平衡充电 ![]() 平衡充电是所有锂电池组所需要的充电方式,但是很多小功率的应用中实际是没有平衡充电的,如大多数的笔记本电脑电池组,这样做实际上对电池寿命的影响是相当大的。 中文名 平衡充电 均衡技术 电池间传递均衡、外部输入均衡 平衡充电 现有的均衡技术主要分为电池间能量传递均衡和外部能量输入均衡。电池间能量均衡就是把高电量电池的能量给低电量电池充电。这种方法最大的问题就是控制起来很复杂。 现在很多专用芯片或者单片机解决方案使用的是外部均衡的方式,这种方式是通过可控制的耗能来实现的。这种方式中一般都是使用一个耗能元件来消耗能量,从而等待其他电池单元充满或者降低某些单元的电压。这种方案的缺陷在于稳压二极管上的耗能太大,造成的发热量是不能忍受的。 实际使用的平衡充电器方式,当然,这只是一个示意图,不包括电流检测电路(输入到变压器之间)和电压检测电路(变压器次级绕组)。其中,开关阵列是用功率MOSFET实现。 这种做法,管子都工作在开关状态,耗能很少,另外电池没有串联二极管,可以获得最大输出。不足之处还是电路比较复杂,由于要匹配每个电池的电压,所以要求输入充电电路是隔离的。这里采用T1变压器作为隔离,因为开关频率可以做得很高,T1变压器的体积很小。 整个充电电路工作在开关状态,不再添加任何的控制模块,由FPGA直接控制场效应管,电流检测和电压检测电路的输出也转化为开关量直接传给 四个步骤 a) 检测是否有电池单体低于2.5V,如有,使用5%的占空比对低于2.5V的电池轮流充电,使其升压到 b) 打开J1和J8,对整体进行大电流充电,同时测量电池单体的电压,如果有电池单体达到4.2V,进入下个步骤; c) 逐渐降低占空比,使单体电池的最高电压维持在4.2V,直到占空比 d) 对未到4.2V的电池进行轮流充电,当占空比均下降到5%时,充电结束。 这里需要说明的是,a)和d)步骤中轮流充电是通过开关矩阵实现的,并且轮流充电并不会延长充电时间,这是因为此时的占空比远远小于25%,可以在一个充电周期内分别给四个电池充电。 3 过流和低压保护 为了保证电池组的绝对安全,电池组的过流和低压保护是独立设置的,当出现问题时可直接切断电池组的输出,这种类型的电路也非常普遍,这里不再赘述。 另外需要说明的是,控制系统里面也含有非易失存储器和电池输出探测电路,当探测到保护电路动作的时候,当前的信息将保存到非易失存储器中,以供日后分析。 |
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