CN115378092A - 电源系统、电源控制方法及超声设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源系统、电源控制方法及超声设备，属于电池技术领域。所述电源系统包括：控制电路、第一开关、第二开关、第一电池、第二电池、第一均衡放电电路和第二均衡放电电路；控制电路的第一控制端与第一开关连接，第二控制端与第二开关连接，第一检测端与第一电池连接，第二检测端与第二电池连接；第一开关串联在第一电池与电源系统的输出端之间，第二开关串联在第二电池与电源系统的输出端之间；第一均衡放电电路和第二均衡放电电路均并联在两电池之间，第一均衡放电电路控制第一电池以恒定电流向第二电池放电，第二均衡放电电路控制第二电池以恒定电流向第一电池放电。本申请通过两电池并联时相互均衡放电，降低了两电池间的压差。

Description

电源系统、电源控制方法及超声设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种电源系统、电源控制方法及超声设备。

背景技术

随着医疗技术的发展，台式超声设备配备电池的需求日益增加。由于台式超声设备的运行功率比较大，且航空运输对单个电池的容量有严格的要求，如果单个电池的容量太大，则需要额外增加很多检测要求，甚至不允许通过航空运输。因此，为了便于运输，通常采用两个或多个电池并联的方式给台式超声设备供电。

在相关技术中，如果采用两个电池并联供电，且两电池间的压差过大，则直接并联时会产生倒灌电流，并且当此电流超过电压低的电池的充电保护电流时，电压低的电池将进入保护状态，无法平衡两电池间的压差。另外，由于负载功率较大，需要两个电池共同工作才能承担负载供电，所以，在两电池间的压差较大时，电压高的电池将独立给负载供电，其容量不足将很快进入放电过流保护，导致无法给负载正常供电。

发明内容

本申请提供了一种电源系统、电源控制方法及超声设备，可以解决相关技术中两电池间的压差较大时无法给负载正常供电的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种电源系统，所述电源系统包括：控制电路、第一开关、第二开关、第一电池、第二电池、第一均衡放电电路和第二均衡放电电路；

所述控制电路的第一控制端与所述第一开关连接，所述控制电路的第二控制端与所述第二开关连接，所述控制电路的第一检测端与所述第一电池连接，所述控制电路的第二检测端与所述第二电池连接；

所述第一开关串联在所述第一电池与所述电源系统的输出端之间，所述第二开关串联在所述第二电池与所述电源系统的输出端之间；

所述第一均衡放电电路和所述第二均衡放电电路均并联在所述第一电池与所述第二电池之间，所述第一均衡放电电路用于控制所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电，且所述第一电池的放电电流小于所述第二电池的充电保护电流，所述第二均衡放电电路用于控制所述第二电池以恒定的放电电流向所述第一电池放电，且所述第二电池的放电电流小于所述第一电池的充电保护电流。

可选地，所述第一均衡放电电路包括：第一检测子电路、三极管和放电子电路；

所述第一检测子电路的输入端分别与所述第一电池和所述三极管的发射极连接，所述第一检测子电路的输出端分别与所述三极管的基极和所述放电子电路的第一输入端连接，所述三极管的集电极与所述放电子电路的第二输入端连接，所述放电子电路的输出端与所述第二电池连接；

所述三极管用于控制所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降恒定为所述三极管的基极与发射极的导通电压，以使所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电。

可选地，所述第一均衡放电电路包括：第一检测子电路、第二检测子电路和放电子电路；

所述第一检测子电路的输入端分别与所述第一电池和所述第二检测子电路的第一输入端连接，所述第一检测子电路的输出端分别与所述第二检测子电路的第二输入端和所述放电子电路的输入端连接；

所述第二检测子电路的驱动端与第一外接电源连接，所述第二检测子电路的检测端与所述控制电路的第三检测端连接；

所述放电子电路的输出端与所述第二电池连接，所述放电子电路的控制端与所述控制电路的第三控制端连接；

所述控制电路用于通过所述第二检测子电路的检测端的电压确定所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降，并在所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值的情况下，向所述放电子电路加载控制电压，以使所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电。

可选地，所述第二检测子电路包括：供电支路和检测支路；

所述供电支路的输入端和所述检测支路的第一输入端分别与所述第一电池和所述第一检测子电路的输入端连接，所述供电支路的输出端与所述检测支路的电源端连接，所述供电支路的驱动端与所述第一外接电源连接；

所述检测支路的第二输入端与所述第一检测子电路的输出端连接，所述检测支路的检测端与所述控制电路的第三检测端连接；

所述供电支路用于为所述检测支路提供工作电源，所述检测支路用于检测所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降。

可选地，所述第一均衡放电电路还包括：保护子电路；

所述保护子电路串联在所述放电子电路的输出端与所述第二电池之间，所述保护子电路用于在所述第二电池的电压大于所述第一电池的电压的情况下，防止所述第二电池的电流倒灌至所述第一电池。

可选地，所述电源系统还包括：充电电路、第三开关、第四开关和第五开关；

所述充电电路的输入端与第二外接电源连接，所述第三开关串联在所述第二外接电源与所述电源系统的输出端之间，所述第三开关还与所述控制电路的第四控制端连接；

所述第四开关串联在所述充电电路的输出端与所述第一电池之间，所述第四开关还与所述控制电路的第五控制端连接，所述第五开关串联在所述充电电路的输出端与所述第二电池之间，所述第五开关还与所述控制电路的第六控制端连接。

