TW480760B - Magnetically coupled autonomous battery equalization circuit - Google Patents

Description

480760 五、發明說明（l) 本發明關於 連接於電池之 電池等化技術 磁性耦合電池 要產生一比單一電池、多 連接，使得一 型以串聯方式 負載。如所期 展到能同時充 必須小心充 的充電狀態高 對於其它串聯 總有效能量將 電池等化電 上相同的充電 望使用可再充 電所有串聯聯 電每一串聯聯 於另一個電池 聯接之電池之 減少到具有低 路已發展確信 狀態。頒與Br 專利’其圖示--般電池等 聯結電池之一對串聯連接電 晶體及電池對 體，使它們可 及關閉。電感 切換並聯於每 電池。不巧地 電池間所達成 責任週期，及 所以，為了得 測，及如所需Brainard 專矛ij 之間。一振盪 選擇性地於一 器操作為一非 ’更特 等化裝 重電池 相當大 電電池 結之電 結之電 。如果 間存在 充電狀 所有串ainard 化電路 晶體。 器產生 大致相 消散分 電池中 化電路 特別地 電池所 一電池，使得 ，Brainard 等 之等化尺度， 經電晶體對於 到滿意的等化，每一 回授到振盪器以改變 之圖3)。 別地 置。 f利 的總 ，電 池。 池， 一相 一差 態的 聯聯 之第 ，包 一電 閉極 等的 流器 的過 内的 ，容 表示 電池 所需 關於適合用於獨立 用之更高電壓係典 電壓可利用於驅動 池充電器電路已發 而不會有一個電池 畜低電荷之電池相 值串聯聯結電池 電池容量。 結的電池得到大致 5’479,〇83號美國 括，接於一對串聯 感裔L係連接於電 驅動器訊號到電晶 ^間區間切換開啟 ，其係可選擇性地 度電荷轉移到其它 組件容忍度將影響 忍度影響振盪器的 的合成責任週期。 之電荷必須得到量 的工作週期（參閱

第6頁 頒與？83(：1131之第5,710,504號美國專利，其^ 等化電路不需由每一電池之迴授機械結構以達3 化。然而，Pascua 1專利電路需要電路内的所有

當 池的數目相當地多，及導致最上層電池到最下 480760 五、發明說明（2) 的端電壓，P a s c u a 1電路的拓樸網路會造成所不 障條件。 翻閱到Pascua 1專利之圖1 ，圖示_複數串聯； 池；所有開關1 6經控制線1 8及控制單元1 2產生| 從最上層電池到最下層電池的總電壓相當地大（ 伏特），必須設計一實驗電路透過等化電路的接 受來自最上層電池端到最下層電池端的故障。至 連接電池可傳送許多安培（接近1 〇 〇 〇安培或更多 以δ又计用於克服故障而不會損壞電池。 頒與Schmidt之第5,82 1,7 2 9號美國專利，其衣 換一複數電池之間電荷的方法及裝置，該處變邊 於預定的時間區間與每一電池並聯連接。、 的繞組指向同時連接於一各別的繞組。不二* =需要將連接繞組到各別電池之切換元二 :κ上’如果切換元件的計時不緊密控制，： 共用磁芯將飽和。 又尾 因此’需要-技藝用於一新式電池等 =換言之，不需與其它服務串聯連接電電路 5 V及不需要閉路補償或過度複雜的控制電; 奇示一電池 適當的專 切換裝置 :聯連接電 ^電池一高 期望的故 I：接的電 0步。假設 例如，600 線，以承 I常，串聯 )，使其難 3示用於交 [器繞組係 “係以相同 Schmidt 【的計時。 [器繞組的 其能獨立 等化電路 以達到滿

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480760 五、發明說明（3) 意的等化。 如本發明，為克服先前技藝之缺點，因此提供一電池等 化電路，其用於等化於至少第一及第二串聯連接電池之間 的電荷，與每一包括一正端及負端之電池，其間第二電池 之正端係與第一電池之負端連接於共用節點上。本發明電 池等化電路，包括：一切換電路，其可連接（i )第一電池 之正端於一正節點上，及（i i )第二電池之負端於一負節點 上；一變壓器，其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一繞 組具有一定義一繞組極性之第一端及一第二對立端；及一 變壓器清除電路，其由變壓器繞組連接到正及負節點，及 該切換電路係可操作以同時將第一及第二繞組，且分別以 相同極性並聯連接於第一及第二電池，使得當其間之充電 功能不平衡時，一電荷轉送於第一及第二電池之間，及變 壓器清除電路係可操作且將第一及第二繞組之一，以相反 極性並聯連接第一及第二電池之一，使導引變壓器清除電 流到該電池，以減少其間充電之不平衡。 如本發明另一内容，電池等化電路包括一第一切換電晶 體，其可連接一端到第一電池之正端於一正節點上；一第 二切換電晶體，其可連接一端到第二電池之負端於一負節 點上；一變壓器，其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一 繞組具有一定義一繞組極性之第一端及一第二對立端，使 得··（ i )第一繞組之第一端連接於第一切換電晶體之對立 端，（i i)第二繞組之第一端連接於第二切換電晶體之對立 端，及（i i i)第一繞組之第二端連接於第二繞組之第一

