由多繞組變壓器構(gòu)成的電池均衡器的制造方法
【專利摘要】由多繞組變壓器構(gòu)成的電池均衡器，其組成特點是：磁芯上有多個匝數(shù)相同、繞向不同的繞組，每個繞組與開關(guān)管串接形成單管正激電路或互補(bǔ)推挽電路并接在每個電池的正負(fù)極，如圖1所示。根據(jù)繞組的兩個繞線方向，將對應(yīng)單管正激電路中的開關(guān)管分成A組開關(guān)管和B組開關(guān)管，電路工作時A和B兩組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，間隔時間相等，開關(guān)頻率采用高頻；利用單管正激電路和互補(bǔ)推挽電路結(jié)合在一起的工作特點，不僅實現(xiàn)了磁芯的自然磁復(fù)位，同時又實現(xiàn)了整個電池組的電壓均衡。為了提高均衡能力和適應(yīng)更多數(shù)目的電池組均衡，采取的進(jìn)一步措施是：將單管正激電路全部改成互補(bǔ)推挽電路；使用多個變壓器，在變壓器磁芯上增加次級繞組，將所有次級繞組依據(jù)同名端并聯(lián)在一起的原則全部并聯(lián)在一起。
【專利說明】
由多繞組變壓器構(gòu)成的電池均衡器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本專利涉及電池領(lǐng)域，具體是由多繞組變壓器構(gòu)成的電池均衡器。
【背景技術(shù)】
[0002]電池組要能正常工作和充分發(fā)揮功效，必須用到電池均衡器，鋰電池的出現(xiàn)雖然有了很多年，但電池均衡器的發(fā)展卻十分緩慢，目前市場上能夠使用的均衡器少之又少。要得到性價比好的電壓均衡器，是人們的共同愿望和努力的目標(biāo)。
[0003]最簡單的辦法是在一個磁芯上繞多個繞組來做電壓均衡器，雖然很多人進(jìn)行了這樣的嘗試，但并沒有取得有意義的結(jié)果，原因是磁復(fù)位電路沒有給予正確的處理，以致于得到的結(jié)果有兩種:I，磁芯無法復(fù)位，因而無法做出實際機(jī)器；2，必須增加專門的磁復(fù)位電路，其結(jié)果是造成了電路的體積和造價增加，轉(zhuǎn)換效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問題:
[0005]如何讓電池均衡器中的多繞組變壓器磁芯得到合理復(fù)位，同時又能讓電池組中的所有電池在達(dá)到均衡穩(wěn)定時全部電壓一致，同時電路結(jié)構(gòu)既簡單，成本又低。
[0006]解決方案:
[0007]為了在不增加專門磁復(fù)位電路的前提下解決磁復(fù)位問題，本均衡器采用在一個磁芯上繞制多個匝數(shù)相同、繞向不同的線圈繞組，通過與開關(guān)管串接形成單管正激電路或互補(bǔ)推挽電路并接在每個電池的正負(fù)極，如圖1所示。利用互補(bǔ)推挽電路和單管正激電路相結(jié)合在一起的工作特點，既可實現(xiàn)磁芯的自動磁復(fù)位，不再需要專門的磁復(fù)位電路，又能實現(xiàn)整個電池組的電壓均衡。具體方案如下:
[0008]方案I，均衡器使用一個多繞組變壓器，每個繞組的匝數(shù)相同、繞線方向各不相同，如圖1所示。在每個電池的正負(fù)極之間都連接有一個單管正激電路或互補(bǔ)推挽電路。根據(jù)繞組繞線方向的不同，將其中一個繞線方向?qū)?yīng)的單管正激電路稱為A電路，對應(yīng)的開關(guān)管稱為A開關(guān)管，對應(yīng)的電池稱為A組電池;將另一個繞線方向?qū)?yīng)的單管正激電路稱為B電路，對應(yīng)開關(guān)管稱為B開關(guān)管，對應(yīng)的電池稱為B組電池。均衡器工作時所有A開關(guān)管與所有B開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，間隔時間相等，開關(guān)頻率采用高頻。由于A和B開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向相反，所以它們的交替導(dǎo)通必然導(dǎo)致變壓器磁芯的自然磁復(fù)位。