另一方面，提供了一种电源控制方法，应用于所述电源系统的控制电路，所述方法包括：

检测所述第一电池的电压和所述第二电池的电压；

在所述第一电池的电压大于所述第二电池的电压，且所述第一电池与所述第二电池之间的电压差大于或等于电池压差阈值的情况下，控制所述第一开关和所述第二开关断开，以使所述第一电池通过所述第一均衡放电电路以恒定的放电电流向所述第二电池放电，且所述第一电池的放电电流小于所述第二电池的充电保护电流；

在所述第二电池的电压大于所述第一电池的电压，且所述第二电池与所述第一电池之间的电压差大于或等于所述电池压差阈值的情况下，控制所述第一开关和所述第二开关断开，以使所述第二电池通过所述第二均衡放电电路以恒定的放电电流向所述第一电池放电，且所述第二电池的放电电流小于所述第一电池的充电保护电流。

可选地，所述第一均衡放电电路包括所述第一检测子电路、所述第二检测子电路和所述放电子电路；

所述控制所述第一开关和所述第二开关断开，以使所述第一电池通过所述第一均衡放电电路以恒定的放电电流向所述第二电池放电，包括：

控制所述第一开关和所述第二开关断开，并检测所述第二检测子电路的检测端的电压；

基于所述第二检测子电路的检测端的电压，确定所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降；

在所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值的情况下，向所述放电子电路加载控制电压，以使所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电。

可选地，所述控制所述第一开关和所述第二开关断开之后，还包括：

检测所述第一电池的电压和所述第二电池的电压；

在所述第一电池与所述第二电池之间的电压差小于所述电池压差阈值的情况下，控制所述第一开关和所述第二开关导通。

另一方面，提供了一种超声设备，所述超声设备包括任一所述的电源系统。

另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述电源控制方法的步骤。

另一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的电源控制方法的步骤。

本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：

本申请通过并联在第一电池和第二电池间的均衡放电电路来使两电池并联时相互均衡放电，这样可以保证两电池间实现恒流放电，而且放电电流不会超过压电低的电池的充电保护电流，降低了两电池间的压差，从而实现了两电池电量的基本平衡，保护了双电池正常向负载供电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电源系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种第一均衡放电电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种第一均衡放电电路的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种电源系统的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种电源控制方法的流程图；

图6是本申请实施例提供的另一种电源控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，图1是本申请实施例提供的一种电源系统的结构示意图，该电源系统包括：控制电路1、第一开关2、第二开关3、第一电池4、第二电池5、第一均衡放电电路6和第二均衡放电电路7。控制电路1的第一控制端与第一开关2连接，控制电路1的第二控制端与第二开关3连接，控制电路1的第一检测端与第一电池4连接，控制电路1的第二检测端与第二电池5连接。第一开关2串联在第一电池4与电源系统的输出端之间，第二开关3串联在第二电池5与电源系统的输出端之间。第一均衡放电电路6和第二均衡放电电路7均并联在第一电池4与第二电池5之间，第一均衡放电电路6用于控制第一电池4以恒定的放电电流向第二电池5放电，且第一电池4的放电电流小于第二电池5的充电保护电流，第二均衡放电电路7用于控制第二电池5以恒定的放电电流向第一电池4放电，且第二电池5的放电电流小于第一电池4的充电保护电流。

控制电路1的第一控制端与第一开关2连接，用于控制第一开关2的导通和断开；控制电路1的第二控制端与第二开关3连接，用于控制第二开关3的导通和断开。控制电路1的第一检测端与第一电池4连接，用于检测第一电池4的电压；控制电路1的第二检测端与第二电池5连接，用于检测第二电池5的电压。

第一开关2串联在第一电池4与电源系统的输出端之间，用于控制第一电池4放电路径的通断，当第一开关2导通时，第一电池4通过电源系统的输出端放电以向负载供电，当第一开关2断开时，第一电池4不向负载供电；第二开关3串联在第二电池5与电源系统的输出端之间，用于控制第二电池5放电路径的通断，当第二开关3导通时，第二电池5通过电源系统的输出端放电以向负载供电，当第二开关3断开时，第二电池5不向负载供电。

第一均衡放电电路6和第二均衡放电电路7均并联在第一电池4与第二电池5之间，且第一均衡放电电路6和第二均衡放电电路7的内部电路一致，仅仅是连接的方向不同。第一均衡放电电路6用于控制第一电池4以恒定的放电电流向第二电池5放电，第二均衡放电电路7用于控制第二电池5以恒定的放电电流向第一电池4放电。并且，第一电池4向第二电池5放电的恒定放电电流与第二电池5向第一电池4放电的恒定放电电流的大小可能相等，也可能不相等，本申请实施例对此不做限定。