480760 五、發明說明（4) 端；一第一二極體，其具有一陽極連接到第二繞組之第二 端，及一陰極連接到該正節點；一第二二極體，其具有一 陽極連接自該負節點，及一陰極連接到第一繞組之第一 端；及一驅動電路，其可操作大致上分別同時於開啟及關 閉之時間，及在一小於5 0%之責任週期，以偏壓切換電晶 體開啟及關閉。 本發明進一步提供等化第一及第二串聯電池間電荷之方 法，經利用步驟：同時將一變壓器不同之第一及第二磁性 搞合繞組之一，分別以一相同極性並聯連接所相關之第一 及第二電池之一，使得具有較大電荷之該第一及第二電池 之一，驅動一電流進入一對應之第一及第二繞組之一，以 導致一感應電流，由第一及第二繞組之另一個流出進入到 具有一較少電荷之第一及第二電池之另一個，使得第一及 第二電池間之電荷易於等化；同時將變壓器之第一及第二 繞組與第一及第二電池隔離；及提供一清除電流一電流路 徑，使其流經第一及第二繞組之對應之一，及進入具有較 少電荷之第一及第二電池之另一個，使得第一及第二電池 之間電荷易於等化。 如本發明又一内容，電池等化電路，包括：一變壓器， 其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一繞組，其具有一定 義一繞組極性之第一端及一第二對立端；一第一電容器； 一變壓器清除電路，其由變壓器第一繞組連接於正節點； 及一切換電路，其可操作於開啟時間期間，以（i)同時將 第一及第二繞組，分別以相同極性並聯連接於第一及第二

第9頁 480760 五、發明說明（5) 電池；及（i i )將第一電容器並聯連接於第一繞組。 如本發明進一步内容，電池等化電路，包括：一變壓 器，其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一繞組具有一定 義一繞組極性之第一端及一第二對立端；一第一電容器； 一第二電容器，其由正節點連接於共用節點；一變壓器清 除電路，其由變壓器第一繞組連接到正節點；及一切換電 路，其可操作於開啟時間期間，以（i )同時將第一及第二 繞組，分別以相同極性並聯連接於第一及第二電池；及 (i i)將第一電容器並聯連接第一繞組。 本發明其它目的、特性及優點，基於閱讀在此所教授之 内容，且參考相關之附圖，其將由習於此技者所熟知。 為圖示本發明之目的，其現在較佳表示於圖表型式，然 而當然本發明不限定於所示之精確配置及工具。 圖1係一如本發明内容之電池等化電路之構圖； 圖2係一圖1電荷等化電路更詳細構圖； 圖3係一如本發明另一内容之電池等化電路構圖； 圖4係一圖示可由圖1及3電路所達成之等化電流大小之 比較圖型； 圖5係一圖3之電池等化電路替代實施例；及 圖6係一圖5之電荷等化電路之更詳細構圖。 參考附圖，其中相同之編號表示相同之組件，如圖1所 示之電路圖，其圖示如本發明内容之一電荷等化電路 100 3 電荷等化電路1 0 0係可操作，以等化包含於分別串聯連

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，電池1〇2及1〇4中之電荷。電池1〇2包括一正 卽點106及一負端連接於—丘用 而連接於正 ，、用即點1 1 0。電池1 〇 4句紅 正端連接於共用節點1 1 〇及一 # 拉 匕括一 ^ 員碥連接於負節點1 〇 8 〇 =此技者將瞭解本發明之電荷等化電路1〇〇不需摔作 凡王獨立電池，諸如分離電池1〇2及1〇4 特別單-電池單元内之各個電池。在這樣-例一 m及電池104可視為一電池單元内各個串聯連接電^池 乂=發明電荷等化電路100包括—可經由正節點w 卽點1〇8之方#，連接於串聯連接電池1〇2、1〇4之一切換負 電路112。電荷等化電路1〇0也包括一變壓器丁】、一變壓哭 清除電路114及-閘極驅動電路116。變壓器口包括一纏： 於一共同磁芯上之一上繞組11δ及一下繞組12〇。每一繞= 11 8 1 2 0包括自.點所示之一端，以指示相關於該繞組之 極性（或指向）。 —切換包路1 1 2，其較佳包括上及下切換電晶體Q丨、Q 2， 每一具有一控制導通電路（換言之源極_汲極電路），其 串聯連接變壓器τι所相關之上及下繞組118、12〇之一 /電 晶體Ql、Q2係較佳為金屬氧化物半導體電場效應電晶體裝 置，然而習於此技者將瞭解，使用其它型式之切換電晶體 不會偏離本發明之範圍。一電晶體q丨之汲極係連接於正節 點1 0 6 ’而一電晶體Q1之源極係連接於上繞組丨丨8之一端。 一電晶體Q2之汲極係連接於負節點1〇8，而一電晶體q2之 源極係連接於下繞組1 2 Q之一下端。上及下繞組1丨8、1 2 0 係共同連接於共用節點1 1 0。