[0009]由于有互補(bǔ)推挽電路的存在，它實際上是由A和B兩個單管正激電路所組成的，其所對應(yīng)的電池既屬于A組電池，又屬于B組電池，也稱為橋梁電池。當(dāng)均衡達(dá)到穩(wěn)定時，所有A組電池實現(xiàn)電壓完全一致，所有B組電池實現(xiàn)電壓完全一致，因為橋梁電池既在A組電池中，又在B電池組中，這樣所有電池以橋梁電池為基準(zhǔn)，最終達(dá)到全部電壓一致，實現(xiàn)均衡的目的。
[0010]方案2，在方案I的基礎(chǔ)上將所有單管正激電路改成互補(bǔ)推挽電路，均衡能力得到加倍提高。
[0011]方案3，對于電池數(shù)目比較多的情況，用一個變壓器已經(jīng)繞不下所需數(shù)目的繞組時，解決的辦法是在方案I的基礎(chǔ)上，讓變壓器增加一個次級繞組，使用多個這樣完全相同的變壓器，讓所有變壓器的次級繞組依據(jù)同名端相并聯(lián)的原則全部并聯(lián)在一起。
[0012]方案4，為了進(jìn)一步改善均衡效果，將上述方案3的電路中所有單管正激電路改成互補(bǔ)推挽電路，均衡能力得到加倍提高。
[0013]發(fā)明有益效果:
[0014]本專利解決了多繞組變壓器在電壓均衡器中的磁復(fù)位問題，不僅沒有增加專門的磁復(fù)位電路，而且能夠確保在電池組達(dá)到均衡穩(wěn)定后，所有電池的電壓達(dá)到完全一致。
[0015]電路簡單，造價低，使性價比優(yōu)秀的電壓均衡器真正走向?qū)嵱谩?br>【附圖說明】
[0016]圖1，由單管正激和互補(bǔ)推挽電路混合組成的單變壓器均衡器電路圖
[0017]圖2，由互補(bǔ)推挽電路組成的單變壓器均衡器電路圖
[0018]圖3，由單管正激和互補(bǔ)推挽電路混合組成的多變壓器均衡器電路圖
[0019]圖4，由互補(bǔ)推挽電路組成的多變壓器均衡器電路圖
【具體實施方式】
[0020]實施方式I，由單管正激電路和互補(bǔ)推挽電路混合組成的單變壓器均衡器
[0021]如圖1所示，變壓器T的每個繞組匝數(shù)全部相同，即N1 = N2 = 1N3 = 2N3 = N4 = N5=。。。=他，每個電池的后面連接有一個單管正激電路，對于B3電池，后面連接的是一個互補(bǔ)推挽電路;所有開關(guān)管，Ql、Q2、IQ3、2Q3、Q4、Q5。。。Qn可以是MOS管、IGBT等。
[0022]從圖中可以看出，互補(bǔ)推挽電路是由兩個單管正激電路所組成，這兩個單管正激電路對應(yīng)的繞組繞線方向相反。
[0023]根據(jù)變壓器繞組的兩個繞線方向分類，將所有對應(yīng)的開關(guān)管分成兩組:A組開關(guān)管和B組開關(guān)管j組開關(guān)管為Ql、1Q3、Q5、Q7。。。對應(yīng)的電池BI，B3，B5，B7。。。稱為A組電池;B組開關(guān)管為Q2、2Q3、Q4、Q6、Q8。。。對應(yīng)的電池B2，B3，B4，B6。。。稱為B組電池。A組開關(guān)管同時導(dǎo)通和截止，B組開關(guān)管同時導(dǎo)通和截止。
[0024]均衡器工作時A組開關(guān)管與B組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，導(dǎo)通時間等于截止時間；開關(guān)頻率采用高頻，以確保單個電池電壓在通過開關(guān)管開通加到變壓器繞組后能夠等比例地耦合到別的電池對應(yīng)的繞組上，確保優(yōu)秀的均衡效果。
[0025]設(shè)A組開關(guān)管的驅(qū)動脈沖為DrA，B組開關(guān)管的驅(qū)動脈沖為DrB，DrA與DrB相比較，電壓波形相同，占空度均為50%，相位相差180度。
[0026]當(dāng)DrA為高電平時，DrB為低電平時，A組開關(guān)管Ql、1Q3、Q5、Q7。。。導(dǎo)通，B組開關(guān)管
