CN2888719Y - 电池充电平衡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池充电平衡电路，是用于与充电电池并联的分流支路，包括分流元件和开关模块，所述开关模块在并联电压超过设定值时开通，将所述分流元件接入电路中。本实用新型的充电平衡电路通过并联在电池组的单节电池上，设定使开关模块在电池达到限制电压时导通，并利用分流元件进行分流，能够减少该问题电池的充电电流，并在分流后相邻电池正常充电的同时也以较小电流给之继续充电，经数次充电调整后可以完全实现电池组的充电平衡。

Description

电池充电平衡电路

技术领域

本实用新型涉及给电池充电的辅助技术，特别是涉及一种用于串联电池组的充电平衡电路。

背景技术

在串连电池组当中，由于生产工艺的原因，在容量、内阻等方面均存在着较大的差异。在正常充电时如果某单节电池的容量或内阻过高，那么这节电池(问题电池)的电压就必然会出现电压过高现象，从而较相邻电池提前到达限制电压(衡压)，此时如果不加以限制，电压将继续上升。电压过高，对不同类型的充电电池会产生相应的不同损毁。如，对铅酸电池，电压过高就会导致电池大量析气而失水(电解液损失)。经周而复始，问题电池将出现恶性循环充电，从而因失水过多导致提前损毁，继而导致相邻电池也因过充电引发热失控、失水等现象，使之彻底损毁。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种用于防止串联电池组充电时单节电池过充或欠充、抑制问题电池的恶性循环充电的电池充电平衡电路。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种电池充电平衡电路，是用于与充电电池并联的分流支路，包括分流元件和开关模块，所述开关模块在并联电压超过设定值时开通，将所述分流元件接入电路中。

所述开关模块可采用这样的结构：包括电压设定电路和开关电路，所述电压设定电路并联外接充电电池；包括一对开关端和一个控制端，所述开关端串联所述分流元件后并联外接充电电池，所述控制端接入电压设定电路；当电压设定电路两端电压超过其设定值时，所述控制端控制所述开关端接通。

优选的是，所述开关电路包括若干个极连的三端子开关管，各开关管依次以一个开关端连接下一级开关管的控制端，另一个开关端则接入电路中构成回路；第一级开关管的控制端作为开关电路的控制端接入电压设定电路中，最后一级开关管的开关端即作为所述开关电路的开关端。

优选的是，所述电压设定电路包括串联的稳压二极管和限流电阻，当稳压二极管击穿时，流入所述控制端的电流随电压的升高而增加。

进一步优选的是，所述限流电阻包括至少一个可调变阻器，使得设定的分流电压值可在一定范围内调整。

此外还可包括电容，所述电容并联外接充电电池。

上述电路中的分流元件优选采用陶瓷功率电阻。

采用上述方案，本实用新型有益的技术效果在于：

本实用新型的充电平衡电路通过并联在电池组的单节电池上，设定使开关模块在电池达到限制电压时导通，并利用分流元件进行分流，能够减少该问题电池的充电电流，并在分流后相邻电池正常充电的同时也以较小电流给之继续充电，经数次充电调整后可以完全实现电池组的充电平衡。

本实用新型的电路通过设置具有合适的击穿电压的稳压二极管，能够使电压未达到该击穿电压时，电路不导通，从而实现零功耗。

本实用新型的电池充电平衡电路通过使用片状的陶瓷功率电阻作为分流电阻，克服了采用普通圆柱形电阻产生的发热集中、热量无法排除并导致塑料壳体因过热而变形的问题。

本实用新型的电路广泛适用于各类串连铅酸电池组的充电平衡保护，特别适用于铅酸电池组的配套使用，亦适合维修市场的加装使用。配置该电路后能大大延长电池的正常使用期。并且，本实用新型的电路以及平衡器结构简单，体积小，精度高，造价低，安装方便。

附图说明

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

图1是本实用新型的一种电池充电平衡电路图。

图2是本实用新型的一种电池充电平衡器的外部结构示意图。

图3是图2中电池充电平衡器保留部分外壳的侧面结构示意图。

具体实施方式

实施例一、一种电池充电平衡电路，如图1所示，是用于与充电电池并联的分流支路。所述电路包括用作分流元件的电阻R4和开关模块。所述开关模块包括由三极管Q1、Q2构成的级连开关电路；由限流电阻R1、R2、W1以及稳压二极管AZ1串联构成的电压设定电路；以及电容C1。其中电阻W1为一个可调滑动变阻器。