第11頁 五、發明說明（7) ’ ' --— 3極驅動電路116 ,其包括兩輸出，每一輸出於一選定 閉Γ週Ϊ ’用於偏壓一分別電晶體〇1及q2之一之開啟及關 。此責任週期較佳係小於50%，以確信變壓器T1將 , 爭κ上’電路在小於50%(例如10%, 20%或49%之責任 ° j，可使用）之任一責任週期係完全操作的。 變壓器清除電路114 ,從變壓器71之繞組118、12〇連接 正及負節點1 0 6、1 〇 8。清除電路較佳包括一對二極體 1、1)2。二極體D1之陽極係連接於下繞組丨2〇之接面及切 換電aa體Q 2之汲極，而它的陰極係連接於正節點1 〇 6。二 極體D2之陽極係連接於負節點丨〇8，及它的陰極係連接^ 電晶體Q1之源極接面及上繞組11 8。 切換電路1 1 2係較佳地可操作，以大致上同時將上及下 繞組11 8、1 2 0，分別以相同極性（換言之，以每一繞組之 點連接於分別電池之正節點）並聯連接於上及下電池1 Q 2、 104。換言之，閘極驅動電路116同時打開電晶體Q!及^2 : 電晶體Q1之導通，導致上繞組11 8並聯連接於上電池丨〇 2， 使得上繞組1 1 8之點端點係連接於上電池1 〇 2之正端；及電 晶體Q2之導通，大致上同時導致下繞組120並聯連接於下 繞組1 0 4，而以下繞組1 2 0之點端點連接於下電池1 〇 4之正 當電晶體Q1及Q 2開啟（換言之，於一開啟時間期間）時， 上電池1 0 2及下電池1 〇 4分別企圖驅動電流，進入分別之上 繞組11 8及下繞組1 2 0。例如假設上電池1 〇 2具有一較高電 荷（換言之，一較高電位），一電流將從由上電池1 〇 2之正

W 第12頁 480760 五、發明說明（8) 端，透過電晶體Q1流入上繞組118，， 負端。因此，下電池丨〇4將不能反j回流到上電池1 0 2 繞組120之點端點流出及進入下電〜感應電流，其由下 於開啟時間期間，轉換上電池1〇2之14之正端。這有效地 於此技者將瞭解如果下電池1〇4具有=何到下電池10j。習 電荷，接著電流流向將相反於變壓器比上電二n多之 I〗。’及-感應電流將流入上電池)：下：η 驅動電流由下電池104之正端流出及、 而乂反應π 义 < 止細"丨L κ及進入下繞組1 2 0之點 端0 再次假設上電池102具有一比下電池104較多之電荷，於 切換電路112開啟時間期間，驅動電流由電池1〇2流出及進 入上繞組118之點端，將充電變壓器了丨之磁化電感，因此 儲存能量於變壓器τι。當閘極驅動電路116偏壓電晶體Q1 及Q 2關閉（換§之’於關閉時間期間）時，變壓器清除電路 Π 4係較佳可操作以直接清除電流（換言之，由變壓器磁芯 之崩潰磁場所感應之電流）到具有一下電荷之電池，在此 為下電池104。特別地，清除電流將由變壓gT1上繞組丨18 之下端流出及流入下電池1〇4之正端，透過二極體D2及回 流到上繞組1 1 8之點端。實際上，於關閉時間期間，變壓 器清除電路1 1 4係除了在開啟時間期間，可操作將下電池 1 0 4以相反極性並聯連接上繞組1 1 8。有利地，清除電流係 於關閉時間期間，用以等化上電池1 02及下電池1 〇4之間2 電荷。 習於此技者將瞭解，當上及下電池102及104具有大欵上

第13頁 480760 五、發明說明（9) 相等電荷時（換言之，當它們等化時），清除電流將經由二 極體D1及D2導引進入上及下電池102及104。 現在參考圖2，其係圖1之電荷等化電路1 〇 〇之更詳細構 圖。習於此技者將瞭解圖2之特殊組件僅以範例之方式表 示，及許多其它修正及變化可製成於電路，而不偏離本發 明之範圍。 現在參考圖3 ’其圖示一如本發明另一内容之電荷等化 電路2 0 0。電荷等化電路2 0 0係可連接於一串聯連接電池 對，其分別包括一上電池202及一下電池204於正、負及共 用節點2 0 6、2 0 8及2 1 0。電荷等化電路包括一切換電路 2 1 2、一變壓器T 1、一變壓器清除電路2 1 4及一閘極驅動電 路 216 〇 每一變壓器T1之上及下繞組218、220圖示一寄生漏電感 (Lieaic )串聯其間。習於此技者將瞭解在實用變壓器中，任 一漏電感係非理想電路元件及通常導致電路性能之降低。 假如電荷等化電路使用變壓器，漏電感通常限制由二電池 流出且傳送至另一電池之電流及電荷之大小。事實上私來 自具有較多電荷之電池之驅動電流，係經該電池T變壓薄 繞組、切換電路，及經變壓器動作之方式所反雷 路組件阻抗之合成阻抗所限制。 /、匕包 不巧地：寄生漏電感不能減少而沒有變壓器對應之負效 應、，諸如減二磁化電感及増加磁化能量。先前減少漏電感 而沒有相對減少磁化電感（及增加磁化能量）之蓺/古二 已經由複雜繞組結構，諸如使用同軸繞級之方式，注