其中，在第一电池4向第二电池5放电时，第一电池4的放电电流需要小于第二电池5的充电保护电流，以防止第二电池5进入充电保护状态，从而避免第一电池4无法继续向第二电池5放电的问题；同样地，在第二电池5向第一电池4放电时，第二电池5的放电电流也需要小于第一电池4的充电保护电流，以防止第一电池4进入充电保护状态，从而避免第二电池5无法继续向第一电池4放电的问题。这样，可以保证两电池相互均衡放电以平衡两电池间的压差。并且，第一电池4的充电保护电流与第二电池5的充电保护电流的大小可能相等，也可能不相等，由电池本身特性来决定，本申请实施例对此不做限定。

基于上文描述，第一均衡放电电路6和第二均衡放电电路7的内部电路一致，仅仅是连接的方向不同。也即是，对于第一均衡放电电路6来说，第一均衡放电电路6的输入端与第一电池4连接，第一均衡放电电路6的输出端与第二电池5连接。对于第二均衡放电电路7来说，第二均衡放电电路7的输入端与第二电池5连接，第二均衡放电电路7的输出端与第一电池4连接。接下来以第一均衡放电电路6为例，对这两个均衡放电电路的结构进行介绍。

请参考图2，图2是本申请实施例提供的一种第一均衡放电电路的结构示意图。该第一均衡放电电路6包括：第一检测子电路61、三极管62和放电子电路63。第一检测子电路61的输入端分别与第一电池4和三极管62的发射极e连接，第一检测子电路61的输出端分别与三极管62的基极b和放电子电路63的第一输入端连接，三极管62的集电极c与放电子电路63的第二输入端连接，放电子电路63的输出端与第二电池5连接。三极管62用于控制第一检测子电路61的输入端与输出端之间的压降恒定为三极管62的基极b与发射极e的导通电压，以使第一电池4以恒定的放电电流向第二电池5放电。

第一检测子电路61用于检测第一均衡放电电路6的放电电流。可选地，如图2所示，第一检测子电路61可以仅由一个单独的电阻R1构成，也可以由多个电阻串联或并联构成。本申请实施例对第一检测子电路61的结构以及电阻R1的取值均不做限定。

三极管按照结构可以分为NPN型三极管和PNP型三极管。NPN型三极管是P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧；而PNP型三极管是N型半导体在中间，两块P型半导体在两侧。N型半导体和P型半导体交错排列形成三个区，分别称为发射区、基区和集电区，从三个区引出的引脚分别称为发射极，基极和集电极。三极管62是一个PNP型三极管，而且为了便于描述，将三极管62记为三极管Q2。

放电子电路63可以包括MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)管Q1和电阻R2。MOS管Q1的源极s分别与第一检测子电路61的输出端和三极管Q2的基极b连接。MOS管Q1的栅极g与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，MOS管Q1的漏极d与第二电池5连接。

MOS管Q1可以为P型MOS管，电阻R2可以为下拉电阻，下拉电阻的作用是为三极管Q2提供静态工作点，使通过三极管Q2的集电极的电流不会不受限地升高，保证三极管Q2一直工作在放大区。其中，电阻R2的取值根据不同需求可能取不同的值，本申请实施例对此不做限定。

当第一电池4的电压大于第二电池5的电压，并且第一电池4与第二电池5之间的电压差大于或等于电池压差阈值时，该第一均衡放电电路6自动开始工作。此时，MOS管Q1的源极s为高电平，栅极g为低电平，其栅极g与源极s之间的压差小于导通电压，故MOS管Q1导通，而且在电阻R1上的压降升至三极管Q2的基极b与发射极e的导通电压时，三极管Q2工作在放大区，处于不饱和导通状态。因此，电阻R1上的压降恒定为此导通电压，通过电阻R1的放电电流也恒定，即第一均衡放电电路实现了恒流放电。

其中，按照三极管的材质分类，三极管一般被分为硅材质制作的硅管以及锗材质制作的锗管。硅管类型的三极管的基极与发射极之间的导通电压通常为0.7V，锗管类型的三极管的基极与发射极之间的导通电压通常为0.2V，本申请实施例对此不做限定。

请参考图3，图3是本申请实施例提供的另一种第一均衡放电电路的结构示意图。该第一均衡放电电路6包括：第一检测子电路61、第二检测子电路62和放电子电路63。第一检测子电路61的输入端分别与第一电池4和第二检测子电路62的第一输入端连接，第一检测子电路61的输出端分别与第二检测子电路62的第二输入端和放电子电路63的输入端连接。第二检测子电路62的驱动端与第一外接电源Vcc连接，第二检测子电路62的检测端V_det与控制电路1的第三检测端连接。放电子电路63的输出端与第二电池5连接，放电子电路63的控制端V_drv与控制电路1的第三控制端连接。控制电路1用于通过第二检测子电路62的检测端V_det的电压确定第一检测子电路61的输入端与输出端之间的压降，并在第一检测子电路61的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值的情况下，向放电子电路63加载控制电压，以使第一电池4以恒定的放电电流向第二电池5放电。

第一检测子电路61用于检测第一均衡放电电路的放电电流。可选地，如图3所示，第一检测子电路61可以仅由一个单独的电阻R3构成，也可以由多个电阻串联或并联构成。本申请实施例对第一检测子电路61的结构以及电阻R3的取值不做限定。