三极管Q2的开关端作为开关电路的开关端串联电阻R4，三极管Q2的导通与截止控制电阻R4是否接入电路中对充电电池进行分流，Q2的状态由其上级开关管Q1控制，Q1的控制端作为开关电路的控制端接入电压设定电路中。这里采用两级开关管控制的目的是为了提高电路控制的精确度，原则上也可以只使用一个开关管或多个级连开关管来进行控制，但单级控制精度不够高，而级数过多会导致电路复杂，增加成本，且对控制精度没有明显的作用。

电压设定电路并联外接充电电池，由依次串联的R2、W1、AZ1和R1构成，Q1的控制端接在W1和AZ1之间。当充电电压高于AZ1的反向击穿电压时，AZ1开通，Q1的控制端即有电流流过，随着并联电压的升高Q1的控制电流不断增强，当达到一定强度时，Q1即开通。并联电压的升高与Q1基极电流的关系由限流电阻的阻值确定，因此，可以通过调整滑动变阻器W1来改变本电池充电平衡电路的分流电压值。当然，如果确定只需要唯一的分流电压值，也可以用普通电阻来取代滑动变阻器W1。此外，为了避免出现意外的反向电流，还给AZ1串联一个与并联电压方向相同的二极管D3。

为了提高电路的稳定性，还增加设置一个电容C1并联外接充电电池。

工作时，将该电路的并联于充电电池组中的单个电池，注意使电池的正负极分别对应稳压二极管的负正极。在本实施例中，充电电池的限制电压为14.6V，稳压二极管AZ1的击穿电压为13V，电压低于13V时，该平衡电路不导通，从而实现零功耗。通过调整W1的阻值，使并联电压为14.6V时Q2开始导通，从而电流通过R4旁路进行分流，以减少该问题电池的充电电流。分流后相邻电池正常充电的同时也以较小电流给之继续充电，经数次充电调整后可以完全实现电池组的充电平衡。

为更好的理解本实用新型，下面给出一种可用于本实用新型电路封装的结构，即一种电池充电平衡器，如图2、图3所示，包括壳体与电池充电平衡电路。该电池充电平衡电路为实施例1中所描述的电路，其分流元件21采用片状陶瓷功率电阻，并且电路中除片状发热电阻外的其他元件均安装于电路板22上，这样整个电路结构更为紧凑，便于封装。

电池充电平衡电路用于与充电电池并联的两极分别自封装壳体中引出；封装壳体的一个侧壁由金属散热片11构成，其余部分为塑封外壳。片状陶瓷功率电阻21紧贴散热片11固定，以达到良好的散热效果。电路板22固定在封装壳体中。由于金属散热片11本身作为壳体的一部分，一面与片状电阻21紧贴，另一面暴露于平衡器外部，利于散热。该平衡器采用塑封工艺使铝板、电路模块、片状分流电阻形成一个整体，从而散热效果好，外形美观，安装方便。

Claims (7)

1、一种电池充电平衡电路，是用于与充电电池并联的分流支路，其特征在于：包括分流元件和开关模块，所述开关模块在并联电压超过设定值时开通，将所述分流元件接入电路中。

2、根据权利要求1所述的电池充电平衡电路，其特征在于：所述开关模块包括电压设定电路和开关电路，所述电压设定电路并联外接充电电池；包括一对开关端和一个控制端，所述开关端串联所述分流元件后并联外接充电电池，所述控制端接入电压设定电路；当电压设定电路两端电压超过其设定值时，所述控制端控制所述开关端接通。

3、根据权利要求2所述的电池充电平衡电路，其特征在于：所述开关电路包括若干个极连的三端子开关管，各开关管依次以一个开关端连接下一级开关管的控制端，另一个开关端则接入电路中构成回路；第一级开关管的控制端作为开关电路的控制端接入电压设定电路中，最后一级开关管的开关端即作为所述开关电路的开关端。

4、根据权利要求3所述的电池充电平衡电路，其特征在于：所述电压设定电路包括串联的稳压二极管和限流电阻，当稳压二极管击穿时，流入所述控制端的电流随电压的升高而增加。

5、根据权利要求4所述的电池充电平衡电路，其特征在于：所述限流电阻包括至少一个可调变阻器。

6、根据权利要求1所述的电池充电平衡电路，其特征在于：还包括电容，所述电容并联外接充电电池。

7、根据权利要求1所述的一种电池充电平衡电路，其特征在于：所述分流元件采用陶瓷功率电阻。

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