[发明专利]一种主动均衡电路及方法

权利要求书

1.一种主动均衡电路，其特征在于，采用电压源和电流源切换的控制策略，通过控制电路与功率变换电路的有效结合，保证功率变换电路的安全可靠运行，包括：

控制电路，根据某单体电池电压与其他电池电压的差值，通过控制三极管的导通与关断，以控制与其相连接的功率变换电路的启停；

功率变换电路，采集电池电压的电压值，当电池电压小于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒流源模式为电池充电；当电池电压大于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒压源模式为电池充电；

所述功率变换电路包括：隔离变压器、控制器和运算放大器U2A和运算放大器U2B；

当运算放大器U2A的输出端电压大于运算放大器U2B的输出端电压时，运算放大器U2A的输出端电压大于光耦导通的基准电压，运算放大器U2A的输出端电压通过光耦反馈至控制器，控制器根据反馈的电压值，通过控制输出PWM信号占空比，控制MOS管Q2的导通和关闭，实现以恒流源方式为电池充电；

运算放大器U2A的输出端电压小于运算放大器U2B的输出端电压时，运算放大器U2B的输出端电压大于光耦导通的基准电压，运算放大器U2B的输出端电压通过光耦反馈至控制器，控制器根据反馈的电压值，通过控制输出PWM信号占空比，控制MOS管Q2的导通和关闭，实现以恒压源方式为电池充电。

2.如权利要求1所述的一种主动均衡电路，其特征在于，所述控制电路包括单片机、三极管Q1和三极管Q3；所述单片机与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与三极管Q3的基极连接。

3.如权利要求2所述的一种主动均衡电路，其特征在于，当检测到某节单体电池电压低于其他电池的电压超过设定阀值时，单片机输出高电平控制三极管Q1导通，三极管Q3的基极变为低电平，三极管Q3导通，控制电路开启，为功率变换电路供电，实现电池充电；

当检测到被充电电池电压与其他电池电压的压差低于设定阀值时，单片机输出低电平控制三极管Q1关断，三极管Q3的基极变为高电平，三极管Q3关断，控制电路关闭。

4.如权利要求1所述的一种主动均衡电路，其特征在于，运算放大器U2A的正极输入端输入电池电压信号，运算放大器U2B的正极输入端输入充电电流信号转换的电压信号；

所述运算放大器U2A和运算放大器U2B的输出端分别通过光耦U24连接至控制器；所述控制器与MOS管Q2连接后，连接至隔离变压器的原边，所述隔离变压器的副边连接充电电池。

5.如权利要求1所述的一种主动均衡电路，其特征在于，MOS管Q2导通时，隔离变压器的原边线圈存储能量，当MOS管Q2关断后，隔离变压器原边线圈存储的能量传递到隔离变压器副边线圈，然后经过整流和滤波后为电池充电。

6.一种主动均衡电路的工作方法，其特征在于，采用电压源和电流源切换的控制策略，通过控制电路与功率变换电路的有效结合，保证功率变换电路的安全可靠运行，包括：

当检测到某节单体电池电压低于其他电池的电压超过设定阀值时，控制电路开启，为功率变换电路供电；

功率变换电路采集电池电压，当电池电压小于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒流源模式为电池充电；当电池电压大于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒压源模式为电池充电；

当检测到被充电电池电压与其他电池电压的压差低于设定阀值时，控制电路关闭，功率变换电路停止为电池充电；

所述功率变换电路包括：隔离变压器、控制器和运算放大器U2A和运算放大器U2B；

当运算放大器U2A的输出端电压大于运算放大器U2B的输出端电压时，运算放大器U2A的输出端电压大于光耦导通的基准电压，运算放大器U2A的输出端电压通过光耦反馈至控制器，控制器根据反馈的电压值，通过控制输出PWM信号占空比，控制MOS管Q2的导通和关闭，实现以恒流源方式为电池充电；

运算放大器U2A的输出端电压小于运算放大器U2B的输出端电压时，运算放大器U2B的输出端电压大于光耦导通的基准电压，运算放大器U2B的输出端电压通过光耦反馈至控制器，控制器根据反馈的电压值，通过控制输出PWM信号占空比，控制MOS管Q2的导通和关闭，实现以恒压源方式为电池充电。