该第二检测子电路62包括：供电支路621和检测支路622。供电支路621的输入端和检测支路622的第一输入端分别与第一电池4和第一检测子电路61的输入端连接，供电支路621的输出端与检测支路622的电源端连接，供电支路621的驱动端与第一外接电源Vcc连接。检测支路622的第二输入端与第一检测子电路61的输出端连接，检测支路622的检测端V_det与控制电路1的第三检测端连接。供电支路621用于为检测支路622提供工作电源，检测支路622用于检测第一检测子电路61的输入端与输出端之间的压降。

供电支路621可以包括线性稳压调整芯片U1、电容C1、三极管Q3以及5个电阻R4～R8。电阻R4和电阻R5串联，然后并联在线性稳压调整芯片U1的阴极K与阳极A之间，电容C1也并联在线性稳压调整芯片U1阴极K与阳极A之间，线性稳压调整芯片U1的参考极R连接在电阻R4和电阻R5之间。线性稳压调整芯片U1的阳极A还与三极管Q3的集电极c连接，电阻R6串联在第一外接电源Vcc与三极管Q3的基极b之间，电阻R7的一端与三极管Q3的基极b连接，另一端接地，电阻R8的一端与三极管Q3的发射极e连接，另一端接地。

电容C1的作用是减小噪声，并且电容C1根据不同情况可以取不同的值，本申请实施例对此不做限定。

线性稳压调整芯片U1的型号可以为TL431，由于通过线性稳压调整芯片U1的参考极R的电流非常小，可以忽略不计，因此，通过电阻R4和电阻R5的电流可以看作是相等的。线性稳压调整芯片U1的参考极R的电压固定，也即是，电阻R5的两端电压固定，根据电阻R4与电阻R5的阻值比例，可得电阻R4的两端电压，从而可以得到线性稳压调整芯片U1两端的电压。比如，线性稳压调整芯片U1的参考极R的电压为2.5V，也即是，电阻R5的两端电压为2.5V。根据电阻R4与电阻R5的阻值比例，可得电阻R4的两端电压为2.5V*(R4/R5)，从而可以得到线性稳压调整芯片U1两端的电压为2.5V*(1+R4/R5)。

第一外接电源Vcc为低压直流电源，给三极管Q3提供驱动电流。三极管Q3可以为NPN型三极管，通过电阻R6的电流一部分通过电阻R7，使电阻R7上产生压降，以给三极管Q3提供偏置电压；通过电阻R6的电流另一部分进入三极管Q3的基极b，通过设定电阻R6与电阻R7的阻值，可以调节通过三极管Q3的基极b的电流，以使三极管Q3工作在放大区，处于不饱和导通状态。三极管Q3的集电极c与线性稳压调整芯片U1的阳极A连接，这样，通过电阻R4和电阻R5的电流以及线性稳压调整芯片U1上的偏置电流均经过三极管Q3，再经过下拉电阻R8，到达接地端，以形成通路。其中，电阻R4～R8根据不同情况可以取不同的值，本申请实施例对此不做限定。

检测支路621可以包括运算放大器U2、三极管Q4以及两个电阻R9和R10。电阻R9的一端连接第一检测子电路61的输入端和第一电池4，另一端连接三极管Q4的发射极e。运算放大器U2的正相输入端(+)连接第一检测子电路61的输出端，运算放大器U2的反相输入端(-)连接在电阻R9和三极管Q4的发射极e之间，运算放大器U2的输出端连接三极管Q4的基极b。运算放大器U2的正电源端VS+与线性稳压调整芯片U1的阴极K连接，运算放大器U2的负电源端VS-与线性稳压调整芯片U1的阳极A连接，电阻R10的一端连接三极管Q4的集电极c，另一端接地。

运算放大器U2的正电源端Vs+的电压与该第一均衡放电电路的输入电压相等，负电源端Vs-的电压即为该输入电压减去线性稳压调整芯片U1两端的电压。而且基于上文描述，线性稳压调整芯片U1的阴极K和阳极A之间的电压与电阻R4、电阻R5的阻值相关，所以，通过调整电阻R4和电阻R5的阻值，可以为调整运算放大器U2的正电源端Vs+和负电源端Vs-的电压。也即是，供电支路621为检测支路622提供了工作电源。例如，通过调整电阻R4和电阻R5的阻值，可以将线性稳压调整芯片U1的阴极K和阳极A之间的电压调节为3V，即运算放大器U2负电源端的电压比正电源端的电压低3V。

由于运算放大器U2的反相输入端电压与正相输入端电压相等，所以电阻R3上的压降与电阻R9上的压降相等，电阻R3上的压降通过运算放大器U2转移至电阻R10上。检测支路622的检测端V_det与控制电路1的第三检测端连接，可以测得电阻R10两端的电压。电流通过电阻R9到三极管Q4再到电阻R10，流到接地端，形成通路。三极管Q4的基极b电流非常小，可以忽略不计，运算放大器U2的反相输入端的电流也可忽略不计，因此，电阻R10和电阻R11通过的电流可以看作是一样的，大小为V_det/R10。根据电阻R9与电阻R10的阻值比例，可得电阻R9两端电压为V_det*(R9/R10)，即电阻R3两端电压也为V_det*(R9/R10)。通过设定电阻R9与电阻R10不同的阻值比例，可以得到电阻R3的不同压降。这样，检测支路622即可检测出第一检测子电路61的输入端与输出端之间的压降。其中，电阻R9和电阻R10根据不同情况可以取不同的值，本申请实施例对此不做限定。

