電池平衡控制電路及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種電池平衡控制電路及其系統(tǒng)，尤指一種以一判斷電位進行平衡判斷的電池平衡控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]請參見圖1，為熟知的電池平衡控制電路的應(yīng)用電路圖。電池模塊包含了串聯(lián)的一第一電池單兀Cel以及一第二電池單兀Ce2。一第一開關(guān)模塊Ql與一第一限流電阻Rel并聯(lián)于第一電池單元Cel 第二開關(guān)模塊Q2與一第二限流電阻Re2并聯(lián)于第二電池單元Ce2。兩電阻R1、R2與第一電池單元Cel以及第二電池單元Ce2并聯(lián)，且兩電阻R1、R2的阻值相同，故兩電阻R1、R2的連接點產(chǎn)生的一平衡參考信號Vbal為第一電池單元Cel以及第二電池單兀Ce2的電池電壓的一平均電壓值。一遲滯比較器HC的一非反相輸入端稱接第一電池單元Cel的負端與第二電池單元Ce2的正端的連接點，以接收一檢測信號DET。遲滯比較器HC的一反相輸入端接收平衡參考信號Vbal，以根據(jù)平衡參考信號Vbal及檢測信號DET來控制第一開關(guān)模塊Ql及第二開關(guān)模塊Q2的導(dǎo)通與截止。
[0003]當(dāng)?shù)谝浑姵貑卧狢el的電池電壓高于第二電池單元Ce2的電池電壓時，平衡參考信號Vbal的電平高于檢測信號DET的電平，遲滯比較器HC輸出一低電平信號，使得第一開關(guān)模塊Ql導(dǎo)通而第二開關(guān)模塊Q2截止。此時，由一充電電源Vch所提供的一充電電流會部分的流經(jīng)第一限流電阻Rel及第一開關(guān)模塊Q1，因此第一電池單元Cel實際的充電電流會小于第二電池單元Ce2實際的充電電流，第二電池單元Ce2的電池電壓會逐漸地追上第一電池單元Cel的電池電壓。相對地，當(dāng)?shù)诙姵貑卧狢e2的電池電壓高于第一電池單元Cel的電池電壓時，平衡參考信號Vbal的電平低于檢測信號DET的電平，遲滯比較器HC輸出一高電平信號，使得第二開關(guān)模塊Q2導(dǎo)通而第一開關(guān)模塊Ql截止。此時，第二電池單元Ce2的電池電壓會逐漸地追上第一電池單元Cel的電池電壓。通過上述的控制方式而使得第一電池單元Cel與第二電池單元Ce2的電池電壓能達到平衡。
[0004]熟知的電池平衡控制電路是利用遲滯比較器的遲滯區(qū)間來濾除電路中的雜訊干擾，以避免在兩電池單元的電池電壓大致平衡時，開關(guān)會因雜訊而經(jīng)常性的進行切換。幾乎所有的熟知的電池平衡控制電路于電路中顯示的是比較器的電路符號，實際上也是使用遲滯比較器。也就是說，遲滯比較器HC會根據(jù)平衡參考信號Vbal而形成一上遲滯電壓及一下遲滯電壓。當(dāng)檢測信號DET高于上遲滯電壓時，遲滯比較器HC輸出高電平信號；當(dāng)檢測信號DET低于下遲滯電壓時，遲滯比較器HC輸出低電平信號；當(dāng)檢測信號DET位于上遲滯電壓及下遲滯電壓之間時，遲滯比較器HC不改變輸出。由此即可避免雜訊的干擾。上遲滯電壓及下遲滯電壓的電平差異需考量到電路雜訊的大小及比較器的最小比較電壓。因此，第一電池單元Cel與第二電池單元Ce2并非達到實際的平衡，而會相當(dāng)于遲滯比較器的遲滯區(qū)間的電壓差。尤其，當(dāng)電池模塊所串聯(lián)的電池單元越多，兩兩電池單元對應(yīng)熟知的電池平衡控制電路來進行平衡時，最上方的電池單元與最下方的電池單元的差異最大為(N-1)倍的遲滯區(qū)間，N為串聯(lián)的電池單元的數(shù)量。這樣的平衡誤差，會造成熟知的電池平衡控制電路的平衡效果并不佳，而且隨著電池單元數(shù)量的增加，平衡誤差也會有累積而使平衡效果下降的情況。以上的概述與接下來的詳細說明皆為示范性質(zhì)，是為了進一步說明本發(fā)明的申請專利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點，將在后續(xù)的說明與圖示加以闡述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于先前技術(shù)中的電池平衡控制電路在避免雜訊干擾的同時，也會造成平衡誤差而降低平衡效果，尤其在串聯(lián)的電池單元數(shù)量增加時，平衡效果會隨之下降。本發(fā)明利用時間窗來避免雜訊的干擾，使得可以使用單一判斷電位作為實際判斷電池平衡的判斷標準，避免了熟知的平衡誤差而提供更佳的平衡效果。