02、203、04、06、08。。。截止，81的電壓加到【繞組上，83的電壓加到謂3繞組上，85的電壓加到N5繞組上，B7的電壓加到N7繞組上。。。這樣通過變壓器耦合，使B1、B3、B5、B7。。。電池以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使A組電池的電壓趨向全部一致，均衡效果等同于將81、83、8537.。。。用機(jī)械的方法從電池組中拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器T的磁芯開始磁化。
[0027]當(dāng)DrB為高電平時，DrA為低電平時，B組開關(guān)管Q2、2Q3、Q4、Q6、Q8。。。導(dǎo)通，A組開關(guān)管叭、103、05、07。。。截止，82的電壓加到吧繞組上，83的電壓加到2吧繞組上，84的電壓加到N4繞組上，B6的電壓加到N6繞組上。ο ο這樣通過變壓器耦合，使B2，B3，B4，B6。。。電池以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使B組電池的電壓趨向全部一致;均衡效果等同于將82 33，84，86。。。電池用機(jī)械的方法從電池組中拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器T的磁芯開始復(fù)位。
[0028]當(dāng)DrA為高電平時，DrB為低電平時，電路開始另一個周期的循環(huán)。
[0029 ] 當(dāng)均衡達(dá)到穩(wěn)定時，A組電池中的B1、B3、B5、B7。。。電池達(dá)到電壓完全一致，即BI =B3 = B5 = B7=。。。^組電池中的B2、B3、B4、B6。。。電池達(dá)到電壓完全一致，即B2 = B3 = B4 =B6 =。。。由于A和B兩組電池中都有B3電池，最終使整個電池組中的每個電池的電壓以B3為基準(zhǔn)，達(dá)到全部一致，因此B3電池也稱為橋梁電池，對應(yīng)的互補(bǔ)推挽電路也稱為中轉(zhuǎn)電路。
[0030]上述分析是假設(shè)第3串電池為橋梁電池，如果橋梁電池是則，82，83。。。&1電池中的任何一串電池，結(jié)論也是同樣成立的；整個電池組中可以有不止一個橋梁電池，因而不止一個中轉(zhuǎn)電路;橋梁電池越多，越容易達(dá)到電池組的電壓完全均衡。
[0031]在圖1中是假設(shè)變壓器繞組的繞向是依電池的排序從小到大間隔一致的，如果不是間隔一致，繞組的兩個繞向是隨電池排序從小到大隨機(jī)分布的，上述分析結(jié)論也是成立的。
[0032]實施方式2，由互補(bǔ)推挽電路組成的單變壓器均衡器
[0033]為了進(jìn)一步提高均衡能力，將圖1中的單管正激電路全部改成互補(bǔ)推挽電路，均衡能力得到加倍，如圖2所示，圖中所有繞組的匝數(shù)全部相同，S卩INl = -1Ν2 = 2Ν1 = 2N2 = 3N1==3N2 = 4N1 =。。。=ηΝ1 =nN2 ；所有開關(guān)管IQl，1Q2，2Q1，2Q2，3Q1，3Q2。。。成1，nQ2可以采用MOS管，IGBT等。
[0034]根據(jù)變壓器繞組的兩個繞線方向分類，與繞組串接的開關(guān)管分成兩組:A組開關(guān)管和B組開關(guān)管。A組開關(guān)管Ql、2Q1、3Q1、4Q1。。0nQl同時導(dǎo)通和截止;B組開關(guān)管Q2、2Q2、3Q2、4Q2。。。的2同時導(dǎo)通和截止。
[0035]均衡器工作時A組開關(guān)管與B組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，導(dǎo)通時間等于截止時間；開關(guān)頻率采用高頻，以確保單個電池電壓在通過開關(guān)管開通加到變壓器繞組后能夠等比例地耦合到別的電池對應(yīng)的繞組上，確保優(yōu)秀的均衡效果。