放电子电路63可以包括MOS管Q5、MOS管Q6和电阻R11。MOS管Q5的源极s连接第一检测子电路61的输出端，电阻R11并联在MOS管Q5的源极s与栅极g之间，MOS管Q5的栅极g连接MOS管Q6的漏极d，MOS管Q5的漏极d与第二电池5连接，MOS管Q6的栅极g连接控制电路1的第三控制端，MOS管Q6的源极s接地。

MOS管Q5可以为P型MOS管，MOS管Q6可以为N型MOS管，当第一检测子电路61的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值时，控制电路1通过该第三控制端向MOS管Q6的栅极g加载控制电压。加上该控制电压后，由于MOS管Q6的源极s为低电平，栅极g为高电平，MOS管Q6的栅极g与源极s之间的压差大于其导通电压，故MOS管Q6导通，进而有电流流过电阻R11，电阻R11上产生压降，因此使MOS管Q5的源极s为高电平，MOS管Q5的栅极g为低电平，MOS管Q5的栅极g与源极s之间的压差小于其导通电压，从而MOS管Q5导通，第一电池4开始以恒定的放电电流向第二电池5放电。

电阻R11可以为放电电阻，放电电阻的作用是将MOS管Q5的栅极g与源极s之间的电压放掉，并且电阻R11的取值根据不同需求可能取不同的值，本申请实施例对此不做限定。当第一检测子电路61的输入端与输出端之间的压降小于电路压降阈值时，控制电路1不再向MOS管Q6的栅极g加载控制电压，此时，MOS管Q6的源极s和栅极g均为低电平，MOS管Q6的栅极g与源极s之间的压差小于其导通电压，所以MOS管Q6断开。但是，由于MOS管的电容特性，在MOS管Q6断开时，MOS管Q5的源极s可能仍为高电平，栅极g仍为低电平，MOS管Q5的栅极g与源极s之间的压差小于其导通电压，MOS管Q5仍保持在导通状态。因此，通过电阻R11进行放电以使MOS管Q5的栅极与源极之间的压差大其导通电压，使MOS管Q5断开，第一电池4不再继续向第二电池5供电。

其中，上述电路压降阈值可以通过对电阻R9和电阻R10的阻值比例进行设定，依据不同的需求情况，设定不同的值，本申请实施例对此不做设定。

由于上述图2所示的第一均衡放电电路中，通过三极管Q2的导通电压来实现恒流放电，也即是，电阻R1上的压降只有恒定为三极管Q2的导通电压，才能够实现恒流放电。当电阻R1上的压降小于三极管Q2的导通电压时，就不能实现恒流放电。而上述图3所示的第一均衡放电电路中，通过运算放大器U2能够精确地设置电阻R3上的压降，这样，就算电阻R3上的压降很小，也能实现恒流放电，提高了该电源系统的适用性。

可选地，该第一均衡放电电路6还包括：保护子电路64。保护子电路64串联在放电子电路63的输出端与第二电池5之间，保护子电路64用于在第二电池5的电压大于第一电池4的电压的情况下，防止第二电池5的电流倒灌至第一电池4。

请参考图2或图3，该保护子电路64可以包括二极管D1，它具有单向导电性，如果第二电池5的电压大于第一电池4的电压，即相当于给二极管D1的阳极和阴极加上一个反向电压，二极管D1截止，可以防止第二电池5的放电电流倒灌至第一电池4。当然，该保护子电路64还可以包括其他的电器元件，本申请实施例对此不做限定。

在第一均衡放电电路为上述图2所示的电路的情况下，二极管D1还有控制第一均衡放电电路6停止工作的作用。在第一电池4的电压大于第二电池4的电压，且第一电池4与第二电池5之间的电压差小于电池压差阈值的情况下，二极管D1两端的压降达不到二极管D1的导通电压，故二极管D1断开，第一电池4不会通过第一均衡放电电路6向第二电池5放电。

请参考图4，图4是本申请实施例提供的另一种电源系统的结构示意图。该电源系统还包括：充电电路、第三开关、第四开关和第五开关。充电电路的输入端与第二外接电源连接，第三开关串联在第二外接电源与电源系统的输出端之间，第三开关还与控制电路的第四控制端连接。第四开关串联在充电电路的输出端与第一电池之间，第四开关还与控制电路的第五控制端连接，第五开关串联在充电电路的输出端与第二电池之间，第五开关还与控制电路的第六控制端连接。

可选地，充电电路为一个DC/DC(直流转直流)电路，它将输入电压转换为电池的满充电压，给第一电池4和第二电池5进行充电。该充电电路在本电源系统中可以采用BUCK(降压)拓扑，本申请实施例对充电电路的具体结构不做限定。

第三开关串联在第二外接电源与电源系统的输出端之间，用于控制直流输入电压到输出的通断。第三开关还与控制电路1的第四控制端连接，控制电路1通过判断电源系统有无直流输入电压来控制第三开关的导通和断开。也即是，在控制电路1确定有直流输入电压时，控制第三开关导通，从而通过直流输入电压为负载供电。在控制电路1确定无直流输入电压时，控制第三开关断开。

