锂电池充放电保护装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及锂电池充放电保护装置，具有自动均衡功能。它由至少两个单体锂电池充放电保护装置并联组成；所述单体锂电池充放电保护装置包括两个H桥和一个脉冲变压器，每个H桥均包括有4个MOS管，两个H桥的MOS管相同；第一H桥引出端接至脉冲变压器的原边两端，另一端接至锂电池的正负极上；第二H桥引出端接至直流母排的正负极上，另一端接至脉冲变压器的副边两端；所有单体锂电池充放电保护装置共有一个直流母排的正负极；所有第二H桥引出两端或共有直流母排的正负极之间接一个电容。本发明优点是：具有自动均衡功能，保证锂电池组的电压在充放电过程中保持一致，并能量在锂电池组内流动不外溢，保证能量的最大利用，提高锂电池组的使用寿命。
【专利说明】锂电池充放电保护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池充放电保护装置，它由多个单体的锂电池充放电保护装置并联而成，是具有自动均衡功能的锂电池充放电保护装置。
【背景技术】
[0002]现有的锂电池充电装置在正常充电过程中，由于锂电池参数的分布性，施加于锂电池的正负极两端的电压可能会高于锂电池所能承受的电压，导致过电压的产生。为避免过电压对锂电池所带来的损害，现有技术多为采用在充电电路附加旁路电阻的方法分解过电压。通过旁路电流用电阻消耗的原理，以保证在充电过程中锂电池不至于过压，此举导致了能量被凭空消耗而未产生任何效益。同时，锂电池充电装置在放电过程中没有相应的均衡电路，容易导致锂电池过压。放电过程处于不可控状态，对锂电池的寿命会带来不可估量的影响。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，克服现有技术的缺点，提供一种具有自动均衡功能的锂电池充放电保护装置，保证锂电池组的电压在充电和放电过程中保持一致，并且能量在锂电池组内流动不外溢，保证了能量的最大利用。提高锂电池组的使用寿命。
[0004]本发明锂电池充放电保护装置技术方案是:
一种锂电池充放电保护装置，它由至少两个单体锂电池充放电保护装置并联组成；所述单体锂电池充放电保护装置包括:
两个H桥和一个脉冲变压器，每个H桥均包括有4个MOS管，两个H桥的MOS管相同；该两个H桥中，第一 H桥引出端接至脉冲变压器的原边两端，另一端接至锂电池的正负极上；第二 H桥引出端接至直流母排的正负极上，另一端接至脉冲变压器的副边两端；
所述锂电池充放电保护装置中的所有单体锂电池充放电保护装置共有一个直流母排的正负极；所有第二 H桥引出两端的正负极之间或者是共有的直流母排的正负极之间接一个电容。
[0005]进一步的技术方案是:
所述的锂电池充放电保护装置，其MOS管与一个定时器连接，用于通过定时器发出PWM波形，使MOS管按照固定的时间开通与关断；所述定时器是一个具有定时电路的定时器。
[0006]所述的锂电池充放电保护装置，其MOS管内反并联有一个二极管。
[0007]所述的锂电池充放电保护装置，其第一 H桥和第二 H桥组成一个同步整流装置。
[0008]所述的锂电池充放电保护装置，其第二 H桥引出两端的正负极之间所接的电容或者是共有的直流母排的正负极之间所接的电容为蓄能电容。
[0009]所述的锂电池充放电保护装置，其第一 H桥引出两端的正负极之间接一个电容。
[0010]所述的锂电池充放电保护装置，它由3个单体的锂电池充放电保护装置并联组成。[0011]所述的锂电池充放电保护装置，它由10个单体的锂电池充放电保护装置并联组成。
[0012]结合本发明的技术方案和原理对本发明显著效果说明如下:
本发明锂电池充放电保护装置一端与锂电池的两极相连，另外一端与直流母排相连，直流母排为公共的直流母排，第二 H桥引出两端的正负极之间所接的电容或者是共有的直流母排的正负极之间所接的电容为蓄能电容。本发明锂电池充放电保护装置采用两个H桥的同步整流，中间采用脉冲变压器隔离连接。本发明锂电池充放电保护装置具有如下优
占-
^ \\\.1、能量双向流动:共有的直流母排的正负极之间连接有蓄能电容，在锂电池放电时，蓄能电容吸收电能，在锂电池充电时，蓄能电容释放电能。
[0013]2、固定占空比，自动均压:所述的MOS管通过具有定时电路的定时器发出PWM波形使MOS管按照固定的时间开通与关断，使占空比固定。在占空比固定的情况下，锂电池组能自动均压。
[0014]3、同步整流，高转换效率:两个H桥组成的同步整流装置，能够实现锂电池组充放电时的同步整流，提高了转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是一个单体的锂电池充放电保护装置与直流母排以及锂电池连接的示意图。
[0016]图2是通过具有定时电路的定时器产生驱动信号原理框图。
[0017]图3是本发明由3个单体的锂电池充放电保护装置组成的锂电池充放电保护装置示意图。
[0018]图中各标记的相应名称为:1 一直流母排；2、2.1,2.2,2.3 一充放电保护装置；3、3.1,3.2,3.3 — BT 锂电池；4 —定时器；5 — H 桥；Ql ~Q4 — MOS 管；T、Tl、T2、T3 —脉冲变压器；BUS+ -直流母排的正极；BUS- —直流母排的负极；C1、C2—电容；BAT + 一锂电池的正极；BAT——锂电池的负极。
[0019]【具体实施方式】