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於改良變壓器磁化電感漏電感之比例。 切換電路2 12較佳包括上及下切換電晶體Q1、Q2，其 聯連接於變壓器T1上及下繞組2 1 8、2 2 0。電晶體q 1^ 較佳為金屬氧化物半導體電場效應電晶體裝置；铁 係 此t者將瞭解可使用其它型式之電晶體，而不偏離本發明 之範圍。切換電路2 1 2係較佳可操作，同時將上及下纟A組 2 1 8、2 2 0 (及相關漏電感），分別以相同極性並聯連接上且 下電池2 0 2、2 0 4。電晶體Q 2係大致上像圖1等化電路1 〇 〇 方式’連接於變壓器T1及下電池2 0 4。然而，電晶體q丨之 連接於上及下繞組218、2 20之間，而以汲極連接於f 218之一下端及源極連接朝向下繞組22〇之點端，當然漏電 感係分佈遍及下繞組2 2 0。當上電池2 0 2連接於等化電路私 2 0 0時，上繞組2 18之點端係連接於正節點2〇6，及連接於 上電池2 0 2之正端。 一上電容器C1係由正節點2 〇 6連接到：（i)電晶體q 1之源 極、（ii)下繞組2 2 0之點端，及（iii)共用節點21〇之接 面。習於此技者將瞭解，上電容c丨係有效地並聯連接於上 電池20 2 ° —下電容C2由上繞組2 18及電晶體Q1汲極之接面 連接到下繞組2 2 0及電晶體q 2汲極之接面。 較佳地’變壓器清除電路214包括一二極體D1，其具有 一陽極連接於下繞組22〇、電容C2及電晶體Q2汲極之接 面。二極體D 1另包括一陰極連接於正節點2 〇 6。 問極驅動電路2 1 6係較佳可操作，以偏壓電晶體q丨及 Q2 (1)大致上同時於開啟時間期間開啟；及（丨丨）大致上同

第15頁 480760 五、發明說明ui) 時於關閉時間期間關閉。當電晶體Q 1及Q2開啟時，上及下 繞組21 8、22 0係分別並聯連接於上及下電池2 0 2、2 04 °再 者，下電容C2係並聯連接於下電池2 04。這樣，上電容C1 及下電容C2將充電及放電，使它們的端電壓符合分別電池 2 02及2 04之電壓。當電晶體Q1及Q2開啟時（換言之，於開 啟時間期間），上電池20 2及下電池2 〇4分別企圖驅動電流 進入上繞組2 18及下繞組220。例如假設上電池2 0 2具有一 較多電荷（換言之，一較高電位跨接），一電流將由上電池 2 0 2之正端流入上繞組2 1 8，及透過電晶體Q1回流上電池 2 0 2之負端。因此，下電池2 0 4將能夠反對一感應電流，其 由下繞組2 2 0之點端流出，及進入下電池2 0 4之正端。這有 效地於開啟時間期間，轉送上電池2 〇 2之電荷到下電池 2 04。習於此技者將瞭解，如果下電池2〇4具有一比上電池 2 0 2較高之電荷，接著電流流向將相反於變壓器η之上及 下繞組2 1 8、2 2 0，及一感應電流將流入上電池2 〇 2之正 端’以反應於一驅動電流，其由下電池2 〇 4之正端流出及 進入下繞組2 2 0之點端。 假設上電池2 0 2具有一比下電池2 0 4較多之電荷，由上.電 池2 0 2所驅動進入上繞組2 1 8之電流大小係一（i)上電、、也 202、上繞組218(包括漏電感）及電晶體Q1之阻抗之人# 〜3成阻 抗；及（1]〇下電池204、下繞組2 2 0及下電容器〇2之只1、， 〜久射並 聯合成阻抗之函數。有利地，於切換電路2 1 2開啟時間期 間’下電容器C2有效地並聯下繞組2 2 0 (及它的漏電感）' 因此減少反射於上繞組2 1 8之組抗。因此，由上電池2 〇 2、、☆