第四开关串联在充电电路的输出端与第一电池4之间，用于控制第一电池4的充电路径的通断，第五开关串联在充电电路的输出端与第二电池5之间，用于控制第二电池5的充电路径的通断。当第四开关和第五开关导通时，充电电路向第一电池4和第二电池5充电；当第四开关和第五开关断开时，充电电路无法向第一电池4和第二电池5充电。第四开关还与控制电路1的第五控制端连接，第五开关还与控制电路1的第六控制端连接，控制电路1通过判断充电电路有无直流输入电压来控制第四开关和第五开关的导通和断开。

其中，为了减少损耗，该直流输入电压的值可以为24V、19V或者12V等大于或等于电池的满电电压的值，本申请实施例对此不做限定。

在本申请实施例中，通过并联在第一电池和第二电池间的均衡放电电路来使两电池并联时相互均衡放电，这样可以保证两电池间实现恒流放电，而且放电电流不会超过压电低的电池的充电保护电流，降低了两电池间的压差，从而实现了两电池电量的基本平衡，保护了双电池正常向负载供电。

请参考图5，图5是本申请实施例提供的一种电源控制方法的流程图，该方法应用于上述电源系统的控制电路。如图5所示，该方法包括如下步骤。

步骤501：检测第一电池的电压和第二电池的电压。

由于控制电路的第一检测端与第一电池连接，控制电路的第二检测端与第二电池连接，所以控制电路的第一检测端检测可得第一电池的电压，控制电路的第二检测端检测可得第二电池的电压。

控制电路可以循环检测第一电池的电压和第二电池的电压。其中，循环检测也可以理解为周期性检测，并且，本次检测距上次检测的时间间隔非常短，通常为毫秒级，本申请实施例对此不作限定。

步骤502：在第一电池的电压大于第二电池的电压，且第一电池与第二电池之间的电压差大于或等于电池压差阈值的情况下，控制第一开关和第二开关断开，以使第一电池通过第一均衡放电电路以恒定的放电电流向第二电池放电，且第一电池的放电电流小于第二电池的充电保护电流。

如果第一电池的电压大于第二电池的电压，且第一电池与第二电池之间的电压差大于或等于电池压差阈值，表明两电池间的压差较大，所以需要第一电池向第二电池放电以平衡两电池间的压差。

在第一均衡放电电路为上述图2所示的电路的情况下，控制电路可以直接控制第一开关和第二开关断开，从而使第一电池通过第一均衡放电电路以恒定的放电电流向第二电池放电。

在第一均衡放电电路为上述图3所示的电路的情况下，也即是，在第一均衡放电电路包括第一检测子电路、第二检测子电路和放电子电路的情况下，控制电路不仅需要控制第一开关和第二开关断开，还需要检测第二检测子电路的检测端的电压；基于第二检测子电路的检测端的电压，确定第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降；在第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值的情况下，向放电子电路加载控制电压，以使第一电池以恒定的放电电流向第二电池放电。

首先，控制电路控制第一开关和第二开关都处于断开状态，使第一电池和第二电池的放电路径断开，不向负载供电。然后，控制电路检测第二检测子电路的检测端的电压，基于此电压，可以确定第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降。如果计算得到第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值，则需要第一电池向第二电池放电以平衡压差。此时，向放电子电路加载控制电压，第一均衡放电电路导通，第一电池通过第一均衡放电电路开始以恒定的放电电流向第二电池放电。

控制第一开关和第二开关断开之后，还可以继续检测第一电池的电压和第二电池的电压；在第一电池与第二电池之间的电压差小于电池压差阈值的情况下，控制第一开关和第二开关导通。也即是，在第一电池向第二电池放电的过程中，还可以继续检测第一电池的电压和第二电池的电压。在两电池间的压差小于电池压差阈值的情况下，控制第一开关和第二开关导通，从而通过第一电池和第二电池为负载供电。

但是对于上述图3所示的电路来说，如果第一电池与第二电池之间的电压差小于电池压差阈值，则不再向放电子电路加载控制电压，使第一均衡放电电路断开，第一电池不再向第二电池放电。然后再控制第一开关和第二开关导通。

在第一电池向第二电池放电的过程中，第一电池的放电电流需要小于第二电池的充电保护电流，以防止第二电池进入充电保护状态，从而避免第一电池无法继续向第二电池放电以平衡两电池间的压差的问题。

步骤503：在第二电池的电压大于第一电池的电压，且第二电池与第一电池之间的电压差大于或等于电池压差阈值的情况下，控制第一开关和第二开关断开，以使第二电池通过第二均衡放电电路以恒定的放电电流向第一电池放电，且第二电池的放电电流小于第一电池的充电保护电流。

如果第二电池的电压大于第一电池的电压，且第二电池与第一电池之间的电压差大于或等于电池压差阈值，表明两电池间的压差较大，所以需要第二电池向第一电池放电以平衡两电池间的压差。

