电池平衡控制电路及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种电池平衡控制电路及其系统，尤指一种以一判断电位进行平衡判断的电池平衡控制电路。
【背景技术】
[0002]请参见图1，为熟知的电池平衡控制电路的应用电路图。电池模块包含了串联的一第一电池单兀Cel以及一第二电池单兀Ce2。一第一开关模块Ql与一第一限流电阻Rel并联于第一电池单元Cel 第二开关模块Q2与一第二限流电阻Re2并联于第二电池单元Ce2。两电阻R1、R2与第一电池单元Cel以及第二电池单元Ce2并联，且两电阻R1、R2的阻值相同，故两电阻R1、R2的连接点产生的一平衡参考信号Vbal为第一电池单元Cel以及第二电池单兀Ce2的电池电压的一平均电压值。一迟滞比较器HC的一非反相输入端稱接第一电池单元Cel的负端与第二电池单元Ce2的正端的连接点，以接收一检测信号DET。迟滞比较器HC的一反相输入端接收平衡参考信号Vbal，以根据平衡参考信号Vbal及检测信号DET来控制第一开关模块Ql及第二开关模块Q2的导通与截止。
[0003]当第一电池单元Cel的电池电压高于第二电池单元Ce2的电池电压时，平衡参考信号Vbal的电平高于检测信号DET的电平，迟滞比较器HC输出一低电平信号，使得第一开关模块Ql导通而第二开关模块Q2截止。此时，由一充电电源Vch所提供的一充电电流会部分的流经第一限流电阻Rel及第一开关模块Q1，因此第一电池单元Cel实际的充电电流会小于第二电池单元Ce2实际的充电电流，第二电池单元Ce2的电池电压会逐渐地追上第一电池单元Cel的电池电压。相对地，当第二电池单元Ce2的电池电压高于第一电池单元Cel的电池电压时，平衡参考信号Vbal的电平低于检测信号DET的电平，迟滞比较器HC输出一高电平信号，使得第二开关模块Q2导通而第一开关模块Ql截止。此时，第二电池单元Ce2的电池电压会逐渐地追上第一电池单元Cel的电池电压。通过上述的控制方式而使得第一电池单元Cel与第二电池单元Ce2的电池电压能达到平衡。
[0004]熟知的电池平衡控制电路是利用迟滞比较器的迟滞区间来滤除电路中的杂讯干扰，以避免在两电池单元的电池电压大致平衡时，开关会因杂讯而经常性的进行切换。几乎所有的熟知的电池平衡控制电路于电路中显示的是比较器的电路符号，实际上也是使用迟滞比较器。也就是说，迟滞比较器HC会根据平衡参考信号Vbal而形成一上迟滞电压及一下迟滞电压。当检测信号DET高于上迟滞电压时，迟滞比较器HC输出高电平信号；当检测信号DET低于下迟滞电压时，迟滞比较器HC输出低电平信号；当检测信号DET位于上迟滞电压及下迟滞电压之间时，迟滞比较器HC不改变输出。由此即可避免杂讯的干扰。上迟滞电压及下迟滞电压的电平差异需考量到电路杂讯的大小及比较器的最小比较电压。因此，第一电池单元Cel与第二电池单元Ce2并非达到实际的平衡，而会相当于迟滞比较器的迟滞区间的电压差。尤其，当电池模块所串联的电池单元越多，两两电池单元对应熟知的电池平衡控制电路来进行平衡时，最上方的电池单元与最下方的电池单元的差异最大为(N-1)倍的迟滞区间，N为串联的电池单元的数量。这样的平衡误差，会造成熟知的电池平衡控制电路的平衡效果并不佳，而且随着电池单元数量的增加，平衡误差也会有累积而使平衡效果下降的情况。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。
【发明内容】
[0005]鉴于先前技术中的电池平衡控制电路在避免杂讯干扰的同时，也会造成平衡误差而降低平衡效果，尤其在串联的电池单元数量增加时，平衡效果会随之下降。本发明利用时间窗来避免杂讯的干扰，使得可以使用单一判断电位作为实际判断电池平衡的判断标准，避免了熟知的平衡误差而提供更佳的平衡效果。
