CN111193308A - 电池组保护电路及保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电池组保护电路及保护方法，所述电池组保护电路包括选择电路和差值电路；所述选择电路接收每节电池电压，并从中选出最大电池电压和最小电池电压；所述差值电路将最大电池电压和最小电池电压的差值与阈值电压进行比较，若最大电池电压和最小电池电压的差值大于阈值电压，则所述差值电路输出控制信号控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。本发明可以及时检测各电池电压不匹配的问题，便于及时维修。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种电池组保护电路及保护方法。
背景技术
目前工业级的锂电池大多数有多串电池进行串联形成想要的电池包，该电池包会有标配的电池保护电路，但目前的电池保护电路仅能对充电过压，放电欠压，充放电过流，充放电高温或者低温进行保护，无法监控到各电池电压不匹配的问题，如果其中一节电池电压和其他电池电压不匹配，在应用系统中会导致所有串电池容量使用率大大降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以检测某节电池电压与其他电池电压不匹配的电池组保护电路及保护方法，用以解决现有技术存在的某节电池电压与其他电池电压不匹配的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种照明电路的控制电路，所述电池组包括N节串联的电池，所述控制电路包括：
选择电路，接收每节电池电压，并从中选出最大电池电压和最小电池电压；
差值电路，将最大电池电压和最小电池电压的差值与阈值电压进行比较，若最大电池电压和最小电池电压的差值大于阈值电压，则所述差值电路输出控制信号控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
可选的，所述选择电路将N节电池电压分别转化为相应的N个电流，N 个电流分别对相应的N个电容充电；每个电流分别与相应的电池电压成正相关或者负相关。
可选的，当每个电流与相应的电池电压成正相关时，最快达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最大，最后达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最小。
可选的，当每个电流分别与相应的电池电压成负相关时，最快达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最小，最后达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最大。
可选的，所述选择电路包括与N节电池相对应的N个跨导放大器和N个电容；每个跨导放大器同相输入端连接相应电池的正极，其反相输入端连接相应电池的负极，其输出端连接相应的电容。
可选的，所述选择电路包括与N节电池相对应N个跨导放大器、N个电容和N个电流源；每个跨导放大器同相输入端连接相应电池的负极，其反相输入端连接相应电池的正极，其输出端连接相应的电容和相应的电流源；每个电流源的输出电流和相应跨导放大器的输出电流之差给相应的电容充电。
可选的，所述差值电路包括第一运放、调整管、第一电阻、第二电阻和第一比较器，所述第一运放反相输入端连接第一电阻后接收表征最大电池电压的电容电压；所述第一运放同相输入端接收表征最小电池电压的电容电压，所述第一运放输出端连接所述调整管控制端；所述调整管第一端连接所述第一运放第一端，所述调整管第二端连接第一电阻后接地；所述第一比较器第一端连接所述调整管和所述第一电阻的公共连接端，所述第一比较器第二端接收阈值电压，所述比较器输出所述控制信号。
本发明还提供一种电池组保护电路，包括电平转换电路、多路复用电路、模数转换电路，所述电平转换电路接收每节电池电压，将每节电池电压转换成相应的低电平信号后输出给所述多路复用电路，所述多路复用电路输出端连接所述模数转换电路输入端，所述模数转换电路将接收到的模拟信号转换成数字信号后，选出最大值和最小值，并将最大值和最小值做差后与第一阈值比较；若最大值和最小值的差值大于第一阈值，则控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
本发明还提供一种电池组保护方法，检测每节电池电压，并从中选出最大电池电压和最小电池电压，当最大电池电压和最小电压电压的差值大于阈值电压时，控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：检测每节电池电压，并从中选出最大电池电压和最小电池电压，当最大电池电压和最小电压电压的差值大于阈值电压时，控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
附图说明
图1为本发明电池组保护电路实施例一原理图；
图2为本发明选择电路实施例一原理图；
图3为本发明选择电路实施例二原理图；
图4为本发明差值电路原理图；
图5为本发明电池组保护电路实施例二原理图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，示意了本发明电池组保护电路实施例一原理图，包括选择电路U01和差值电路U02；所述选择电路U01接收每节电池电压，并从中选出最大电池电压Vmax和最小电池电压Vmin；所述差值电路U02将最大电池电压Vmax和最小电池电压Vmin的差值Vmax-Vmin与阈值电压VREF进行比较，若最大电池电压和最小电池电压的差值Vmax-Vmin大于阈值电压VREF，则所述差值电路U02输出控制信号控制电池组的充电管M1和放电管 M2关断，并发出警报信号。