下面通过实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0020]实施例1:如图1所示，是本发明一种锂电池充放电保护装置的基本实施例，如图1所示，是一个单体的锂电池充放电保护装置2与直流母排I以及锂电池3连接的示意图。所述锂电池充放电保护装置，它由至少两个单体锂电池充放电保护装置2并联组成；所述单体锂电池充放电保护装置2包括:两个H桥5和一个脉冲变压器T，每个H桥均包括有4个MOS管，两个H桥的MOS管相同；该两个H桥中，第一 H桥引出端接至脉冲变压器T的原边两端，另一端接至锂电池3的正负极上；第二 H桥引出端接至直流母排I的正负极上，另一端接至脉冲变压器T的副边两端；所述锂电池充放电保护装置中的所有单体锂电池充放电保护装置2共有一个直流母排I的正负极；所有第二 H桥引出两端的正负极之间或者是共有的直流母排的正负极之间接一个电容C2。
[0021]实施例2:是进一步的实施例。与实施例1不同的是，如图2所示，所述的锂电池充放电保护装置，其MOS管与一个定时器4连接，用于通过定时器4发出PWM波形，使MOS管按照固定的时间开通与关断；所述定时器是一个具有定时电路的定时器。[0022]实施例3:是进一步的实施例。与实施例1不同的是，如图1所示，所述的锂电池充放电保护装置，所述的MOS管内反并联有一个二极管。
[0023]实施例4:是进一步的实施例。与实施例1不同的是，如图1所示，所述的锂电池充放电保护装置，其第一 H桥和第二 H桥组成一个同步整流装置。
[0024]实施例5:是进一步的实施例。与实施例1不同的是，如图1、3所示，所述的锂电池充放电保护装置，其第二 H桥引出两端的正负极之间接电容C2，为蓄能电容。
[0025]实施例6:是进一步的实施例。与实施例5不同的是，共有的直流母排的正负极之间接的电容C2，为蓄能电容，本实施例的每一个单体锂电池充放电保护装置的第二 H桥引出两端的正负极之间不再接电容C2。
[0026]实施例7:是进一步的实施例。与实施例1不同的是，如图1所示，所述的锂电池充放电保护装置，其第一 H桥引出两端的正负极之间接一个电容Cl。
[0027]实施例8:与实施例1不同的是，如图3所示，本实施例是由3个单体的锂电池充放电保护装置2.1、2.2、2.3并联组成的锂电池充放电保护装置的实施例。锂电池分别为3.1、
3.2,3.3 ;脉冲变压器T分别为T1、T2、T3 ;3个单体的锂电池充放电保护装置2.1、2.2、2.3共有6个H桥，其MOS管相同。
[0028]实施例9:与实施例8不同的是，本实施例是由10个单体的锂电池充放电保护装置并联组成的锂电池充放电保护装置。
[0029]还可以有更多个单体的锂电池充放电保护装置并联组成锂电池充放电保护装置。
[0030]对本发明的技术方案及原理和效果作进一步说明如下:
如图所示，本发明锂电池充放电保护装置通过具有定时电路的定时器4产生一个固定占空比的脉冲信号，该信号通过反相、死区生成、驱动放大后输入至驱动芯片，从而驱动变压器T的原边、副边的H桥MOS管。如果锂电池组的电压存在不平衡，电压较高锂电池的能量将从锂电池充放电保护装置转移至直流母排1，而电压较低锂电池将从直流母排I获取能量，从而达到电压均衡的目的。
[0031]本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。
【权利要求】
1.一种锂电池充放电保护装置，其特征在于，它由至少两个单体锂电池充放电保护装置并联组成；所述单体锂电池充放电保护装置包括: 两个H桥和一个脉冲变压器，每个H桥均包括有4个MOS管，两个H桥的MOS管相同；该两个H桥中，第一 H桥引出端接至脉冲变压器的原边两端，另一端接至锂电池的正负极上；第二 H桥引出端接至直流母排的正负极上，另一端接至脉冲变压器的副边两端； 所述锂电池充放电保护装置中的所有单体锂电池充放电保护装置共有一个直流母排的正负极；所有第二H桥引出两端的正负极之间或者是共有的直流母排的正负极之间接一个电容。
2.根据权利要求1所述的锂电池充放电保护装置，其特征在于，所述的MOS管与一个定时器连接，用于通过定时器发出PWM波形，使MOS管按照固定的时间开通与关断；所述定时器是一个具有定时电路的定时器。
3.根据权利要求1所述的锂电池充放电保护装置，其特征在于，所述的MOS管内反并联有一个二极管。
4.根据权利要求1所述的锂电池充放电保护装置，其特征在于，所述的第一H桥和第二H桥组成一个同步整流装置。
5.根据权利要求1所述的锂电池充放电保护装置，其特征在于，所述的第二H桥引出两端的正负极之间所接的电容或者是共有的直流母排的正负极之间所接的电容为蓄能电容。
6.根据权利要求1所述的锂电池充放电保护装置，其特征在于，所述第一H桥引出两端的正负极之间接一个电容。
7.根据权利要求1所述的锂电池充放电保护装置，其特征在于，它由3个单体的锂电池充放电保护装置并联组成。
8.根据权利要求1所述的锂电池充放电保护装置，其特征在于，它由10个单体的锂电池充放电保护装置并联组成。
【文档编号】H02M3/335GK103490491SQ201310230385
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月12日 优先权日:2013年6月12日
【发明者】项思源, 李丹, 张颖辉, 鄢兴俊, 李海燕 申请人:中国船舶重工集团公司第七一二研究所