[0036]設(shè)A組開關(guān)管的驅(qū)動脈沖為DrA，B組開關(guān)管的驅(qū)動脈沖為DrB，DrA與DrB相比較，電壓波形相同，占空度均為50%，相位相差180度。
[0037]當(dāng)0^為高電平時，0池為低電平時4組開關(guān)管101、201、301、401。。。糾1導(dǎo)通，8組開關(guān)管102、202、302、402。。。糾2截止，81的電壓加到謂1繞組上，82的電壓加到21^1繞組上，B3的電壓加到3N1繞組上。。dn的電壓加到nNl繞組上，這樣通過變壓器耦合，使B1，B2，B3。。。^!電池以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使A組電池的電壓趨向全部一致，均衡效果等同于將BI，B2，B3。。。&1用機(jī)械的方法從電池組中拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器T的磁芯開始磁化。
[0038]當(dāng)0抑為高電平時，0^為低電平時，8組開關(guān)管102、202、302、402。。。糾2導(dǎo)通，八組開關(guān)管101、201、301、401。。。汕1截止，81的電壓加到謂2繞組上，82的電壓加到2吧繞組上，B3的電壓加到3N2繞組上。ο An的電壓加到nN2繞組上，這樣通過變壓器耦合，使BI，B2，B3，B4。。。^!電池以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使B組電池的電壓趨向全部一致;均衡效果等同于將BI，B2，B3，B4。。。Bn電池用機(jī)械的方法從電池組中拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器T的磁芯開始復(fù)位。
[0039]當(dāng)DrA為高電平時，DrB為低電平時，電路開始另一個周期的循環(huán)。
[0040]當(dāng)均衡達(dá)到穩(wěn)定時，電池組中的電池全部達(dá)到電壓一致。該電路的特點是:整個時間范圍內(nèi)所有電池都一直以電氣隔離的方式并聯(lián)在一起進(jìn)行均衡。
[0041 ]實施方式3，由單管正激和互補(bǔ)推挽電路混合組成的多變壓器均衡器
[0042]對于串聯(lián)電池數(shù)目比較多的情況，在一個磁芯上繞不下所需數(shù)目的線圈，為了解決這個問題，如圖3所示，均衡器使用多個相同的變壓器，變壓器總數(shù)共有m個，每個變壓器在“實施方式I”所使用的變壓器的基礎(chǔ)上，再增加一個匝數(shù)相同的次級繞組Ns，將所有變壓器的次級繞組Ns按照同名端相并聯(lián)的原則全部并聯(lián)在一起;每個變壓器的組成特點是:除增加的次級線圈Ns外，其余所有繞組的匝數(shù)全部相同。所有開關(guān)管可以采用MOS管，IGBT等。
[0043]電路的工作原理與上述實施方式I基本相同，所不同的是:不同變壓器對應(yīng)的電池小組之間通過并接在一起的次級線圈的耦合，實現(xiàn)整個電池組的電壓均衡。圖中1B1、1B2、183。。。1811為第1電池小組，共用變壓器1'1;281、282、283。。。2811為第2電池小組，共用變壓器T2，。。。mBl、mB2、mB3。。。mBn為第m電池小組。。。共用變壓器Tm。整個均衡器中根據(jù)繞組繞線方向的不同，將所有開關(guān)管分成A組和B組，A組開關(guān)管為:IQl、1Q3A、1Q5、1Q7。。。201、2Q3A、2Q5、2Q7。。。mQl、mQ3A、mQ5、mQ7。。。；B組開關(guān)管為:1Q2、1Q3B、1Q4、1Q6。。。202、2Q3B、2Q4、2Q6。。omQ2,mQ3B,mQ4,mQ6oo。；A組開關(guān)管和B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向正好相反。A組開關(guān)管同時開通和關(guān)閉，相應(yīng)驅(qū)動脈沖稱為0^，對應(yīng)的電池181、183、185、187。。。