CN206977315U - 双向换能电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向换能电路，包括第一非门、电阻、电容、比较器、第一电源、第二电源、第一电子开关、第二电子开关及变压器；变压器包括第一级线圈及第二级线圈；本实用新型的双向换能电路，通过输入一路第一脉冲宽度调制信号，整合输出两路电平时刻相反的脉冲宽度调制信号至变压器的两端，进而用两路电平时刻相反的脉冲宽度调制信号控制与变压器的另两端相连的电池组的充放电，且可以通过节第一脉冲宽度调制信号的占空比控制电池组的充放电均衡。

Description

双向换能电路

【技术领域】

本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种双向换能电路。

【背景技术】

电池管理系统作为新能源汽车的重要组成部分，负责在线自动监测电池组的电压、电流、温度等状态，保证对电池组状态的准确判断，维护电池组的稳定工作，确保电池组的一致性。为了保证电池组中单体电池的一致性，需要对电池组中的单体电池进行均衡。目前，电池管理系统中对电池组的单体电池进行充放电均衡的控制电路成本高，电路复杂，效率低，可靠性差。

鉴于此，实有必要提供一种新的双向换能电路以克服上述缺陷。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种电路简单，成本低，效率高，可靠性强的双向换能电路。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种双向换能电路，包括第一非门、电阻、电容、比较器、第一电源、第二电源、第一电子开关、第二电子开关及变压器；所述变压器包括第一级线圈及第二级线圈；所述第一非门的第一端及所述电阻的第一端与输入端相连，所述第一非门的第二端与所述第一电子开关的第一端相连，所述电阻的第二端与所述电容的第一端及所述比较器的同相端相连，所述电容的第二端接地，所述比较器的反相端与所述第一电源相连，所述比较器的电源端与所述第二电源相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器的输出端与所述第二电子开关的第一端相连，所述第一电子开关的第二端接地，所述第一电子开关的第三端与所述第一级线圈的第一端相连，所述第二电子开关的第二端接地，所述第二电子开关的第三端与所述第二级线圈的第一端相连，所述第一级线圈的第二端与第一输出端相连，所述第二级线圈的第二端与第二输出端相连；所述输入端用于输入第一脉冲宽度调制信号。

在一个优选实施方式中，通过调节所述第一非门的延时时间，所述电阻的阻值，所述电容的电容值及所述第一电源的电压，使所述第一级线圈的第一端为高电平时，所述第二级线圈的第一端为低电平及所述第一级线圈的第一端为低电平时，所述第二级线圈的第一端为高电平。

在一个优选实施方式中，还包括第二非门及第三非门；所述第一非门的第二端通过所述第二非门与所述第一电子开关的第一端相连，所述比较器的输出端通过所述第三非门与所述第二电子开关的第一端相连；所述第二非门的延时时间与所述第三非门的延时时间相等。

在一个优选实施方式中，所述第一电子开关为MOS管或三极管或绝缘栅双极型晶体管，所述第一电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应MOS管的栅极、源极及漏极或三极管的基极、发射极及集电极或绝缘栅双极型晶体管的门极、发射极及集电极。

在一个优选实施方式中，所述第二电子开关为MOS管或三极管或绝缘栅双极型晶体管；所述第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应MOS管的栅极、源极及漏极或三极管的基极、发射极及集电极或绝缘栅双极型晶体管的门极、发射极及集电极。

本实用新型的双向换能电路，通过输入一路第一脉冲宽度调制信号，整合输出两路电平时刻相反的脉冲宽度调制信号至所述变压器的两端，进而用两路电平时刻相反的脉冲宽度调制信号控制与所述变压器的另两端相连的电池组的充放电，且可以通过节所述第一脉冲宽度调制信号的占空比控制所述电池组的充放电均衡。

【附图说明】

图1为本实用新型实施方式提供的双向换能电路的电路图。

图2(1)为本实用新型实施方式提供的第一脉冲宽度调制信号的波形图。

图2(2)为本实用新型实施方式提供的比较器的同相端的脉冲宽度调制信号的波形图。

图2(3)为本实用新型实施方式提供的第一级线圈的第一端的脉冲宽度调制信号的波形图。

图2(4)为本实用新型实施方式提供的第二级线圈的第一端的脉冲宽度调制信号的波形图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的一种双向换能电路100，包括第一非门U1、电阻R1、电容C1、比较器U2、第一电源V1、第二电源V2、第一电子开关Q1、第二电子开关Q2及变压器T1。所述变压器T1包括第一级线圈L1及第二级线圈L2。所述第一非门U1的第一端及所述电阻R1的第一端与输入端In相连，所述第一非门U1的第二端与所述第一电子开关Q1的第一端相连，所述电阻R1的第二端与所述电容C1的第一端及所述比较器U2的同相端相连。所述电容C1的第二端接地。所述比较器U2的反相端与所述第一电源V1相连，所述比较器U2的电源端与所述第二电源V2相连，所述比较器U2的接地端接地，所述比较器U2的输出端与所述第二电子开关Q2的第一端相连。所述第一电子开关Q1的第二端接地，所述第一电子开关Q1的第三端与所述第一级线圈L1的第一端相连。所述第二电子开关Q2的第二端接地，所述第二电子开关Q2的第三端与所述第二级线圈L2的第一端相连。所述第一级线圈L1的第二端与第一输出端Out1相连。所述第二级线圈L2的第二端与第二输出端Out2相连。所述输入端In用于输入第一脉冲宽度调制信号PWM(如图2(1)所示)。所述第一输出端Out1及所述第二输出端Out2与电池组相连。所述双向换能电路100通过调节所述第一脉冲宽度调制信号PWM的占空比控制所述电池组的充放电均衡。

