CN214314631U - 一种高速高效锂电池均衡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速高效锂电池均衡电路，包括市电电源、降压整流滤波模块、开关模块、稳压模块、电池充电模块、均衡辅助模块，所述市电电源连接降压整流滤波模块，降压整流滤波模块连接开关模块，开关模块连接稳压模块，稳压模块连接电池充电模块，均衡辅助模块，均衡辅助模块连接电池充电模块，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本方案使得每个电池充电时的电压相同，保证了电池可以达到均衡充电的效果，不会出现有的电池充满了电而有的电池充电量还未达到一半，本方案的结构简单，实用性强。

Description

一种高速高效锂电池均衡电路

技术领域

本实用新型涉及电池电路，具体是一种高速高效锂电池均衡电路。

背景技术

锂电池并联充电时，每节锂电池都应保证均衡充电，否则使用过程中会影响整组锂电池的性能和寿命。常用的均衡充电技术有：恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。最简单的均衡电路就是负载消耗型均衡，也就是在每节电池上并联一个电阻，串联一个开关做控制。当某节电池电压过高时，打开开关，充电电流通过电阻分流，这样电压高的电池充电电流小，电压低的电池充电电流大，通过这种方式来实现电池电压的均衡。第二种均衡方法飞渡电容法。简单的说就是每一节电池并联一个电容，通过开关这个电容既可以并联到本身这节电池上，也可以并联到相邻的电池。当某节电池电压过高，首先将电容与电池并联，电容电压与电池一致，然后将电容切换到相邻的电池，电容给电池放电。实现能量的转移。

目前市场上的均衡电路往往会比较繁琐，往往会浪费许多的电能，需要对其进行一定程度的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速高效锂电池均衡电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高速高效锂电池均衡电路，包括市电电源、降压整流滤波模块、开关模块、稳压模块、电池充电模块、均衡辅助模块，所述市电电源连接降压整流滤波模块，降压整流滤波模块连接开关模块，开关模块连接稳压模块，稳压模块连接电池充电模块，均衡辅助模块，均衡辅助模块连接电池充电模块。

作为本实用新型再进一步的方案：所述市电电源由220V交流电所构成，降压整流滤波模块由变压器W、整流器T、π型滤波器Y所构成，开关模块由电容C1、开关S1所构成，稳压模块由稳压器U1、电阻R1、电位器RP1、电容C2所构成，电池充电模块由电池E1、电池E2、电池E3、电位器RP2、电位器RP3、电位器RP4所构成，均衡辅助模块由电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可控精密稳压源D1、可控精密稳压源D3、可控精密稳压源D5、二极管D2、二极管D4、二极管D6、三极管V1、三极管V2、三极管V3所构成。

变压器W的输入端连接220V交流电，变压器W的输出端一端连接整流器T的1号端口，变压器W的输出端另一端连接整流器T的3号端口，整流器T的2号端口连接π型滤波器Y的1号端口，整流器T的4号端口连接π型滤波器Y的2号端口，π型滤波器Y的4号端口连接电容C1，π型滤波器Y的3号端口连接电容C1的另一端、开关S1，开关S1的另一端连接稳压器U1的输入端，稳压器U1的接地端连接电阻R1、电位器RP1，电位器RP1的另一端接地，电阻R1的另一端连接稳压器U1的输出端、电容C2、电池E1的正极、电位器RP2、电阻R2、三极管V1的发射极。

电池E1的负极连接电池E2的正极、电位器RP2的另一端、二极管D2的负极、电位器RP3、电阻R3、三极管V2的集电极，二极管D2的正极连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R2的另一端、可控精密稳压源D1的负极，可控精密稳压源D1的正极接地，可控精密稳压源D1的参考极连接电位器RP2的滑动端，电池E2的负极连接电位器RP3的另一端、二极管D4的负极、电池E3的正极、电位器RP4、电阻R4、三极管V3的集电极，二极管D4的正极连接三极管V2的集电极，三极管V2的基极连接可控精密稳压源D3的负极、电阻R3的另一端，可控精密稳压源D3的参考极连接电位器RP3的滑动端，电池E3的负极连接电阻R5、电位器RP4的另一端、二极管D6的负极，电阻R5的另一端接地，二极管D6的正极连接三极管V3的集电极，三极管V3的基极连接电阻R4的另一端、可控精密稳压源D5的负极，可控精密稳压源D5的正极接地，可控精密稳压源D5的参考极连接电位器RP4的滑动端。