281、283、2B5、2B7。。omBl、mB3、mB5、mB7。。。稱為A組電池;B組開關(guān)管同時開通和關(guān)閉，相應(yīng)驅(qū)動脈沖稱為DrB，對應(yīng)的電池 1B2，1B3，1B4，1B6。。。2B2，2B3，2B4，2B6。。0mB2,mB3,mB4,mB6。。。稱為B組電池;均衡器工作時A組開關(guān)管與B組開關(guān)管交替導(dǎo)通與截止，導(dǎo)通時間與截止時間相等；DrA與DrB相比較，電壓波形完全相同，占空度均為50 %，相位相差180度;開關(guān)頻率采用高頻，以確保優(yōu)秀的均衡效果。
[0044]當(dāng)IDRl為高電平時，1DR2為低電平時，A組開關(guān)管導(dǎo)通，B組開關(guān)管截止，電池IBl的電壓加到INl繞組上，1B3的電壓加到1N3A繞組上，1B5的電壓加到1N5繞組上，1B7的電壓加至IJ1N7繞組上。。2B1的電壓加到2N1繞組上，2B3的電壓加到2N3A繞組上，2B5的電壓加到2N5繞組上，2B7的電壓加到2N7繞組上。。mBl的電壓加到mNl繞組上，mB3的電壓加到mN3A繞組上，11^5的電壓加到11^5繞組上。。。這樣通過變壓器耦合，使4組電池(181、183、185。。。281、283、285。。。1^1、1^3、11^5。。。)以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使該組電池的電壓趨向全部一致;均衡效果等同于將A組電池用機(jī)械方法全部拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器Tl、T2、T3、T4。。。Tm的磁芯開始磁化。
[0045]當(dāng)1DR2為高電平時，IDRl為低電平時，B組開關(guān)管導(dǎo)通，A組開關(guān)管截止，1B2的電壓加到1N2繞組上，1B3的電壓加到1N3B繞組上，1B4的電壓加到1N4繞組上，1B6的電壓加到1N6繞組上。。JB2的電壓加到2N2繞組上，2B3的電壓加到2N3B繞組上，2B4的電壓加到2N4繞組上，2B6的電壓加到2N6繞組上。。3B2的電壓加到mN2繞組上，mB3的電壓加到mN3B繞組上，mB4的電壓加到mN4繞組上。。。這樣通過變壓器耦合，使B組電池(1B2、1B3、1B4、1B6。。。2B2、283、284、286。。。1^2、1^3、11^4、11^6。。。)以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使該組電池的電壓趨向全部一致;均衡效果等同于將B組電池用機(jī)械方法全部拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器T1、T2、T3、T4o o C3Tm的磁芯開始復(fù)位。
[0046]當(dāng)IDRl為高電平時，1DR2為低電平時，電路開始另一個周期的循環(huán)。
[0047]當(dāng)均衡達(dá)到穩(wěn)定時，A組電池中的每個電池達(dá)到電壓完全一致;B組電池中的每個電池達(dá)到電壓完全一致；由于六和8兩組電池中都有183、283、383。。。1^3電池，最終使整個電池組中的每個電池的電壓以183、283、383。。。11^3為基準(zhǔn)，達(dá)到全部一致，因此183、283、3Β3。。。11^3電池也稱為橋梁電池，對應(yīng)的互補(bǔ)推挽電路也稱為中轉(zhuǎn)電路。
[0048]上述分析是假設(shè)第183、283、383。。。11^3電池為橋梁電池，如果橋梁電池是電池小組中的其它串電池，即181、182、183。。。1811中的任何一個，281、282、283。。。2811中的任何一個，3Β1、3Β2、3Β3。。。3Βη中的任何一個。。3Β1、mB2、mB3。。mBn中的任何一個，結(jié)論也是同樣成立的；每個變壓器對應(yīng)的電池小組中可以有不止一個橋梁電池，因而不止一個中轉(zhuǎn)電路；橋梁電池越多，越容易達(dá)到整個電池組的電壓完全均衡。
