專利名稱：一種二次電池組完全充電電路的制作方法
技術領域：
一種二次電池組完全充電電^各
技術領域：
本實用新型涉及一種充電電路，尤其是一種對二次電池進行充電的充電 電路。
背景技術：
多節二次電池組成的二次電池組，由于單體差異，采用串聯充電時通常 無法達到所有單體的的完全充電。對于多節電池組或大功率電池組，確保全 部單體^t完全充電是必須的。為此通常采用減電流均衡充電方法，即對容量 偏小的電池單體并聯電阻旁路充電電流，使全部電池單體都在大致相同的時 間充滿，實現電池組的完全充電。但是并聯電阻旁^各的充電電流全部變成熱 量，導致諸如可靠性、安全性等問題。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種低損耗二次電池組完全充 電電路。本實用新型采用電荷轉移方式和可控開關矩陣實現了一種低損耗二 次電池組完全充電電^各。
本實用新型采用以下技術方案
一種二次電池組完全充電電路，可控開關矩陣SWln,將任意一節電池 單體BAn連接至第一電容Cl;第一可控開關SW1將第一電容C1B端連接至 第二電容C2 A端；第二可控開關SW2將第一電容C1A端連接至第二電容 C2 A端；第三可控開關SW3將第二電容C2 A端連接至電池組正極端子P+ ， 第二電容C2B端接電池組負極端子P-;第一電容Cl A端通過第一二極管Dl 陽極連接到電池組正極端子P+;第一電容Cl B端通過第二二極管D2陽極連 接到電池組正極端子P+;主控電路MAIN連接所有電池單體及控制所有開羌 所述可控開關矩陣中的開關SWln、第一可控開關SW1、第二可控開關 SW2、第三可控開關SW3可以是任何類型的可控電氣開關，如繼電器、晶體 管或者功率場效應管等。
主控電路MAIN中的微處理器完成各節電池電壓測量，根據完全充電算 法驅動各開關SWln、 SW1 、 SW2、 SW3，控制電荷在電池單體、電容與電 池組間轉移，通過調節個電池單體的等效充電電流實現完全充電。本實用新 型采用電荷轉移方式和可控開關矩陣實現了一種低損^^二次電池組完全充電 電路。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作一詳細說明。 圖l是本實用新型二次電池組完全充電電路圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型實際電路圖。下面參照附圖結合實施例對本實用新型 作一詳細i兌明。
一種二次電池組完全充電電路，可控開關矩陣SWln，將任意一節電池 單體BAn連接至第一電容Cl;對于由m個電池單體組成的電池組，m^l, 所述可控開關矩陣SWll SWln是由n個可控開關構成，n=m+l;第m個可 控開關SWlm的一端連接第m個電池單體的正極，第n個可控開關SWln的 一端連接到第m個電池單體的負極；當n為奇數時，可控開關SWln的另一 端連接第一電容C1的A端，而當n為偶數時，可控開關SWln的另一端連接 第一電容C1的B端。
第一可控開關SW1將第一電容C1B端連接至第二電容C2 A端；第二可 控開關SW2將第一電容C1A端連接至第二電容C2A端；第三可控開關SW3 將第二電容C2A端連接至電池組正極端子P+，第二電容C2B端接電池組負 極端子P-,第一電容C1 A端通過第一二極管D1陽極連接到電池組正極端子 P+;第一電容ClB端通過第二二極管D2陽極連接到電池組正極端子P+;主
控電路MAIN連接所有電池單體及所有開關，用于完成各節電池電壓測量及 驅動各開關。以上可控開關矩陣中的開關、第一可控開關SW1、第二可控開 關SW2、第三可控開關SW3可以是任何類型的可控電氣開關，如繼電器、晶 體管或者功率場效應管等。
主控電路MAIN中的微處理器完成各節電池電壓測量，根據完全充電算 法驅動各開關SWln、 SW1 、 SW2、 SW3，控制電荷在電池單體、電容與電 池組間轉移，通過調節個電池單體的等效充電電流實現完全充電。