作为本实用新型再进一步的方案：所述三极管V1、三极管V2、三极管V3为PNP三极管，且型号相同。

作为本实用新型再进一步的方案：所述二极管D2、二极管D4、二极管D6为发光二极管。

作为本实用新型再进一步的方案：所述稳压器U1型号为7812。

作为本实用新型再进一步的方案：所述电阻R2、电阻R3、电阻R4阻值相同。

作为本实用新型再进一步的方案：所述整流器T由桥式整流电路所构成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本方案使得每个电池充电时的电压相同，保证了电池可以达到均衡充电的效果，不会出现有的电池充满了电而有的电池充电量还未达到一半，本方案的结构简单，实用性强。

附图说明

图1为一种高速高效锂电池均衡电路的原理图。

图2为一种高速高效锂电池均衡电路的电路图。

图3为二极管内部原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参阅图1，一种高速高效锂电池均衡电路，用于提供电源的市电电源，用于将220V交流电变为稳定直流电的降压整流滤波模块，用于电路导通的开关模块，用于稳定为电池供应相同电压的稳压模块，用于电池充电的电池充电模块，用于使每块电池充电效果相同的均衡辅助模块，所述市电电源连接降压整流滤波模块，降压整流滤波模块连接开关模块，开关模块连接稳压模块，稳压模块连接电池充电模块，均衡辅助模块，均衡辅助模块连接电池充电模块。

具体电路如图2所示，所述市电电源由220V交流电所构成，降压整流滤波模块由变压器W、整流器T、π型滤波器Y所构成，开关模块由电容C1、开关S1所构成，稳压模块由稳压器U1、电阻R1、电位器RP1、电容C2所构成，电池充电模块由电池E1、电池E2、电池E3、电位器RP2、电位器RP3、电位器RP4所构成，均衡辅助模块由电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可控精密稳压源D1、可控精密稳压源D3、可控精密稳压源D5、二极管D2、二极管D4、二极管D6、三极管V1、三极管V2、三极管V3所构成。

变压器W的输入端连接220V交流电，变压器W的输出端一端连接整流器T的1号端口，变压器W的输出端另一端连接整流器T的3号端口，变压器W将高伏交流电变为低伏交流电，整流器T的2号端口连接π型滤波器Y的1号端口，整流器T的4号端口连接π型滤波器Y的2号端口，整流器T将交流电变为直流电，π型滤波器Y的4号端口连接电容C1，π型滤波器Y将不稳定的直流电变为稳定的直流电，π型滤波器Y的3号端口连接电容C1的另一端、开关S1，开关S1的另一端连接稳压器U1的输入端，稳压器U1的接地端连接电阻R1、电位器RP1，电位器RP1的另一端接地，电阻R1的另一端连接稳压器U1的输出端、电容C2、电池E1的正极、电位器RP2、电阻R2、三极管V1的发射极。

电池E1的负极连接电池E2的正极、电位器RP2的另一端、二极管D2的负极、电位器RP3、电阻R3、三极管V2的集电极，二极管D2的正极连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R2的另一端、可控精密稳压源D1的负极，可控精密稳压源D1的正极接地，可控精密稳压源D1的参考极连接电位器RP2的滑动端，电池E2的负极连接电位器RP3的另一端、二极管D4的负极、电池E3的正极、电位器RP4、电阻R4、三极管V3的集电极，二极管D4的正极连接三极管V2的集电极，三极管V2的基极连接可控精密稳压源D3的负极、电阻R3的另一端，可控精密稳压源D3的参考极连接电位器RP3的滑动端，电池E3的负极连接电阻R5、电位器RP4的另一端、二极管D6的负极，电阻R5的另一端接地，二极管D6的正极连接三极管V3的集电极，三极管V3的基极连接电阻R4的另一端、可控精密稳压源D5的负极，可控精密稳压源D5的正极接地，可控精密稳压源D5的参考极连接电位器RP4的滑动端。

本实用新型的工作原理是：闭合开关S1，220V交流电经过降压整流滤波输出稳定的直流电，再经过稳压器U1的作用，输出稳定的电压供电池进行充电，三极管V1、三极管V2、三极管V3、二极管D2、二极管D4、二极管D6组成的电路可以看成与电池E1并联，则同样得出，电池E1、电池E2、电池E3是并联电路，电池E1充电时当其充电电压高于电池E2时，电压会从电位器RP2输出给电池E2，增加电池E2的充电电压，同时由于电位器RP2有电压产生，使得可控精密稳压源的参考极的电压由0上升，使得可控精密稳压源的负极输出电压降低，三极管V1的基极电压下降，开始时三极管V1处于过饱和导通状态，三极管V1的集电极电压较小，电压下降后三极管V1的输出电压上升，使得三极管V1的集电极电压上升，使得电池E2的正极电压上升，帮助充电，同样，当电池E2的正极电压高于电池E3的正极电压时，电池E2的正极电压同样会补充给电池E3进行充电。