[0049]上述分析中是假設(shè)繞線的同名端是依電池排序間隔相同，如果繞組的繞向同名端是隨機(jī)分布的，結(jié)論也是成立的。
[0050]實施方式4，由互補(bǔ)推挽電路組成的多變壓器均衡器
[0051]為了進(jìn)一步提高均衡能力，將圖3中的所有單管正激電路全部改成互補(bǔ)推挽電路，如圖4所示，所有帶中心抽頭的繞組匝數(shù)全部相同；每個變壓器都有一個匝數(shù)相同的次級線圈Ns，依據(jù)同名端并聯(lián)在一起的原則全部并聯(lián)在一起;所有開關(guān)管可以采用MOS管，IGBT等。
[0052]電路的工作原理與上述實施方式2基本相同，所不同的是:通過并聯(lián)在一起的次級線圈，實現(xiàn)整個電池組的電壓均衡。
[0053]根據(jù)繞組繞線方向的不同，將所有開關(guān)管分成A組和B組，A組開關(guān)管為:1Q1A、1Q2A、1Q3A、1Q4A。0 02Q1A^2Q2A^2Q3A^2Q4A0o03Q1A^3Q2A^3Q3A^3Q4A0。0mQlA^mQ2A^mQ3A^mQ4Ao ο o ;B組開關(guān)管為:lQlBUQ2BaQ3BUQ4Bo o o2Q1B^2Q2B^2Q3B^2Q4Bo o o3Q1B^3Q2B^3Q3B、3Q4B。。0mQlB,mQ2B,mQ3B,mQ4Bo。。;A組開關(guān)管和B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向正好相反。A組開關(guān)管同時開通和關(guān)閉，相應(yīng)驅(qū)動脈沖稱為DrA;B組開關(guān)管同時開通和關(guān)閉，相應(yīng)驅(qū)動脈沖稱為DrB;均衡器工作時A組開關(guān)管與B組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，導(dǎo)通時間與截止時間相等;DrA與DrB相比較，電壓波形完全相同，占空度均為50%，相位相差180度。
[0054]當(dāng)IDRl為高電平時，1DR2為低電平時，A組開關(guān)管導(dǎo)通，B組開關(guān)管截止，電池IBl的電壓加到INlA繞組上，1B2的電壓加到1N2A繞組上，1B3的電壓加到1N3A繞組上，1B4的電壓加到1N4A繞組上。。。電池2B1的電壓加到2N1A繞組上，2B2的電壓加到2N2A繞組上，2B3的電壓加到2N3A繞組上，2B4的電壓加到2N4A繞組上。。。電池3B1的電壓加到3N1A繞組上，3B2的電壓加到3N2A繞組上，3B3的電壓加到3N3A繞組上，3B4的電壓加到3N4A繞組上。。。電池mBl的電壓加到mNIA繞組上，mB2的電壓加到mN2A繞組上，mB3的電壓加到mN3A繞組上，mB4的電壓加到mN4A繞組上ο ο。這樣通過變壓器耦合，使IBl、1B2、1B3。。。2B1、2B2、2B3。。0mBl、mB2、mBSumBn電池以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使所有電池的電壓趨向全部一致;均衡效果等同于將全部電池用機(jī)械方法全部拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器Tl、T2、T3。。。Tm的磁芯開始磁化。
[0055]當(dāng)1DR2為高電平時，IDRl為低電平時，B組開關(guān)管導(dǎo)通，A組開關(guān)管截止，電池IBl的電壓加到INlB繞組上，1B2的電壓加到1N2B繞組上，1B3的電壓加到1N3B繞組上，1B4的電壓加到1N4B繞組上。。。電池2B1的電壓加到2N1B繞組上，2B2的電壓加到2N2B繞組上，2B3的電壓加到2N3B繞組上。。。電池mBl的電壓加到mNIB繞組上，mB2的電壓加到mN2B繞組上，mB3的電壓加到mN3B繞組上，mB4的電壓加到mN4B繞組上。。C3HiBn的電壓加到mNnB繞組上;這樣通過變壓器耦合，使IBl、1B2、1B3。。JBl、2B2、2B3。^mBl、mB2、mB3 Wt3HiBn電池以電壓隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池，使所有電池的電壓趨向全部一致;均衡效果等同于將全部電池用機(jī)械的方法從電池組中拆開，然后全部并聯(lián)在一起產(chǎn)生的均衡效果。與此同時，變壓器Tl、T2、T3。。。Tm的磁芯開始復(fù)位。