首先通過可控開關將第一電容Cl連接至任意一節電池單體BAn將其充 電至電池單體電壓，同時將第二電容C2連接至電池組的正負極將其充電至電 池組總電壓；然后，通過可控開關將這兩只電容串聯，并且連接至電池組使 之對電池組放電。這個技術方案通過控制電荷在電池單體與電容以及電容與 電池組之間低損耗轉移，為實現完全充電提供了能量轉移方法。
下面以單節電池BA1為例說明工作過程。Wi設電池組中的BA1容量偏 小，在充電過程中其電壓增長較快，為確保BA1能與其他電池單體同時充飽， 需要減少充入的電荷(減小充電電流)。具體方法是
節拍一，接通開關開關矩陣中的開關SW11和SW12 (未說明開關均斷 開，下同)，BA1的部分電荷轉移到第一電容Cl,第一電容C1的電壓極性為 A正B負；同時接通SW3將第二電容C2充電至電池組的端電壓，取第二電 容C2的容量為第一電容C1容量IO倍以上。
節拍二，接通第一開關SW1，第一電容C1與第二電容C2串聯，由于第 二電容C2—端接電池組負極P-，第一電容C1 A端電壓將高于電池組正極P十 電壓，第一電容C1與第二電容C2串聯通過第一二極管Dl放電，將第一電 容Cl從電池BA1取得的電荷返回到電池組中的每一個電池。
重復節拍一、節拍二就實現了低損耗的電荷轉移，即減小BAl充電電^u
再以單節電池BA2為例說明工作過程
節拍一，接通開關SW12和SW13 (未說明開關均斷開，下同)，BA2的
部分電荷到第一電容Cl,第一電容C1上的電壓極性為B正A負；同時接通 第三開關SW3將第二電容C2充電至電池組的端電壓，取第二電容C2的容量 為第一電容C1容量IO倍以上。
節拍二，接通第二開關SW2，第一電容C1與第二電容C2串聯，由于第 二電容C2—端接電池組負極P，第一電容C1B端電壓將高于電池組正極P十 電壓，第一電容C1與第二電容C2串聯通過第二二極管D2放電，將第一電 容Cl從電池BA2取得的電荷返回到電池組中的每一個電池。
重復節拍一、節拍二就實現了低損耗的電荷轉移，即減小BA2充電電^
權利要求1、一種二次電池組完全充電電路，其特征在于可控開關矩陣(SW11～SW1n)，將任意一節電池單體(BAn)連接至第一電容(C1)兩端；第一可控開關(SW1)將第一電容(C1)B端連接至第二電容(C2)A端；第二可控開關(SW2)將第一電容(C1)A端連接至第二電容(C2)A端；第三可控開關(SW3)將第二電容(C2)A端連接至電池組正極端子(P+)，第二電容(C2)B端接電池組負極端子(P-)；第一電容(C1)A端通過第一二極管(D1)陽極連接到電池組正極端子(P+)；第一電容(C1)B端通過第二二極管(D2)陽極連接到電池組正極端子(P+)；主控電路MAIN連接所有電池單體及控制所有開關。
2、 如權利要求1所述的一種二次電池組完全充電電路，其特征在于對 于由m個電池單體組成的電池組，m^1，所述可控開關矩陣(SWll SWln) 是由n個可控開關構成，ri-m+l;第m個可控開關(SWlm)的一端連接第 m個電池單體的正極，第n個可控開關(SWln)的一端連接到第m個電池單 體的負極；當n為奇數時，可控開關(SWln)的另一端連接第一電容(Cl) 的A端，而當n為偶數時，可控開關(SWln)的另一端連接第一電容(Cl) 的B端。
3、 如權利要求1或2所述的一種二次電池組完全充電電路其特征在于 所述可控開關矩陣(SWll SWln)中的開關、第一可控開關(SW1)、第二 可控開關(SW2)、第三可控開關(SW3)可以是繼電器、晶體管或者是功率 場效應管。
專利摘要本實用新型涉及一種充電電路，尤其是一種對二次電池進行充電的充電電路。本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種低損耗二次電池組完全充電電路。本實用新型采用電荷轉移方式和可控開關矩陣實現了一種低損耗二次電池組完全充電電路。
文檔編號H02J7/00GK201063444SQ200720007540
公開日2008年5月21日 申請日期2007年7月4日 優先權日2007年7月4日
發明者陳小牧 申請人:福州高貝嵌入式技術有限公司