480760 五、發明說明（12) 入上繞組2 1 8驅動電流之大小，係高於沒有下電容器C2之 電流。 再者，假設上電池2 0 2具有一比下電池2 0 4較高之電荷， 當閘極驅動電路216大致上同時將上及下繞組218、220分 別（換言之，於關閉時間期間）隔離上及下電池2 0 2、2 0 4 時，變壓器清除電路2 1 4係較佳可操作，以提供一電流路 徑’使一清除電流流入繞組2丨8之點端，及經過電容器C2 及經過二極體D1。此充電電容器c 2於開啟時間期間，具有 能量儲存於變壓器T1。這樣，當閘極驅動電路2 1 6開啟電 晶體Q1及Q2時，為此耦合電容器C2並聯於下電池2〇4，而 電容器C 2上之高電荷由清除電流充電下電池2 〇 4，為此易 於等化電池2 0 2及2 04。 士當下電池2 0 4具有一比上電池2 〇 2較大之電荷時，於開啟 時間期間，下電池204驅動電流進入下繞組22〇之點端，使 得一感應電流由上繞組2 1 8之點端流出及進入至少：（丨）上 龟谷=〇1 ,及（ii)上電池2〇2之一，為此易於等化上及下 電池202及204之電荷。 當/切換電路216關閉電晶體Qi及〇2時，變壓器清除電路 2 *1 4係較佳可操作，以提供一電流路徑，使—清除電流， ，入下繞組2 2 0之點端，經過二極體D丨及進入至少：（丨）電 、C1 ,及（i i)上電池2 0 2之一，為此於關閉時間期間， 易於等化上及下電池2〇2及204上之電荷。習於此技者將除 解，任一經清除電流所轉送至上電容器C12電荷將逐漸轉 运到上電池2 0 2，使達到跨接於電容器（:丨之端電壓超過上

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五、發明說明（13) 電池202電壓之程度。 現在參考圖4，等化電流之大小相對於上及下電池20 2、 2 0 4間之電壓差係圖示基於下列條件··（ i )沒有漏電流（換 言之，一理想條件）；（i i )具有漏電感及沒有補償電路（換 言之，圖1之電路）；及（iii)具有漏電感及圖3之電路。有 利地，等化電流流動於圖3電路之大小，係大致上大於流 動於圖1電路之電流。因此’如上及下電池2 0 2、2 0 4間之 等化，可經利用圖3之電路更快速地達到。 現在參考圖5，其圖示一圖3之等化電路2 0 0之替代實施 例。圖5之等化電路2 0 〇，係除了不使用上電容器C1之外， 大致上類似於圖3之電路。圖5電路之操作，係除了沒有感 應電流、清除電流，或流經電容器C 1之充電電流之外，大 致上類似於圖3電路之操作。然而，電容器C2之充電及/或 放電，係相等於圖3之電路。 現在參考圖6，其中係圖示一用於輔助圖5等化電路2 0 0 之更詳細構圖。習於此技者瞭解，僅經範例方式圖示之特 殊電路組件及結構，及所得到之許多修正及變化不會偏離 本發明之範圍。 a 本I明專化電路最適合 104之電路卡上。告雷、使用於配置接近於電池102及 蚌， 中卞 田電池數超過2，例如，34 ς fi笙犛 叶，—電荷等化電路3〇〇可刺々3、4、5、6寺寺 有利祕 ^ ^ J利用於母~對電池。 $刀地，電荷等化電路八4^ 同步或其它控制訊號（換〜夕間不—路一刀擔用於其它電池對之 的）。電荷等化電路係“ t ’母I電荷等化電路係獨立 此分配於電池為達到最大便利及

480760 五、發明說明（14) 安全操作。 雖然本發明已敘述相關於其特殊實施例，許多變化及修 正及其它用途將為習於此技者所明白。本發明最適當不為 特定揭示之内文所限制，而僅由申請專利範圍附屬項所 限。

第19頁 480760 圖式簡單說明 第20頁

Claims (1)

1. 480760 六、申請專利範圍 1. 一種用於等化於至少第一及第二串聯連接電池間電荷 之電池等化電路，每一電池包括一正端及一負端，以第二 電池之正端連接第一電池之負端於一共用節點上，該電池 等化電路包括： 一切換電路，其可連接（i)第一電池之正端於一正節 點上，及（i i )第二電池之負端於一負節點上； 一變壓器，其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一繞 組具有一定義一繞組極性之第一端及一第二對立端；及 一變壓器清除電路，其由該變壓器繞組連接到該正及 負節點， 該切換電路係可操作同時將該第一及第二繞組，以相 同極性分別並聯連接該第一及第二電池，使得當其間電荷 不平衡之作用時，一電荷轉送於該第一及第二電池之間， 及 該變壓器清除電路係可操作將該第一及第二繞組之 一，以相反極性並聯連接該第一及第二電池之一，使該變 壓器之清除電流導引到該電池，而減少其間電荷之不平 衡。 2. 如申請專利範圍第1項之電池等化電路，其中該變壓 器清除電路係進一步可操作將該第一及第二繞組，以相反 極性分別並聯連接於該第一及第二電池，使得當沒有電荷 不平衡呈現其間時，導引該變壓器之清除電流到該電池。 3. 如申請專利範圍第1項之電池等化電路，其中： 該切換電路包括一第一切換電晶體，其以一端連接於