如图2所示，示意了本发明选择电路实施例一原理图，包括N个跨导放大器、N个电容和逻辑控制电路U101，每个跨导放大器对应一个电容和一节电池。每个跨导放大器同相输入端连接对应电池的正极，其反向输入端连接对应电池的负极，其输出端连接对应电容第一端，对应电容第二端接地。所述逻辑控制电路U101输入端连接每个电容正极，最先达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最大，最后达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最小，所述逻辑控制电路U101选出最大电池电压Vmax和最小电池电压Vmin。
如图3所示，示意了本发明选择电路实施例二原理图，其与图3所示意的实施例一区别在于，所述选择电路还包括N个电流源。每个跨导放大器同相输入端连接相应电池的负极，其反相输入端连接相应电池的正极，其输出端连接相应的电容和相应的电流源；每个电流源的输出电流和相应跨导放大器的输出电流之差给相应的电容充电。最先达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最小，最后达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最大。
如图4所示，示意了本发明差值电路原理图，包括包括第一运放U201、调整管M0、第一电阻R1、第二电阻R2和第一比较器U202，所述第一运放 U201反相输入端连接第一电阻R1后接收表征最大电池电压的电容电压；所述第一运放U201同相输入端接收表征最小电池电压的电容电压，所述第一运放U201输出端连接所述调整管M0控制端；所述调整管M0第一端连接所述第一运放U201第一端，所述调整管M0第二端连接第一电阻R1后接地；所述第一比较器U202第一端连接所述调整管M0和所述第一电阻R1的公共连接端，所述第一比较器U202第二端接收阈值电压VREF，所述第一比较器 U202输出所述控制信号Vc。
如图5所示，示意了本发明电池组保护电路实施例二原理图，包括电平转换电路、多路复用电路、模数转换电路、逻辑电路和数模转换电路，所述电平转换电路接收每节电池电压，将每节电池电压转换成相应的低电平信号后输出给所述多路复用电路，并经所述多路复用电路依次输出给所述模数转换电路，所述模数转换电路将接收到的模拟信号转换成数字信号后，并从数字信号中选出最大值和最小值，并计算最大值和最小值之差，若最大值和最小值的差值大于第一阈值，则控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电池组保护电路，所述电池组包括N节串联的电池，其特征在于，包括：
选择电路，接收每节电池电压，并从中选出最大电池电压和最小电池电压；
差值电路，将最大电池电压和最小电池电压的差值与阈值电压进行比较，若最大电池电压和最小电池电压的差值大于阈值电压，则所述差值电路输出控制信号控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
2.根据权利要求1所述的电池组保护电路，其特征在于：所述选择电路将N节电池电压分别转化为相应的N个电流，N个电流分别对相应的N个电容充电；每个电流分别与相应的电池电压成正相关或者负相关。
3.根据权利要求2所述的电池组保护电路，其特征在于：当每个电流与相应的电池电压成正相关时，最快达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最大，最后达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最小。
4.根据权利要求2所述的电池组保护电路，其特征在于：当每个电流分别与相应的电池电压成负相关时，最快达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最小，最后达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最大。
5.根据权利要求3所述的电池组保护电路，其特征在于：所述选择电路包括与N节电池相对应的N个跨导放大器和N个电容；每个跨导放大器同相输入端连接相应电池的正极，其反相输入端连接相应电池的负极，其输出端连接相应的电容。
6.根据权利要求4所述的电池组保护电路，其特征在于：所述选择电路包括与N节电池相对应N个跨导放大器、N个电容和N个电流源；每个跨导放大器同相输入端连接相应电池的负极，其反相输入端连接相应电池的正极，其输出端连接相应的电容和相应的电流源；每个电流源的输出电流和相应跨导放大器的输出电流之差给相应的电容充电。
7.根据权利要求1-6所述的任意一种电池组保护电路，其特征在于：所述差值电路包括第一运放、调整管、第一电阻、第二电阻和第一比较器，所述第一运放反相输入端连接第一电阻后接收表征最大电池电压的电容电压；所述第一运放同相输入端接收表征最小电池电压的电容电压，所述第一运放输出端连接所述调整管控制端；所述调整管第一端连接所述第一运放第一端，所述调整管第二端连接第一电阻后接地；所述第一比较器第一端连接所述调整管和所述第一电阻的公共连接端，所述第一比较器第二端接收阈值电压，所述比较器输出所述控制信号。
8.一种电池组保护电路，其特征在于：包括电平转换电路、多路复用电路、模数转换电路，所述电平转换电路接收每节电池电压，将每节电池电压转换成相应的低电平信号后输出给所述多路复用电路，所述多路复用电路输出端连接所述模数转换电路输入端，所述模数转换电路将接收到的模拟信号转换成数字信号后，选出最大值和最小值，并将最大值和最小值做差后与第一阈值比较；若最大值和最小值的差值大于第一阈值，则控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
9.一种电池组保护方法，其特征在于：检测每节电池电压，并从中选出最大电池电压和最小电池电压，当最大电池电压和最小电压电压的差值大于阈值电压时，控制电池组的充电管和放电管关断，并发出警报信号。
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