[0006]為達到上述的優(yōu)點及功效，本發(fā)明提供了一種電池平衡控制電路，用以平衡串聯(lián)的一第一電池單元及一第二電池單元的電池電壓。電池平衡控制電路包含一平衡模塊、一比較電路以及一平衡判斷電路。平衡模塊耦接第一電池單元的一正端及一負端以及第二電池單元的一正端及一負端。比較電路根據(jù)第一電池單元及第二電池單元的一檢測信號及及一平衡參考信號的一判斷電位進行比較，以輸出一比較結(jié)果信號。平衡判斷電路耦接平衡模塊及比較電路，其中平衡判斷電路判斷比較結(jié)果信號狀態(tài)的改變是否持續(xù)超過一預(yù)定判斷時間，若是，則平衡判斷電路控制平衡模塊使第一電池單元及第二電池單元其中之一具有較高的電池電壓的電池單元釋放電池或其充電電流的至少部份電力至平衡模塊。
[0007]本發(fā)明也提供了一種電池平衡控制系統(tǒng)，用以平衡串聯(lián)的M個電池單元的電池電壓。電池平衡控制系統(tǒng)包含N個電池平衡控制電路。每一電池平衡控制電路耦接對應(yīng)兩相鄰的一第一電池單元及一第二電池單元。每一電池平衡控制電路包含一平衡模塊、一比較電路以及一平衡判斷電路。平衡模塊耦接第一電池單元的一正端及一負端以及第二電池單元的一正端及一負端。比較電路根據(jù)第一電池單元及第二電池單元的一檢測信號及一平衡參考信號的一判斷電位進行比較，以輸出一比較結(jié)果信號。平衡判斷電路耦接平衡模塊及比較電路，其中平衡判斷電路根據(jù)比較結(jié)果信號以及一同步信號，同步執(zhí)行一電池電壓平衡程序以控制平衡模塊使第一電池單元及第二電池單元其中之一具有較高的電池電壓的電池單元釋放電池或其充電電流的至少部份電力至平衡模塊。
[0008]以上的概述與接下來的詳細說明皆為示范性質(zhì)，是為了進一步說明本發(fā)明的申請專利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點，將在后續(xù)的說明與圖示加以闡述。
【附圖說明】
[0009]圖1為熟知的電池平衡控制電路的應(yīng)用電路圖。
[0010]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的電池平衡控制電路的應(yīng)用電路圖。
[0011]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的平衡判斷電路的電路示意圖。
[0012]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實施例的電池平衡控制電路的應(yīng)用電路圖。
[0013]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實施例的電池平衡控制電路的應(yīng)用電路圖。
[0014]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一第四較佳實施例的電池平衡控制系統(tǒng)的應(yīng)用電路圖。
[0015]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實施例的平衡判斷電路的電路示意圖。
[0016]圖8為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的可控電流源的電路示意圖。
[0017]圖9為根據(jù)本發(fā)明的一第五較佳實施例的電池平衡控制系統(tǒng)的應(yīng)用電路圖。
[0018]圖10為為根據(jù)本發(fā)明的一第六較佳實施例的電池平衡控制電路的應(yīng)用電路圖。
[0019]圖11為根據(jù)本發(fā)明的一第七較佳實施例的電池平衡控制系統(tǒng)的應(yīng)用電路圖
[0020]其中，附圖標記說明如下:
[0021]第一電池單元Cel
[0022]第二電池單元Ce2
[0023]檢測信號DET
[0024]遲滯比較器HC
[0025]第一開關(guān)模塊Ql
[0026]第二開關(guān)模塊Q2
[0027]電阻R1、R2
[0028]第一限流電阻Rel
[0029]第二限流電阻Re2
[0030]平衡參考彳目號Vbal
[0031]充電電源Vch
[0032]電池平衡控制電路10、10a、10b、10c、1d
[0033]局部電池平衡控制電路100、100a、100b、10c
[0034]平衡模塊110、110a、110b、110c
[0035]延遲判斷電路DD1、DD2
[0036]切換控制電路SWl、SW2
[0037]與門AN1、AN2
[0038]延遲電容Cl
[0039]第一電池單元Cel
[0040]第二電池單元Ce2
[0041]時脈信號Clk
[0042]時脈產(chǎn)生器CLK
[0043]比較電路Com
[0044]比較器Coml
[0045]重設(shè)信