   第21頁 480760 六、申請專利範圍 該正節點，及第二切換電晶體，其以一端連接於該負節 點；及 該變壓器之第一繞組之第一端係連接於該第一切換電 晶體之一對立端，該第二繞組之第一端係連接於該第二切 換電晶體之一對立端，及該第一繞組之第二端係連接於該 第二繞組之第一端。 4. 如申請專利範圍第1項之電池等化電路，進一步包括 一驅動電路，其可操作以小於5 0 %之工作週期，大致上同 時使偏壓該第一及第二切換電晶體開啟及關閉。 5. 如申請專利範圍第1項之電池等化電路，其中該變壓 器清除 '電路，包括： 一第一二極體，其具有一陽極連接於該第二繞組之第 二端，及一陰極連接於該正節點；及 一第二二極體，其具有一陽極連接自該負節點，及一 陰極連接到該第一繞組之第一端。 6. 如申請專利範圍第1項之電池等化電路，其中該第一 及第二切換電晶體，係金屬氧化半導體電場效應電晶體所 連接，使得：（i )該第一切換電晶體之一汲極係連接於該 正節點，及該第一切換電晶體之一源極係連接於該第一繞 組之第一端；及（1 i)該第二切換電晶體之一源極係連接於 該第二繞組之第二端，及該第二切換電晶體之一源極係連 接於該負節點。 7. 如申請專利範圍第1項之電池等化電路，其中該第一 及第二電池，係製成至少一部份電池單元之電池組。

   第22頁 480760 六、申請專利範圍 8. —種用於等化於至少第一及第二_聯連接電池間電荷 之電池等化電路，每一電池包括一正端及一負端，其間該 第二電池之正端係連接於該第一電池之負端於一共用節點 上，該電池等化電路，包括： 一第一切換電晶體，其可以一端連接到該第一電池之 正端於一正節點上； 一第二切換電晶體，其可以一端連接到該第二電池之 負端於一負節點上； 一變壓器，其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一繞 組具有一定義一繞組極性之第一端及一第二對立端，使 得：（i >該第一繞組之第一端係連接於該第一切換電晶體 之一對立端，（i i)該第二繞組之第一端係連接於該第二切 換電晶體之一對立端，及（i i i)該第一繞組之第二端係連 接於該第二繞組之第一端； 一第一二極體，其具有一陽極連接於該第二繞組之第 二端，及一陰極連接於該正節點； 一第二二極體，其具有一陽極連接自該負節點，及一 陰極連接該第一繞組之第一端；及 一驅動電路，其可操作以一小於5 0 %之責任週期，大 致上同時於開啟及關閉時間，使分別偏壓切換電晶體之開 啟及關閉。 9. 如申請專利範圍第8項之電池等化電路，其中： 該第一及第二切換電晶體同時將該第一及第二繞組以 相同極性於開啟時間期間分別並聯連接於該第一及第二繞 第23頁 480760 六、申請專利範圍 組；及 具有較大電荷之該第一及第二電池之一，驅動一電流 進入對應之該第一及第二繞組之一，使得一感應電流由該 第一及第二繞組之另一個流出，及進入具有一較少電荷之 該第一及第二電池之另一個，使得該第一及第二電池間之 電荷易於在開啟時間期間等化。 I 〇.如申請專利範圍第9項之電池等化電路，其中： 該第一及第二切換電晶體同時將該第一及第二繞組於 關閉時間期間分別隔離該第一及第二電池；及 該第一及第二二極體之一提供一路徑，使一清除電流 流經對應之該第一及第二繞組之一，及進入具有一較少電 荷之該第一及第二電池之另一個，使得該第一及第二電池 間之電荷易於在關閉時間期間等化。 II · 一種等化至少第一及第二串聯連接電池間電荷之方 法，每一電池包括一正端及一負端，其間該第二電池之正 端，係連接於該第一電池之負端於一共用節點，該方法之 動作，包括： 同時將一變壓器之第一及第二磁性耦合繞組，以相同 極性分別並聯連接於該第一及第二電池，使得具有較大電 荷之該第一及第二電池之一，驅動一電流進入一對應之該 第一及第二繞組之一； 導致一感應電流由該第一及第二繞組之另一個流出， 及進入具有一較少電荷之該第一及第二電池之另一個，使 該第一及第二電池間之電荷易於等化；

   第24頁 480760 六、申請專利範圍 同時將該變壓器之該第一及第二繞組隔離該第一及第 二電池；及 提供一電流路徑，使一清除電流流經對應之該第一及 第二繞組之一，及進入具有較少電荷之該第一及第二電池 之另一個，使該第一及第二電池間之電荷易於等化。 1 2.如申請專利範圍第1 1項之方法，其中同時將該第一 及第二繞組，隔離該第一及第二電池之動作，係利用該第 一及第二切換電晶體來完成。 1 3.如申請專利範圍第1 1項之方法，其中同時將該第一 及第二繞組，並聯連接於該第一及第二電池之動作，其完 成係經利用： 一第一切換電晶體，其以一端連接該第一電池之正端 於一正節點上；及 一第二切換電晶體，其以一端連接該第二電池之負端 於一負節點上； 其中該變壓器之每一繞組包括一定義一繞組極性之第 一端及一第二對立端，使得：（i )該第一繞組之第一端係 連接於該第一切換電晶體之一對立端，（i i)該第二繞組之 第一端係連接於該第二切換電晶體之一對立端，及（i i i) 該第一繞組之第二端係連接於該第二繞組之第一端。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中提供一電流路 徑，使一清除電流流經對應之該第一及第二繞組之動作， 其完成係經利用： 一第一二極體，其具有一陽極連接於該第二繞組之第