[0056]當(dāng)IDRl為高電平時，1DR2為低電平時，電路開始另一個周期的循環(huán)。
[0057]當(dāng)均衡達(dá)到穩(wěn)定時，整個電池組中的所有電池達(dá)到全部電壓一致。該電路的特點是:整個時間范圍內(nèi)全部電池都一直以電氣隔離的方式并聯(lián)在一起進(jìn)行均衡，均衡效果很好。
[0058]本專利既適用于鋰電池，也適用于鉛酸電池，或是相同規(guī)格的電池組相串聯(lián)，對電池(或相同規(guī)格的電池組)的串聯(lián)個數(shù)沒有限制。
[0059]以上實施方式僅用于說明本專利，而并非對本專利的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，在不脫離本專利的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和組合，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本專利的范疇，本專利保護(hù)范圍應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【主權(quán)項】
1.由一個多繞組變壓器構(gòu)成的串聯(lián)電池組電壓均衡器，其電路組成特點是(如圖1):a，變壓器磁芯上的每個繞組的匝數(shù)完全相同，繞組在兩個繞線方向上都有分布;b，每個電池的正負(fù)極之間均連接有一個單管正激電路或一個互補(bǔ)推挽電路，互補(bǔ)推挽電路的相應(yīng)繞組是由兩個繞向相同的繞組首尾相連得到的帶中心抽頭的繞組所組成;整個電路中互補(bǔ)推挽電路的個數(shù)至少有一個或更多；C，依據(jù)單管正激電路中的相應(yīng)繞組的兩個繞線方向，將單管正激電路和互補(bǔ)推挽電路中對應(yīng)的開關(guān)管分成A和B兩組開關(guān)管;A組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向相同，B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向相同;A組開關(guān)管和B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向正好相反；均衡器工作時A組開關(guān)管與B組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，導(dǎo)通時間和截止時間相等;開關(guān)頻率采用高頻，以確保電池電壓在通過開關(guān)管導(dǎo)通加到變壓器繞組后能夠等比例地耦合到別的電池對應(yīng)的繞組上，確保優(yōu)秀的均衡效果;該均衡器的特征在于:磁芯的磁復(fù)位是自然完成的，沒有增加專門的磁復(fù)位電路;均衡達(dá)到穩(wěn)定后，所有電池的電壓以互補(bǔ)推挽電路對應(yīng)的電池電壓為基準(zhǔn)達(dá)到全部電壓一致，實現(xiàn)均衡的目的。2.