在第二均衡放电电路为上述图2所示的电路的情况下，控制电路可以直接控制第一开关和第二开关断开，从而使第二电池通过第二均衡放电电路以恒定的放电电流向第一电池放电。

在第二均衡放电电路为上述图3所示的电路的情况下，也即是，在第二均衡放电电路包括第一检测子电路、第二检测子电路和放电子电路的情况下，控制电路不仅需要控制第一开关和第二开关断开，还需要检测第二检测子电路的检测端的电压；基于第二检测子电路的检测端的电压，确定第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降；在第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值的情况下，向放电子电路加载控制电压，以使第二电池以恒定的放电电流向第一电池放电。

首先，控制电路控制第一开关和第二开关都处于断开状态，使第一电池和第二电池的放电路径断开，不向负载供电。然后，控制电路检测第二检测子电路的检测端的电压，基于此电压，可以确定第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降。如果计算得到第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值，则需要第二电池向第一电池放电以平衡压差。此时，向放电子电路加载控制电压，第二均衡放电电路导通，第二电池通过第二均衡放电电路开始以恒定的放电电流向第一电池放电。

控制第一开关和第二开关断开之后，还可以继续检测第一电池的电压和第二电池的电压；在第二电池与第一电池之间的电压差小于电池压差阈值的情况下，控制第一开关和第二开关导通。也即是，在第二电池向第一电池放电的过程中，还可以继续检测第二电池的电压和第一电池的电压。在两电池间的压差小于电池压差阈值的情况下，控制第一开关和第二开关导通，从而通过第二电池和第一电池为负载供电。

但是对于上述图3所示的电路来说，如果第二电池与第一电池之间的电压差小于电池压差阈值，则不再向放电子电路加载控制电压，使第二均衡放电电路断开，第二电池不再向第一电池放电。然后再控制第一开关和第二开关导通。

在第二电池向第一电池放电的过程中，第二电池的放电电流需要小于第一电池的充电保护电流，以防止第一电池进入充电保护状态，从而避免第二电池无法继续向第一电池放电以平衡两电池间的压差的问题。

请参考图6，图6是本申请实施例提供的另一种电源控制方法的流程图。首先，将双电池插入该电源系统，然后控制电路控制第一开关和第二开关断开，使第一电池和第二电池的放电路径断开，不向负载供电。然后控制电路循环检测第一电池和第二电池的电压，如果第一电池的电压减去第二电池的电压的差值大于或等于电池压差阈值，则第一均衡放电电路开始工作，第一电池向第二电池放电，如果第一电池的电压减去第二电池的电压的差值小于电池压差阈值，第一均衡放电电路关闭，控制电路控制第一开关和第二开关导通，第一电池和第二电池开始向负载供电。如果第二电池的电压减去第一电池的电压的差值大于或等于电池压差阈值，则第二均衡放电电路开始工作，第二电池向第一电池放电，如果第二电池的电压减去第一电池的电压的差值小于电池压差阈值，第二均衡放电电路关闭，控制电路控制第一开关和第二开关导通，第二电池和第一电池开始向负载供电。

在电源控制方法应用于如图1所示的电源系统时，控制电路循环检测第一电池与第二电池的电压，并判断两电池之间的压差是否大于或等于电池压差阈值，来控制第一电池与第二电池之间通过第一均衡放电电路或者第二均衡放电电路来以恒定的放电电流相互放电，详细过程已在上述电源控制方法中说明，此处不再赘述。下面对将电源控制方法应用于如图4所示的电源系统时的过程进行介绍。

在执行上述过程的同时，控制电路可以通过判断电源系统有无直流输入电压来控制第三开关的导通和断开。也即是，当控制电路确定有直流输入电压时，控制第三开关导通，从而通过直流输入电压为负载供电。当控制电路确定无直流输入电压时，控制第三开关断开。同时，控制电路还可以通过判断充电电路有无直流输入电压来控制第四开关和第五开关的导通和断开，进而控制第一电池和第二电池充电路径的通断，也即是，当充电电路有直流输入电压时，控制第四开关和第五开关导通，充电电路向第一电池和第二电池充电；当充电电路无直流输入电压时，控制第四开关和第五开关断开，充电电路无法向第一电池和第二电池充电。

在本申请实施例中，通过并联在第一电池和第二电池间的均衡放电电路来使两电池并联时相互均衡放电，这样可以保证两电池间实现恒流放电，而且放电电流不会超过压电低的电池的充电保护电流，降低了两电池间的压差，从而实现了两电池电量的基本平衡，保护了双电池正常向负载供电。

在一些实施例中，还提供了一种超声设备，该超声设备包括上述任一电源系统。

在一些实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中电源控制方法的步骤。

值得注意的是，本申请实施例提到的计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质，换句话说，可以是非瞬时性存储介质。

应当理解的是，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。所述计算机指令可以存储在上述计算机可读存储介质中。

也即是，在一些实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的电源控制方法的步骤。

应当理解的是，本文提及的“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本申请实施例所涉及的信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)、数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)以及信号，均为经用户授权或者经过各方充分授权的，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。

以上所述为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源系统，其特征在于，所述电源系统包括：控制电路、第一开关、第二开关、第一电池、第二电池、第一均衡放电电路和第二均衡放电电路；