实施例2，在实施例1的基础上，图3为二极管内部原理图，在二极管最初被发明时通常被称作“整流器”。在1919年四极管被人发明后，威廉·亨利·埃克尔斯创造了术语Diode，是从希腊语词根(δí，di，“二”)和(

ode，“路径”)两者结合而来的。尽管二极管基本都有着“整流”作用，但是现在“整流器”一词通常在特定情况下才会被使用。如电源供应所需要的“半波整流”或“全波整流”设备；或者是阴极射线管所需的高压电续流二极管。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种高速高效锂电池均衡电路，包括市电电源、降压整流滤波模块、开关模块、稳压模块、电池充电模块、均衡辅助模块，其特征在于，所述市电电源连接降压整流滤波模块，降压整流滤波模块连接开关模块，开关模块连接稳压模块，稳压模块连接电池充电模块，均衡辅助模块，均衡辅助模块连接电池充电模块，所述市电电源由220V交流电所构成，降压整流滤波模块由变压器W、整流器T、π型滤波器Y所构成，开关模块由电容C1、开关S1所构成，稳压模块由稳压器U1、电阻R1、电位器RP1、电容C2所构成，电池充电模块由电池E1、电池E2、电池E3、电位器RP2、电位器RP3、电位器RP4所构成，均衡辅助模块由电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可控精密稳压源D1、可控精密稳压源D3、可控精密稳压源D5、二极管D2、二极管D4、二极管D6、三极管V1、三极管V2、三极管V3所构成；

变压器W的输入端连接220V交流电，变压器W的输出端一端连接整流器T的1号端口，变压器W的输出端另一端连接整流器T的3号端口，整流器T的2号端口连接π型滤波器Y的1号端口，整流器T的4号端口连接π型滤波器Y的2号端口，π型滤波器Y的4号端口连接电容C1，π型滤波器Y的3号端口连接电容C1的另一端、开关S1，开关S1的另一端连接稳压器U1的输入端，稳压器U1的接地端连接电阻R1、电位器RP1，电位器RP1的另一端接地，电阻R1的另一端连接稳压器U1的输出端、电容C2、电池E1的正极、电位器RP2、电阻R2、三极管V1的发射极；

电池E1的负极连接电池E2的正极、电位器RP2的另一端、二极管D2的负极、电位器RP3、电阻R3、三极管V2的集电极，二极管D2的正极连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R2的另一端、可控精密稳压源D1的负极，可控精密稳压源D1的正极接地，可控精密稳压源D1的参考极连接电位器RP2的滑动端，电池E2的负极连接电位器RP3的另一端、二极管D4的负极、电池E3的正极、电位器RP4、电阻R4、三极管V3的集电极，二极管D4的正极连接三极管V2的集电极，三极管V2的基极连接可控精密稳压源D3的负极、电阻R3的另一端，可控精密稳压源D3的参考极连接电位器RP3的滑动端，电池E3的负极连接电阻R5、电位器RP4的另一端、二极管D6的负极，电阻R5的另一端接地，二极管D6的正极连接三极管V3的集电极，三极管V3的基极连接电阻R4的另一端、可控精密稳压源D5的负极，可控精密稳压源D5的正极接地，可控精密稳压源D5的参考极连接电位器RP4的滑动端。

2.根据权利要求1所述的高速高效锂电池均衡电路，其特征在于，所述三极管V1、三极管V2、三极管V3为PNP三极管，且型号相同。

3.根据权利要求1所述的高速高效锂电池均衡电路，其特征在于，所述二极管D2、二极管D4、二极管D6为发光二极管。

4.根据权利要求1所述的高速高效锂电池均衡电路，其特征在于，所述稳压器U1型号为7812。

5.根据权利要求1所述的高速高效锂电池均衡电路，其特征在于，所述电阻R2、电阻R3、电阻R4阻值相同。

6.根据权利要求3所述的高速高效锂电池均衡电路，其特征在于，所述整流器T由桥式整流电路所构成。

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