1储能时，电能从隔离变压器T1的副边绕组S1传输到隔离变压器T1的原边绕组P1，实现对电池的放电；通过副边电流流过采样电阻R1的信号进行反馈，根据反馈信号(即电流信号)的方向和大小，控制原边开关管Q1和副边开关管Q2的栅极脉冲信号，实现实际输出电流的方向和大小，从而实现电池的完全充放电控制。
由于原边开关管Q1和副边开关管Q2工作在开关方式，开关管的导通损耗和开关损耗相对于线性电源损耗明显减小。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于蓄电池化成及充放电的电路，包括：原边侧开关管Q1、隔离变压器T1、副边侧开关管Q2、原边侧滤波电容C1、副边侧滤波电容C2、蓄电池B1和采样电阻R1，其特征在于：所述的原边滤波电容C1的正极与隔离变压器T1的原边绕组P1的同名端并接、并与原边输入电源的正极相连，隔离变压器T1的原边绕组P1的异名端与原边开关管Q1的漏极相连，原边开关管Q1的源极与原边滤波电容C1的负极并接、并与原边输入电源的负极相连；隔离变压器T1的副边绕组S1的异名端与副边滤波电容C2的正极并接、并与蓄电池B1的正极相连，隔离变压器T1的副边绕组S1的同名端与副边开关管Q2的漏极相连，副边开关管Q2的源极与采样电阻R1的一端相连，采样电阻R1的另一端与副边滤波电容C2的负极并接、并与蓄电池B1的负极相连。
2.如权利要求1所述的用于蓄电池化成及充放电的电路的控制方法，其步骤为：控制原边开关管Q1、副边开关管Q2互补交替工作的时间百分比，实现能量从原边到副边和从副边到原边的双向流动，通过采样流过电阻R1的电流方向和大小，控制原边开关管Q1和副边开关管Q2的栅极脉冲信号，以控制实际输出电流的方向和大小，实现蓄电池B1的化成及充放电控制。
3.根据权利要求2所述的一种用于蓄电池化成及充放电的电路的控制方法，其特征在于：所述原边开关管Q1和副边开关管Q2处于互补工作状态。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于蓄电池化成及充放电的电路的控制方法，其特征在于：所述隔离变压器T1处于反激模式。
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