   第25頁 480760 六、申請專利範圍 二端，及一陰極連接於該正節點；及 一第二二極體，其具有一陽極連接自負節點，及一陰 極連接於該第一繞組之第一端。 1 5 · —種用於等化至少第一及第二串聯連接電池間之電 荷之電池等化電路，每一電池包括一正端及一負端，其間 該第一電池之負端係連接於該等化電路之一負節點，該第 一電池之正端係連接於該第二電池之負端，及可連接於該 等化電路之一共用節點，及該第二電池之正端係可連接於 該等化電路之一正節點，該電池等化電路，包括·· 一變壓器，其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一繞 組具有定義一繞組極性之第一端及一第二對立端； 一第一電容器； 一變壓器清除電路，其由該變壓器之第一繞組連接到 該正節點；及 一切換電路，其可於開啟時間期間操作，使（i )同時 將該第一及第二繞組以相同極性分別並聯連接於該第一及 第二電池，及（i i)將該第一電容並聯連接於該第一繞組。 1 6.如申請專利範圍第1 5項之電池等化電路，其中，於 開啟時間期間，具有較大電荷之該第一及第二電池之一， 驅動一電流進入對應之該第一及第二繞組之一，及一感應 電流由該第一及第二繞組之另一個流出，及進入具有一較 少電荷之該第一及第二電池之另一個，使得該第一及第二 電池間之電荷，易於在開啟時間期間等化。 1 7.如申請專利範圍第1 5項之電池等化電路，其中：（i)

   第26頁 480760 ^、申請專利範圍 於開啟時間期間；及（i i)當該第二電池比該第一電池具有 一較大電荷時，該第二電池驅動一電流進入該第二繞組， 及一感應電流由該第一繞組流出，且充電至少該第一電池 及第一電容器之一。 1 8.如申請專利範圍第1 7項之電池等化電路，其中驅動 進入該第二繞組之該驅動電流，及由該第一繞組流出之該 感應電流分別之大小，係該第一電容器、第一繞組及第一 電池之一並聯合成阻抗之函數。 1 9.如申請專利範圍第1 7項之電池等化電路，其中： 該切換電路係可操作使同時將該變壓器之該第一及第 二繞組 '，於關閉時間期間隔離該第一及第二電池；及 該變壓器清除電路係可操作以提供一電流路徑，為一 清除電流流經該第二繞組及進入該第一電容器，使得該第 一電容器於關閉時間期間充電。 2 0.如申請專利範圍第1 9項之電池等化電路，其中於關 閉時間期間，至少該第一電容器上之一些電荷來自清除電 流，且於開啟時間期間充電該第一電池。 2 1.如申請專利範圍第1 5項之電池等化電路，其中：（i) 於開啟時間期間；及（i i )當該第一電池比該第二電池具有 一較大電荷時，該第一電池驅動一電流進入該第一繞組， 及一感應電流由該第二繞組流出，且充電該第二電池。 2 2.如申請專利範圍第2 1項之電池等化電路，其中： 該切換電路係可操作，以同時將該變壓器之該第一及 第二繞組，於關閉時間期間隔離該第一及第二電池；及

   第27頁 六、申請專利範圍 該變壓器清除電路係 清除電流流經該第一銬纟、、呆作以提供一電流路徑，為一 時間期間，該第一及=士及進入該第二電池，使得於關閉 23.如申請專利範圍第:電之電荷易於等化。 該切換電路包括第一項之電池等化電路’其中： 桩釗吁辦厭哭+ β 弟一切換電晶體，其由該負節點連 镬到该變壓态之第一繞έ 體，其由該變壓器之d第二端，及一第二切換電晶 用々々赴 n(,、、 第一％組之第二端連接於：（i)該共 用即點’及（11)該第一繞組之第-端；及 該變壓器之第二繞組之第一端係連接於該正節點。 24·如申請專利範圍第15項之電池等化電路，進一步包 括驅動包2^ ’其可細作，以小於5⑽之工作週期，大致 上同日守偏壓泫第一及第二切換電路之開啟及關閉。 25·如申請專利範圍第15項之電池等化電路，其中該變 壓器清除電路包括一二極體，其具有一陽極連接於該第一 繞組之第二端，及一陰極連接於該正節點。 2 6 ·如申請專利範圍第1 5項之電池等化電路，其中該第 一及第二切換電晶體，係金屬氧化物半導體電場效應電晶 體所連接，使得（i )該第一切換電晶體之一源極係連接於 該負節點，及該第一切換電晶體之一汲極係連接於該第、一 繞組之第二端；及（i i)該第二切換電晶體之一汲極^連 於該第二繞組之第二端，及該第二切換電晶體一 連接於該共用節點。 你 2 7 ·如申請專利範圍第1 5項之電池等化電路，其中兮 一及第二電池係製成至少一部份電池單元之電池組。Λ

