一種用于蓄電池化成及充放電的電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于二次電池(鋰電池、鉛酸電池)化成、充放電、分容的電路及其控制方法，即用于電池化成及充、放電過程中，電池的充電轉(zhuǎn)換效率的提高，以及電池的放電電能返回到原邊再利用，該電路及控制方法主要用于二次電池的化成、充放電、分容領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在蓄電池化成行業(yè)中，特別是鋰電池化成，普遍采用線性電源方式對電池進(jìn)行充放電，見附圖1。充電時，功率管Q3工作在線性放大狀態(tài)，Q4關(guān)閉，一部分電壓壓降在功率管上面，充電效率很低；放電時，功率管Q3關(guān)閉，功率管Q4工作在線性放大狀態(tài)，放電電能完全損耗在功率管上，放電能量浪費(fèi)嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種能降低傳統(tǒng)蓄電池化成時的充電電能消耗，并可以充分利用蓄電池的放電電能的用于蓄電池化成及充放電的電路及其控制方法。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于蓄電池化成及充放電的電路，包括:原邊側(cè)開關(guān)管Q1、隔離變壓器Tl、副邊側(cè)開關(guān)管Q2、原邊側(cè)濾波電容Cl、副邊側(cè)濾波電容C2、蓄電池BI和采樣電阻R1，所述的原邊濾波電容Cl的正極與隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl的同名端并接、并與原邊輸入電源的正極相連，隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl的異名端與原邊開關(guān)管Ql的漏極相連，原邊開關(guān)管Ql的源極與原邊濾波電容Cl的負(fù)極并接、并與原邊輸入電源的負(fù)極相連；隔離變壓器Tl的副邊繞組SI的異名端與副邊濾波電容C2的正極并接、并與蓄電池BI的正極相連，隔離變壓器Tl的副邊繞組SI的同名端與副邊開關(guān)管Q2的漏極相連，副邊開關(guān)管Q2的源極與采樣電阻Rl的一端相連，采樣電阻Rl的另一端與副邊濾波電容C2的負(fù)極并接、并與蓄電池BI的負(fù)極相連。
[0005]上述的用于蓄電池化成及充放電的電路的控制方法，其步驟為:控制原邊開關(guān)管Q1、副邊開關(guān)管Q2互補(bǔ)交替工作的時間百分比，實(shí)現(xiàn)能量從原邊到副邊和從副邊到原邊的雙向流動，通過采樣流過電阻Rl的電流方向和大小，控制原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2的柵極脈沖信號，以控制實(shí)際輸出電流的方向和大小，實(shí)現(xiàn)蓄電池BI的化成及充放電控制。
[0006]作為優(yōu)選方案，所述原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2處于互補(bǔ)工作狀態(tài)。
[0007]作為優(yōu)選方案，所述隔離變壓器Tl處于反激模式。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:上述的用于蓄電池化成及充放電的電路及其控制方法，其開關(guān)管的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗相對于線性電源損耗明顯減小。能降低傳統(tǒng)蓄電池化成時的充電電能消耗，并可以充分利用蓄電池的放電電能。
【附圖說明】
[0009]圖1是傳統(tǒng)采用線性電源方式對電池進(jìn)行充放電的電路示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明所述電路的不意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的一種用于蓄電池化成及充放電的電路及其控制方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0012]如圖2所示，一種用于蓄電池化成及充放電的電路，包括:原邊側(cè)開關(guān)管Q1、隔離變壓器Tl、副邊側(cè)開關(guān)管Q2、原邊側(cè)濾波電容Cl、副邊側(cè)濾波電容C2、蓄電池BI和采樣電阻R1，所述的原邊濾波電容Cl的正極與隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl的同名端并接、并與原邊輸入電源的正極相連，隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl的異名端與原邊開關(guān)管Ql的漏極相連，原邊開關(guān)管Ql的源極與原邊濾波電容Cl的負(fù)極并接、并與原邊輸入電源的負(fù)極相連；隔離變壓器Tl的副邊繞組SI的異名端與副邊濾波電容C2的正極并接、并與蓄電池BI的正極相連，隔離變壓器Tl的副邊繞組SI的同名端與副邊開關(guān)管Q2的漏極相連，副邊開關(guān)管Q2的源極與采樣電阻Rl的一端相連，采樣電阻Rl的另一端與副邊濾波電容C2的負(fù)極并接、并與蓄電池BI的負(fù)極相連。
[0013]上述的用于蓄電池化成及充放電的電路的控制方法，其步驟為:控制原邊開關(guān)管Q1、副邊開關(guān)管Q2互補(bǔ)交替工作的時間百分比，實(shí)現(xiàn)能量從原邊到副邊和從副邊到原邊的雙向流動，通過采樣流過電阻Rl的電流方向和大小，控制原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2的柵極脈沖信號，以控制實(shí)際輸出電流的方向和大小，實(shí)現(xiàn)蓄電池BI的化成及充放電控制。所述原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2處于互補(bǔ)工作狀態(tài)。所述隔離變壓器Tl處于反激模式。