[0006]为达到上述的优点及功效，本发明提供了一种电池平衡控制电路，用以平衡串联的一第一电池单元及一第二电池单元的电池电压。电池平衡控制电路包含一平衡模块、一比较电路以及一平衡判断电路。平衡模块耦接第一电池单元的一正端及一负端以及第二电池单元的一正端及一负端。比较电路根据第一电池单元及第二电池单元的一检测信号及及一平衡参考信号的一判断电位进行比较，以输出一比较结果信号。平衡判断电路耦接平衡模块及比较电路，其中平衡判断电路判断比较结果信号状态的改变是否持续超过一预定判断时间，若是，则平衡判断电路控制平衡模块使第一电池单元及第二电池单元其中之一具有较高的电池电压的电池单元释放电池或其充电电流的至少部份电力至平衡模块。
[0007]本发明也提供了一种电池平衡控制系统，用以平衡串联的M个电池单元的电池电压。电池平衡控制系统包含N个电池平衡控制电路。每一电池平衡控制电路耦接对应两相邻的一第一电池单元及一第二电池单元。每一电池平衡控制电路包含一平衡模块、一比较电路以及一平衡判断电路。平衡模块耦接第一电池单元的一正端及一负端以及第二电池单元的一正端及一负端。比较电路根据第一电池单元及第二电池单元的一检测信号及一平衡参考信号的一判断电位进行比较，以输出一比较结果信号。平衡判断电路耦接平衡模块及比较电路，其中平衡判断电路根据比较结果信号以及一同步信号，同步执行一电池电压平衡程序以控制平衡模块使第一电池单元及第二电池单元其中之一具有较高的电池电压的电池单元释放电池或其充电电流的至少部份电力至平衡模块。
[0008]以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。
【附图说明】
[0009]图1为熟知的电池平衡控制电路的应用电路图。
[0010]图2为根据本发明的一第一较佳实施例的电池平衡控制电路的应用电路图。
[0011]图3为根据本发明的一第一较佳实施例的平衡判断电路的电路示意图。
[0012]图4为根据本发明的一第二较佳实施例的电池平衡控制电路的应用电路图。
[0013]图5为根据本发明的一第三较佳实施例的电池平衡控制电路的应用电路图。
[0014]图6为根据本发明的一第四较佳实施例的电池平衡控制系统的应用电路图。
[0015]图7为根据本发明的一第二较佳实施例的平衡判断电路的电路示意图。
[0016]图8为根据本发明的一第一较佳实施例的可控电流源的电路示意图。
[0017]图9为根据本发明的一第五较佳实施例的电池平衡控制系统的应用电路图。
[0018]图10为为根据本发明的一第六较佳实施例的电池平衡控制电路的应用电路图。
[0019]图11为根据本发明的一第七较佳实施例的电池平衡控制系统的应用电路图
[0020]其中，附图标记说明如下:
[0021]第一电池单元Cel
[0022]第二电池单元Ce2
[0023]检测信号DET
[0024]迟滞比较器HC
[0025]第一开关模块Ql
[0026]第二开关模块Q2
[0027]电阻R1、R2
[0028]第一限流电阻Rel
[0029]第二限流电阻Re2
[0030]平衡参考彳目号Vbal
[0031]充电电源Vch
[0032]电池平衡控制电路10、10a、10b、10c、1d
[0033]局部电池平衡控制电路100、100a、100b、10c
[0034]平衡模块110、110a、110b、110c
[0035]延迟判断电路DD1、DD2
[0036]切换控制电路SWl、SW2
[0037]与门AN1、AN2
[0038]延迟电容Cl
[0039]第一电池单元Cel
[0040]第二电池单元Ce2
[0041]时脉信号Clk
[0042]时脉产生器CLK
[0043]比较电路Com
[0044]比较器Coml
[0045]重设信