[实用新型]一种电池组正极端专用的三状态开关

说明书

技术领域

本实用新型属于电池技术领域。

背景技术

在直流电源系统中，电池组扩容或需要高可靠性电池组时，最简单的解决方式是：若干个小容量电池组并联而成的一个N+1的大电池组。在该方案中需要解决的一个问题：由于基本电池组的特性差异，在并联应用时会遇到电池组间的环流、负载无法均衡分配等一系列问题，最终会让并联而成的电池组无法正常工作。

为了防止电池组间环流，一般采用在电池组正极端经二极管汇接到馈电母线，常用的电气接线，二极管的单向导电特性能有效阻止电池组间的能量传送，无电池组间的环流。同时二极管的快速导通特性也展现了多电池组间相互备用性能，当某个电池组电能不足(端口电压低)时，端口电压高的电池组会自动替代其向负载馈电。同时由于二极管元件的也隔离了各电池组间的故障影响，子电池组的如何故障形式，都不会影响整体电源系统的可靠性，最大的影响就是电池组的载荷量减小。

然而二极管的单向导电特性，能防止电池组间的环流、能隔离各子电池组并联应用时的故障影响。但也存在以下的缺点：1、现有技术条件下无法制造出理想二极管，即导通压降为零或很小的二极管，在使用中电能损耗大，发热严重。2、二极管在馈电母线电压低于电池组端电压时，电池组就会向外馈送电能。在电池组需要充电时，当充电电压大于馈电母线电压时，外部负载会分流电池组的充电电流，造成无法充足电能。3、二极管是一种不可控的功率电子元件，无法让一个具有较高端电压的电池组不向外输出电能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池组正极端专用的三状态开关，解决传统采用二极管电池的方案中，使用中器件电能损耗大，发热严重的问题；解决了传统采用二极管连接电池组的方案中，在电池组端电压高于馈电母线电压，电池组就会向外馈送电能的问题。本实用新型能防止并联电池组间的环流、控制负载分配到子电池组、调控各电池组的充放电状态等，实现了并联电池组中的子电池组优化运行，让其充分发挥自身的性能优势，从而延长电池组的使用寿命，特别是可以让性能差异大，甚至是不同容量的电池组并联运行。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池组正极端专用的三状态开关，包括控制器、主控芯片、第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第一状态信号输出端、第二状态信号输出端、第一隔离模块、第二隔离模块、第三隔离模块、第四隔离模块、驱动电路、功率MOS管电路、单向导通控制电路和电位检测比较电路，第一控制信号输入端连接第一隔离模块，第二控制信号输入端连接第二隔离模块，第一状态信号输出端连接第三隔离模块，第二状态信号输出端连接第四隔离模块，单向导通控制电路连接驱动电路，驱动电路连接功率MOS管电路，功率MOS管电路连接电位检测比较电路，功率MOS管电路还串联在负载的供电回路中，第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第一状态信号输出端、第二状态信号输出端、第一隔离模块、第二隔离模块、第三隔离模块、第四隔离模块、功率MOS管电路、驱动电路、单向导通控制电路和电位检测比较电路均连接所述主控芯片，第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第一状态信号输出端和第二状态信号输出端均与控制器连接。

所述主控芯片为单片机；所述第一隔离模块包括光耦IC3，所示第一控制信号输入端包括电阻R11，电阻R11的1脚连接所述控制器，电阻R11的2脚连接光耦IC3的1脚，光耦IC3的2脚连接所述控制器的电源端，光耦IC3的4脚连接+15V电源，光耦IC3的3脚连接所述主控芯片；所述第二隔离模块包括光耦IC4，所示第二控制信号输入端包括电阻R12，电阻R12的1脚连接所述控制器，电阻R12的2脚连接光耦IC4的1脚，光耦IC4的2脚连接所述控制器的电源端，光耦IC4的4脚连接+15V电源，光耦IC4的3脚连接所述主控芯片；所述第三隔离模块包括光耦IC5，光耦IC5的4脚为所述第一状态信号输出端，光耦IC5的3脚连接所述控制器的电源端，光耦IC5的2脚连接所述主控芯片，光耦IC5的1脚连接+15V电源；所述第四隔离模块包括光耦IC6，光耦IC6的4脚为所述第二状态信号输出端，光耦IC6的3脚连接所述控制器的电源端，光耦IC6的2脚连接所述主控芯片，光耦IC6的1脚连接+15V电源。