在本实施方式中，t＝rc，其中，t代表第一非门U1的延时时间，r代表电阻R1的阻值，c代表电容C1的电容值，通过调节所述第一非门U1的延时时间，所述电阻R1的阻值，所述电容C1的电容值及所述第一电源V1的电压，使所述第一级线圈L1的第一端为高电平时，所述第二级线圈L2的第一端为低电平及所述第一级线圈L1的第一端为低电平时，所述第二级线圈L2的第一端为高电平，即所述第一级线圈L1的第一端的脉冲宽度调制信号的电平与所述第二级线圈L2的第一端的脉冲宽度调制信号的电平时刻相反。

所述双向换能电路100还包括第二非门U3及第三非门U4。所述第一非门U1的第二端通过所述第二非门U3与所述第一电子开关Q1的第一端相连。所述比较器U2的输出端通过所述第三非门U4与所述第二电子开关Q2的第一端相连。所述第二非门U3的延时时间与所述第三非门U4的延时时间相等。

在本实施方式中，所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2为MOS管或三极管或绝缘栅双极型晶体管。所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2的第一端、第二端及第三端分别对应MOS管的栅极、源极及漏极或三极管的基极、发射极及集电极或绝缘栅双极型晶体管的门极、发射极及集电极。在其它实施方式中，所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2可以为其它具有相似功能的开关。

下面将对所述双向换能电路100的工作原理进行说明。

当所述输入端In输入第一脉冲宽度调制信号PWM时，所述第一脉冲宽度调制信号PWM先经过所述第一非门U1的反相及延时，再经过所述第二非门U3的反相及延时，通过所述第一电子开关Q1传输至所述第一级线圈L1的第一端，所述第一级线圈L1的第一端的脉冲宽度调制信号波形如图2(3)所示；所述第一脉冲宽度调制信号PWM还经过所述电阻R1及所述电容C1的第一端传输至所述比较器U2的同相端，所述比较器U2的同相端的脉冲宽度调制信号的波形如图2(2)所示，所述比较器U2的同相端的脉冲宽度调制信号经所述比较器U2的整形后，再经过所述第三非门U4的反相及延时，通过所述第二电子开关Q2传输至所述第二级线圈L2的第一端，所述第二级线圈L2的第一端的脉冲宽度调制信号波形如图2(4)所示。所述第一级线圈L1的第一端的脉冲宽度调制信号的电平与所述第二级线圈L2的第一端的脉冲宽度调制信号的电平时刻相反，进而所述第一级线圈L1的第一端的脉冲宽度调制信号及所述第二级线圈L2的第一端的脉冲宽度调制信号控制与所述第一级线圈L1的第二端及所述第二级线圈L2的第二端相连的电池组的充放电，所述双向换能电路100可以通过调节所述第一脉冲宽度调制信号PWM的占空比控制所述电池组的充放电均衡。

本实用新型的双向换能电路100，通过输入一路第一脉冲宽度调制信号PW M，整合输出两路电平时刻相反的脉冲宽度调制信号至所述变压器T1的两端，进而用两路电平时刻相反的脉冲宽度调制信号控制与所述变压器T1的另两端相连的电池组的充放电，且可以通过节所述第一脉冲宽度调制信号PWM的占空比控制所述电池组的充放电均衡。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (5)

1.一种双向换能电路，其特征在于：包括第一非门、电阻、电容、比较器、第一电源、第二电源、第一电子开关、第二电子开关及变压器；所述变压器包括第一级线圈及第二级线圈；所述第一非门的第一端及所述电阻的第一端与输入端相连，所述第一非门的第二端与所述第一电子开关的第一端相连，所述电阻的第二端与所述电容的第一端及所述比较器的同相端相连，所述电容的第二端接地，所述比较器的反相端与所述第一电源相连，所述比较器的电源端与所述第二电源相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器的输出端与所述第二电子开关的第一端相连，所述第一电子开关的第二端接地，所述第一电子开关的第三端与所述第一级线圈的第一端相连，所述第二电子开关的第二端接地，所述第二电子开关的第三端与所述第二级线圈的第一端相连，所述第一级线圈的第二端与第一输出端相连，所述第二级线圈的第二端与第二输出端相连；所述输入端用于输入第一脉冲宽度调制信号。

2.如权利要求1所述的双向换能电路，其特征在于：通过调节所述第一非门的延时时间，所述电阻的阻值，所述电容的电容值及所述第一电源的电压，使所述第一级线圈的第一端为高电平时，所述第二级线圈的第一端为低电平及所述第一级线圈的第一端为低电平时，所述第二级线圈的第一端为高电平。

3.如权利要求1所述的双向换能电路，其特征在于：还包括第二非门及第三非门；所述第一非门的第二端通过所述第二非门与所述第一电子开关的第一端相连，所述比较器的输出端通过所述第三非门与所述第二电子开关的第一端相连；所述第二非门的延时时间与所述第三非门的延时时间相等。

4.如权利要求1所述的双向换能电路，其特征在于：所述第一电子开关为MOS管或三极管或绝缘栅双极型晶体管，所述第一电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应MOS管的栅极、源极及漏极或三极管的基极、发射极及集电极或绝缘栅双极型晶体管的门极、发射极及集电极。

5.如权利要求1所述的双向换能电路，其特征在于：所述第二电子开关为MOS管或三极管或绝缘栅双极型晶体管；所述第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应MOS管的栅极、源极及漏极或三极管的基极、发射极及集电极或绝缘栅双极型晶体管的门极、发射极及集电极。