所述控制电路的第一控制端与所述第一开关连接，所述控制电路的第二控制端与所述第二开关连接，所述控制电路的第一检测端与所述第一电池连接，所述控制电路的第二检测端与所述第二电池连接；

所述第一开关串联在所述第一电池与所述电源系统的输出端之间，所述第二开关串联在所述第二电池与所述电源系统的输出端之间；

所述第一均衡放电电路和所述第二均衡放电电路均并联在所述第一电池与所述第二电池之间，所述第一均衡放电电路用于控制所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电，且所述第一电池的放电电流小于所述第二电池的充电保护电流，所述第二均衡放电电路用于控制所述第二电池以恒定的放电电流向所述第一电池放电，且所述第二电池的放电电流小于所述第一电池的充电保护电流。

2.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述第一均衡放电电路包括：第一检测子电路、三极管和放电子电路；

所述第一检测子电路的输入端分别与所述第一电池和所述三极管的发射极连接，所述第一检测子电路的输出端分别与所述三极管的基极和所述放电子电路的第一输入端连接，所述三极管的集电极与所述放电子电路的第二输入端连接，所述放电子电路的输出端与所述第二电池连接；

所述三极管用于控制所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降恒定为所述三极管的基极与发射极的导通电压，以使所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电。

3.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述第一均衡放电电路包括：第一检测子电路、第二检测子电路和放电子电路；

所述第一检测子电路的输入端分别与所述第一电池和所述第二检测子电路的第一输入端连接，所述第一检测子电路的输出端分别与所述第二检测子电路的第二输入端和所述放电子电路的输入端连接；

所述第二检测子电路的驱动端与第一外接电源连接，所述第二检测子电路的检测端与所述控制电路的第三检测端连接；

所述放电子电路的输出端与所述第二电池连接，所述放电子电路的控制端与所述控制电路的第三控制端连接；

所述控制电路用于通过所述第二检测子电路的检测端的电压确定所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降，并在所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值的情况下，向所述放电子电路加载控制电压，以使所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电。

4.如权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述第二检测子电路包括：供电支路和检测支路；

所述供电支路的输入端和所述检测支路的第一输入端分别与所述第一电池和所述第一检测子电路的输入端连接，所述供电支路的输出端与所述检测支路的电源端连接，所述供电支路的驱动端与所述第一外接电源连接；

所述检测支路的第二输入端与所述第一检测子电路的输出端连接，所述检测支路的检测端与所述控制电路的第三检测端连接；

所述供电支路用于为所述检测支路提供工作电源，所述检测支路用于检测所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降。

5.如权利要求2或3所述的电源系统，其特征在于，所述第一均衡放电电路还包括：保护子电路；

所述保护子电路串联在所述放电子电路的输出端与所述第二电池之间，所述保护子电路用于在所述第二电池的电压大于所述第一电池的电压的情况下，防止所述第二电池的电流倒灌至所述第一电池。

6.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括：充电电路、第三开关、第四开关和第五开关；

所述充电电路的输入端与第二外接电源连接，所述第三开关串联在所述第二外接电源与所述电源系统的输出端之间，所述第三开关还与所述控制电路的第四控制端连接；

所述第四开关串联在所述充电电路的输出端与所述第一电池之间，所述第四开关还与所述控制电路的第五控制端连接，所述第五开关串联在所述充电电路的输出端与所述第二电池之间，所述第五开关还与所述控制电路的第六控制端连接。

7.一种电源控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一所述的电源系统中，所述方法包括：

检测所述第一电池的电压和所述第二电池的电压；

在所述第一电池的电压大于所述第二电池的电压，且所述第一电池与所述第二电池之间的电压差大于或等于电池压差阈值的情况下，控制所述第一开关和所述第二开关断开，以使所述第一电池通过所述第一均衡放电电路以恒定的放电电流向所述第二电池放电，且所述第一电池的放电电流小于所述第二电池的充电保护电流；

在所述第二电池的电压大于所述第一电池的电压，且所述第二电池与所述第一电池之间的电压差大于或等于所述电池压差阈值的情况下，控制所述第一开关和所述第二开关断开，以使所述第二电池通过所述第二均衡放电电路以恒定的放电电流向所述第一电池放电，且所述第二电池的放电电流小于所述第一电池的充电保护电流。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一均衡放电电路包括所述第一检测子电路、所述第二检测子电路和所述放电子电路；

所述控制所述第一开关和所述第二开关断开，以使所述第一电池通过所述第一均衡放电电路以恒定的放电电流向所述第二电池放电，包括：

控制所述第一开关和所述第二开关断开，并检测所述第二检测子电路的检测端的电压；

基于所述第二检测子电路的检测端的电压，确定所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降；

在所述第一检测子电路的输入端与输出端之间的压降大于或等于电路压降阈值的情况下，向所述放电子电路加载控制电压，以使所述第一电池以恒定的放电电流向所述第二电池放电。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一开关和所述第二开关断开之后，还包括：

检测所述第一电池的电压和所述第二电池的电压；

在所述第一电池与所述第二电池之间的电压差小于所述电池压差阈值的情况下，控制所述第一开关和所述第二开关导通。

10.一种超声设备，其特征在于，所述超声设备包括如权利要求1-6任一所述的电源系统。

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