[0014]原邊是高壓直流電，實(shí)現(xiàn)將直流400V DC電通過變壓器對單個電池進(jìn)行充電和放電，充電時電能400V高壓直流電傳輸?shù)诫姵?，放電時電能從電池向400V高壓直流傳輸。
[0015]控制原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2的柵極脈沖信號，使原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2互補(bǔ)，當(dāng)隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl儲能大于隔離變壓器Tl的副邊繞組SI儲能時，電能從隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl傳輸?shù)礁綦x變壓器Tl的副邊繞組SI，實(shí)現(xiàn)對電池的充電；當(dāng)隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl儲能小于隔離變壓器Tl的副邊繞組SI儲能時，電能從隔離變壓器Tl的副邊繞組SI傳輸?shù)礁綦x變壓器Tl的原邊繞組P1，實(shí)現(xiàn)對電池的放電；通過副邊電流流過采樣電阻Rl的信號進(jìn)行反饋，根據(jù)反饋信號(即電流信號)的方向和大小，控制原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2的柵極脈沖信號，實(shí)現(xiàn)實(shí)際輸出電流的方向和大小，從而實(shí)現(xiàn)電池的完全充放電控制。
[0016]由于原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2工作在開關(guān)方式，開關(guān)管的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗相對于線性電源損耗明顯減小。
[0017]上述的實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，而非用于限制本發(fā)明；應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于蓄電池化成及充放電的電路，包括:原邊側(cè)開關(guān)管Q1、隔離變壓器Tl、副邊側(cè)開關(guān)管Q2、原邊側(cè)濾波電容Cl、副邊側(cè)濾波電容C2、蓄電池BI和采樣電阻R1，其特征在于:所述的原邊濾波電容Cl的正極與隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl的同名端并接、并與原邊輸入電源的正極相連，隔離變壓器Tl的原邊繞組Pl的異名端與原邊開關(guān)管Ql的漏極相連，原邊開關(guān)管Ql的源極與原邊濾波電容Cl的負(fù)極并接、并與原邊輸入電源的負(fù)極相連；隔離變壓器Tl的副邊繞組SI的異名端與副邊濾波電容C2的正極并接、并與蓄電池BI的正極相連，隔離變壓器Tl的副邊繞組SI的同名端與副邊開關(guān)管Q2的漏極相連，副邊開關(guān)管Q2的源極與采樣電阻Rl的一端相連，采樣電阻Rl的另一端與副邊濾波電容C2的負(fù)極并接、并與蓄電池BI的負(fù)極相連。2.如權(quán)利要求1所述的用于蓄電池化成及充放電的電路的控制方法，其步驟為:控制原邊開關(guān)管Q1、副邊開關(guān)管Q2互補(bǔ)交替工作的時間百分比，實(shí)現(xiàn)能量從原邊到副邊和從副邊到原邊的雙向流動，通過采樣流過電阻Rl的電流方向和大小，控制原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2的柵極脈沖信號，以控制實(shí)際輸出電流的方向和大小，實(shí)現(xiàn)蓄電池BI的化成及充放電控制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于蓄電池化成及充放電的電路的控制方法，其特征在于:所述原邊開關(guān)管Ql和副邊開關(guān)管Q2處于互補(bǔ)工作狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于蓄電池化成及充放電的電路的控制方法，其特征在于:所述隔離變壓器Tl處于反激模式。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可降低蓄電池化成時的充電電能消耗的用于蓄電池化成及充放電的電路及其控制方法，所述的電路包括：原邊側(cè)開關(guān)管Q1、隔離變壓器T1、副邊側(cè)開關(guān)管Q2、原邊側(cè)濾波電容C1、副邊側(cè)濾波電容C2、蓄電池B1和采樣電阻R1，該電路的控制方法，控制原邊開關(guān)管Q1、副邊開關(guān)管Q2互補(bǔ)交替工作的時間百分比，實(shí)現(xiàn)能量從原邊到副邊和從副邊到原邊的雙向流動，通過采樣流過電阻R1的電流方向和大小，控制原邊開關(guān)管Q1和副邊開關(guān)管Q2的柵極脈沖信號，以控制實(shí)際輸出電流的方向和大小，實(shí)現(xiàn)蓄電池B1的化成及充放電控制。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN104935033
【申請?zhí)枴緾N201510255921
【發(fā)明人】徐利東
【申請人】江蘇金帆電源科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月19日