由一個多繞組變壓器構(gòu)成的串聯(lián)電池組電壓均衡器，其電路組成特點是(如圖2):a，變壓器磁芯上有多個帶中心抽頭的繞組，每個繞組的匝數(shù)全部相同；b，每個電池的正負(fù)極之間均連接有互補(bǔ)推挽電路;c，依據(jù)互補(bǔ)推挽電路相應(yīng)繞組的繞線方向，將對應(yīng)開關(guān)管分成A和B兩組開關(guān)管;A組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向相同，B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向相同；A組開關(guān)管和B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向正好相反;均衡器工作時A組開關(guān)管與B組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，導(dǎo)通時間和截止時間相等;開關(guān)頻率采用高頻，以確保電池電壓在通過開關(guān)管開通加到變壓器繞組后能夠等比例地耦合到別的電池對應(yīng)的繞組上，確保優(yōu)秀的均衡效果;該均衡器的特征在于:所有單個電池全時間范圍內(nèi)都以電氣隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)均衡的目的。3.由多個完全相同的變壓器構(gòu)成的串聯(lián)電池組電壓均衡器，其電路組成特點是(如圖3):每個變壓器除由多個匝數(shù)相同繞向不同的初級線圈外，還有一個匝數(shù)相同的次級線圈，所有變壓器的次級線圈依據(jù)同名端并聯(lián)在一起的原則全部并聯(lián)在一起;對于每一個變壓器所對應(yīng)的局部電池小組，每個電池的正負(fù)極之間連接有一個單管正激電路或一個互補(bǔ)推挽電路，互補(bǔ)推挽電路的個數(shù)至少有一個;根據(jù)全部變壓器初級線圈的兩個繞線方向，將所對應(yīng)的單管正激電路中的開關(guān)管分成A和B兩組開關(guān)管;A組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向相同，B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向相同;A組開關(guān)管和B組開關(guān)管對應(yīng)的繞組繞線方向正好相反;均衡器工作時A組開關(guān)管與B組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，導(dǎo)通時間和截止時間相等;開關(guān)頻率采用高頻，以確保每個電池的電壓在通過開關(guān)管導(dǎo)通加到變壓器繞組后能夠等比例地耦合到別的電池對應(yīng)的繞組上，確保優(yōu)秀的均衡效果;該均衡器的特征在于:磁芯的磁復(fù)位是自然完成的，沒有增加專門的磁復(fù)位電路;均衡達(dá)到穩(wěn)定后，所有電池的電壓以互補(bǔ)推挽電路所對應(yīng)的電池電壓為基準(zhǔn)達(dá)到全部電壓一致，實現(xiàn)均衡的目的，整個電池組的電池數(shù)目可以比較多。4.由多個完全相同的變壓器構(gòu)成的串聯(lián)電池組電壓均衡器，其電路組成特點是(如圖4):每個變壓器除由多個匝數(shù)完全相同的帶中抽頭的初級線圈外，還有一個次級線圈，所有變壓器的次級線圈依據(jù)同名端并聯(lián)在一起的原則全部并聯(lián)在一起;所有帶中心抽頭的初級線圈分別與兩個開關(guān)管串接后形成互補(bǔ)推挽電路并聯(lián)在每個電池的正負(fù)極之間；均衡器工作時互補(bǔ)推挽電路中對應(yīng)的兩組開關(guān)管交替導(dǎo)通和截止，導(dǎo)通時間和截止時間相等;開關(guān)頻率采用高頻，以確保每個電池的電壓在通過開關(guān)管開通加到變壓器繞組后能夠等比例地耦合到別的電池對應(yīng)的繞組上，確保優(yōu)秀的均衡效果;該均衡器的特征在于:整個電池組中的每個電池在全時間范圍內(nèi)都以電氣隔離的方式并聯(lián)在一起，實現(xiàn)均衡的目的，整個電池組的電池數(shù)目可以比較多。
【文檔編號】H02J7/00GK106026285SQ201610550348
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】肖興龍
【申請人】肖興龍