CN111756078A - 一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路 - Google Patents

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胡斌
刘涛
李琨
冯利军
李玲
杨雪静
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
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Abstract

本发明涉及一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，属于电子信息工程技术领域，其特征在于：电池的正极依次通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与电池的负极电连接；上述电池的正极依次通过第一电阻、三端稳压器与电池的负极电连接；上述电池的正极与双极性晶体管的发射极电连接；上述双极性晶体管的基极依次通过第四电阻、第一电阻与电池的正极电连接；上述双极性晶体管的集电极通过第五电阻与电池的负极电连接。通过采用上述技术方案，该基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路具有电路结构简单、体积小、可靠性高的特点。

Description

一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路
技术领域
本发明属于电子信息工程技术领域，具体涉及一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路。
背景技术
在电池组管理系统中，均衡电路是重要的组成部分之一，其能够保障电池单体间的电能均衡，从而延长电池组寿命，避免电池单体被过充或过放。已有的被动均衡技术多采用三极管或MOS管与限流电阻串联的形式，其不仅需要外围的专用芯片或单片机等给出开启或关闭的控制信号，而且分流的电流可调范围较小，几乎不随电池电压变化。而主动均衡电路的结构都较为复杂，有些需要更多的开关元件，有些需要电容、电感、变压器等，有些需要单片机根据均衡需要给出开关管的控制信号，电路成本和调试的复杂度都较高。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，该基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路具有电路结构简单、体积小、可靠性高的特点。
本发明的目的是提供一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，电池的正极依次通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与电池的负极电连接；
上述电池的正极依次通过第一电阻、三端稳压器与电池的负极电连接。
进一步：上述电池的正极与双极性晶体管的发射极电连接；上述双极性晶体管的基极依次通过第四电阻、第一电阻与电池的正极电连接；上述双极性晶体管的集电极通过第五电阻与电池的负极电连接。
更进一步：上述双极性晶体管为PNP型双极性晶体管。
进一步：双极性晶体管包括第一三极管和第二三极管，第一三极管为PNP型，第二三极管为NPN型，第一三极管的集电极与第二三极管的基极电连接，电池的正极分别与第一三极管的发射极、第二三极管的集电极电连接；第二三极管的发射极通过第五电阻与电池负极电连接；上述第一三极管的基极依次通过第四电阻、第一电阻与电池的正极电连接。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明采用上述技术方案，该基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路能够支持任意节串联电池组的均衡，均衡电流大小随单体电压变化而线性变化，且能够自主根据单体电压控制均衡电流大小，无需单片机等控制器来控制均衡逻辑和时序。该电路的核心元件为三端稳压器件，外围包括三个固定值电阻，其均衡电流的开启电压和电流随电压变化的斜率都可以通过以上三个电阻进行调节。此被动均衡电路可以用于单节电池的均衡，也可以用在任意串联数量的电池组中，且此均衡电路支持级联，从而能够支持任意节电池组成的电池组的均衡。
附图说明
图1为本发明第一优选实施的电路图；
图2为本发明第一优选实施的均衡电流随电池电压的关系曲线图；
图3为本发明第二优选实施的电路图；
图4为本发明第三优选实施的电路图；
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图2，一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，电池的正极依次通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与电池的负极电连接；
上述电池的正极依次通过第一电阻、三端稳压器与电池的负极电连接。
图2中VON为均衡电流起始时的电池电压，此电压值可以由第二电阻R2，第三电阻R3的比例进行控制，
Figure BDA0002007048450000021
分流曲线的AB段线段的斜率取决于第一电阻R1的电阻大小。通过调整图1中第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3的阻值可以设定分流的起始电压和分流的电流斜率，当电池电压VBAT大于开启电压VON，均衡电流IBAL可以计算为：
Figure BDA0002007048450000022
本发明的工作原理为：该优选实施例的核心元件为三端稳压器件，外围包括三个固定值电阻(第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3)，其均衡电流的开启电压和电流随电压变化的斜率都可以通过以上三个电阻进行调节。此被动均衡电路可以用于单节电池的均衡，也可以用在任意串联数量的电池组中，且此均衡电路支持级联，从而能够支持任意节电池组成的电池组的均衡。
请参阅图3，一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，电池的正极依次通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与电池的负极电连接；
上述电池的正极依次通过第一电阻、三端稳压器与电池的负极电连接；
上述电池的正极与双极性晶体管的发射极电连接；上述双极性晶体管Q1的基极依次通过第四电阻、第一电阻与电池的正极电连接；上述双极性晶体管的集电极通过第五电阻与电池的负极电连接；
作为优选：上述双极性晶体管为PNP型双极性晶体管。
该电路中第二电阻R2，第三电阻R3可以控制均衡电流的开启电压，第一电阻R1，第四电阻R4，第五电阻R5控制分流的最大电流。图3中双极性晶体管Q1可以采用双极型晶体管也可以采用场效应管。
请参阅图4，一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，电池的正极依次通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与电池的负极电连接；
上述电池的正极依次通过第一电阻、三端稳压器与电池的负极电连接；
双极性晶体管Q1包括第一三极管和第二三极管，第一三极管为PNP型，第二三极管为NPN型，第一三极管的集电极与第二三极管的基极电连接，电池的正极分别与第一三极管的发射极、第二三极管的集电极电连接；第二三极管的发射极通过第五电阻与电池负极电连接；上述第一三极管的基极依次通过第四电阻、第一电阻与电池的正极电连接；
该电路中第二电阻R2，第三电阻R3可以控制均衡电流的开启电压，第一电阻R1，第四电阻R4，第五电阻R5控制分流的最大电流。图4中双极性晶体管Q1可以采用双极型晶体管也可以采用场效应管。
在上述优选实施例中，第一优选实施例更适用于低功率被动均衡电路；第二优选实施例和第三优选实施例更适用于高功率被动均衡电路；其中：上述低功率的范围是：均衡电流在1A以下，
高功率的范围是：均衡电流在1A及以上。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，其特征在于：
电池的正极依次通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与电池的负极电连接；
上述电池的正极依次通过第一电阻、三端稳压器与电池的负极电连接。
2.根据权利要求1所述基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，其特征在于：上述电池的正极与双极性晶体管的发射极电连接；上述双极性晶体管的基极依次通过第四电阻、第一电阻与电池的正极电连接；上述双极性晶体管的集电极通过第五电阻与电池的负极电连接。
3.根据权利要求2所述基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，其特征在于：上述双极性晶体管为PNP型双极性晶体管。
4.根据权利要求1所述基于三端稳压器的电流可调的被动均衡电路，其特征在于：双极性晶体管包括第一三极管和第二三极管，第一三极管为PNP型，第二三极管为NPN型，第一三极管的集电极与第二三极管的基极电连接，电池的正极分别与第一三极管的发射极、第二三极管的集电极电连接；第二三极管的发射极通过第五电阻与电池负极电连接；上述第一三极管的基极依次通过第四电阻、第一电阻与电池的正极电连接。
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