   第28頁 480760 六、申請專利範圍 2 8. —種用於等化至少第一及第二串聯連接電池間之電 荷之電池等化電路，每一電池包括一正端及一負端，其間 該第一電池之負端係連接於該等化電路之一負節點，該第 一電池之正端係連接於該第二電池之負端，及可連接於該 等化電路之一共用節點，及該第二電池之正端係可連接於 該等化電路之一正節點，該電池等化電路，包括： 一變壓器，其具有第一及第二磁性耦合繞組，每一繞 組具有一定義一繞組極性之第一端及一第二對立端； 一第一電容器； 一第二電容器，其由該正節點連接到共用節點；一變 壓器清除電路，其由該變壓器之第一繞組連接到該正節 點；及 一切換電路可於開啟時間期間操作，使（i )同時將該 第一及第二繞組，以相同極性分別並聯連接於該第一及第 二電池，及（i i)將該第一電容器並聯連接於該第一繞組。 2 9.如申請專利範圍第2 8項之電池等化電路，其中，於 開啟時間期間，具有較大電荷之該第一及第二電池之一， 驅動一電流進入一對應之該第一及第二繞組之一，及一感 應電流由該第一及第二繞組之另一個流出，而進入具有一 較少電荷之該第一及第二電池之另一個，使得於開啟時間 期間該第一及第二電池間之電荷易於等化。 3 〇.如申請專利範圍第2 8項之電池等化電路，其中：（i) 於開啟時間期間；及（i i )當該第二電池比該第一電池具有 一較大電荷時，該第二電池驅動一電流進入該第二繞組，

   第29頁 480760 六、申請專利範圍 及一感應電流由該第一繞组流出，且充電至少該第一電池 及第一電容器之一。 3 1.如申請專利範圍第3 0項之電池等化電路，其中驅動 進入該第二繞組之該驅動電流，及由該第一繞組流出之該 感應電流分別之大小，係該第一電容器、第一繞組及第一 電池之一並聯合成阻抗之函數。 3 2.如申請專利範圍第3 0項之電池等化電路，其中： 該切換電路係可操作使同時將該變壓器之該第一及第 二繞組，於關閉時間期間隔離該第一及第二電池；及 該變壓器清除電路係可操作，以提供一電流路徑，為 一清除電流流經該第二繞組及進入該第一電容器，使得該 第一電容器於關閉時間期間充電。 3 3.如申請專利範圍第3 2項之電池等化電路，其中於關 閉時間期間，至少該第一電容器上之一些電荷來自清除電 流，且於開啟時間期間充電該第一電池。 3 4.如申請專利範圍第28項之電池等化電路，其中：（i) 於開啟時間期間；及（i i )當該第一電池比第二電池具有一 較大電荷時，該第一電池驅動一電流進入該第一繞組，及 一感應電流由該第二繞組流出，且充電至少該第二電池及 該第二電容之一。 3 5.如申請專利範圍第34項之電池等化電路，其中驅動 進入該第一繞組之該驅動電流，及由該第二繞組流出之該 感應電流分別之大小，係該第二電容器、第二繞組及第二 電池之一並聯合成阻抗之函數。

   第30頁 六、申請專利範圍 36.如申請專利範圍第34 該切換電路係可操作伟、門之^池寻化電路，其中： 二繞組，於關閉時Pa1 s 5吩將該變壓器之該第一及第 ★亥變壓哭清=:隔離該第-及第二電池；及 口哀又& σσ ,月除電路係可 屯也汉 清除電流流經該第一縝知β^仏一电流路徑，為一 電容器之一，使得該；、一 $ 2至少該第二電池及該第二 -如申請專利範圍第—二 ρ才m間期間，至少該第二電容'專一化電+路/其中於關 流，且於開啟時間期間充電該Ϊ二電、、也了電荷來自清除電 38.如申^專利範圍第28項之電池等化電路，立中： 接到該變壓器之第一繞組之第二由=晶連 (該第二繞組之第二端連共 用鳊，及（η)泫第一繞組之第一端；及 該變壓器之第二繞組之第一端係連接於該正節點。 3 9·如申請專利範圍第28項之電池等化電路，進一步包 括一驅動電路，其可操作，以少於5 〇%之工作週期，大致 上同時偏壓該第一及第二切換電晶體之開啟及關閉。 ^ 4 0 ·如申請專利範圍第2 8項之電池等化電路，其中該變 壓裔清除電路包括一二極體，其具有一陽極連接於該第一 繞組之第二端’及一陰極連接於該正節點。 41 ·如申請專利範圍第2 §項之電池等化電路，其中該第 及第二切換電晶體，係金屬氧化物半導體電場效應電晶 體所連接，使得（i )該第一切換電晶體之一源極係連接於 480760 六、申請專利範圍 該負節點，及該第一切換電晶體之一汲極係連接於該第一 繞組之第二端；及（i i)該第二切換電晶體之一汲極係連接 於該第二繞組之第二端，及該第二切換電晶體之一源極係 連接於該共用節點。 4 2.如申請專利範圍第2 8項之電池等化電路，其中該第 一及第二電池係製成至少一部份電池單元之電池組。

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