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CN110932363A - 一种均衡驱动电路以及电子设备 - Google Patents

一种均衡驱动电路以及电子设备 Download PDF

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CN110932363A
CN110932363A CN201911363505.3A CN201911363505A CN110932363A CN 110932363 A CN110932363 A CN 110932363A CN 201911363505 A CN201911363505 A CN 201911363505A CN 110932363 A CN110932363 A CN 110932363A
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electrically connected
subunit
equalizing
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battery
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CN201911363505.3A
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姚斌
施璐
李番军
曹笑吟
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Shanghai Pon Energy Polytron Technologies Inc
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Shanghai Pon Energy Polytron Technologies Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
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    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明实施例公开了一种均衡驱动电路以及电子设备，其中均衡驱动电路包括处理器、多数个均衡驱动电路单元；每个均衡驱动电路单元包括电容、均衡电路子单元和驱动电路子单元；每个电容的第一端与处理器的一个输出端电连接，每个电容的第二端与与其对应的均衡电路子单元的控制端电连接；每个电容的第二端与与其对应的驱动电路子单元的输入子端电连接，第一个驱动电路子单元的输出子端与处理器的接地端电连接形成闭合回路；第N个驱动电路子单元输出子端与上一个均衡驱动电路单元电连接以间接与处理器的接地端电连接形成闭合回路。本发明实施例简化了均衡驱动电路，实现了对所有电池的均衡，降低成本，提高了可靠性。

Description

一种均衡驱动电路以及电子设备
技术领域
本发明实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种均衡驱动电路以及电子设备。
背景技术
随着科学技术的进步，各个行业设备应用锂电池越来越广泛，电动工具、物联网、无人机等应用6节及以下锂电池串联场合，需要对单节电池进行均衡延长使用寿命。
6节及以下锂电池串联应用中，为降低产品功耗与成本，均采用非隔离供电方案，即微控制单元(Micro Control Unit，MCU)接地端与第1节电池负极共地；但是由于非隔离共地导致MCU驱动电池被动均衡MOS管，MCU无法直接导通第2节-第6节的均衡MOS管，只能采用隔离光耦方式进行控制，然而采用隔离光耦方式会同时导通第1节-第6节的电路，不能实现第2节-第6节电路的均衡，而且电路繁琐，成本较高，可靠性低。
发明内容
本发明实施例提供了一种均衡驱动电路以及电子设备，降低工艺容错度，保证器件工作特性。
第一方面，本发明实施例提供了一种均衡驱动电路，包括：
处理器、多数个均衡驱动电路单元；
每个所述均衡驱动电路单元包括电容、均衡电路子单元和驱动电路子单元；每个所述电容的第一端与所述处理器的一个输出端电连接，每个所述电容的第二端与与其对应的所述均衡电路子单元的控制端电连接；
每个所述电容的第二端与与其对应的所述驱动电路子单元的输入子端电连接，第一个所述驱动电路子单元的输出子端与所述处理器的接地端电连接形成闭合回路；第N个所述驱动电路子单元输出子端与上一个均衡驱动电路单元电连接以间接与所述处理器的接地端电连接形成闭合回路。
可选的，每个所述均衡电路子单元包括：
开关管和电池；
每个所述电容的第二端与与其对应的所述开关管的控制端电连接，所述开关管的第一端与所述电池的正极电连接，所述开关管的第二端与所述电池的负极电连接，第一个所述均衡电路子单元的电池负极与所述处理器的接地端电连接；第N个所述均衡电路子单元的电池负极与上一个所述均衡电路子单元的电池正极电连接。
可选的，每个所述均衡电路子单元还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与与其对应的所述电池的正极电连接，所述第一电阻的第二端与与其对应的所述开关管的第一端电连接。
可选的，所述开关管为N型场效应管。
可选的，每个所述驱动电路子单元包括第二电阻，所述第二电阻的第一端与与其对应的所述电容的第二端电连接，所述第二电阻的第二端与与其对应的所述开关管的第二端以及与其对应的所述电池的负极电连接。
可选的，第N个所述驱动电路子单元的第二电阻的第二端还与上一个所述均衡电路子单元的电池正极以及上一个所述均衡电路子单元的第一电阻的第一端电连接。
可选的，所述处理器输出端输出的信号为PWM方波。
第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括第一方面任一实施例所述的均衡驱动电路。
本发明实施例提供了一种均衡驱动电路以及电子设备，其中均衡驱动电路包括处理器、多数个均衡驱动电路单元；每个均衡驱动电路单元包括电容、均衡电路子单元和驱动电路子单元；每个电容的第一端与处理器的一个输出端电连接，每个电容的第二端与与其对应的均衡电路子单元的控制端电连接；每个电容的第二端与与其对应的驱动电路子单元的输入子端电连接，第一个驱动电路子单元的输出子端与处理器的接地端电连接形成闭合回路；第N个驱动电路子单元输出子端与上一个均衡驱动电路单元电连接以间接与处理器的接地端电连接形成闭合回路。简化了均衡驱动电路，实现了对所有电池的均衡，降低成本，提高了可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种均衡驱动电路示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种均衡驱动电路示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种均衡驱动电路示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种均衡驱动电路示意图；
图5是本发明实施例提供的一种不同位置的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种均衡驱动电路，图1是本发明实施例提供的一种均衡驱动电路示意图，参考图1，均衡驱动电路包括：
处理器10、多数个均衡驱动电路单元20；
每个均衡驱动电路单元包括电容C、均衡电路子单元21和驱动电路子单元22；每个电容C的第一端与处理器的一个输出端电连接，每个电容的第二端与与其对应的均衡电路子单元21的控制端电连接；
每个电容C的第二端与与其对应的驱动电路子单元22的输入子端电连接，第一个驱动电路子单元20的输出子端与处理器的接地端B电连接形成闭合回路；第N个驱动电路子单元20输出子端与上一个均衡驱动电路单元20电连接以间接与处理器10的接地端电连接形成闭合回路。
具体的，均衡驱动电路包括：处理器10、多数个均衡驱动电路单元20；处理器10与多数个均衡驱动电路单元20电连接，处理器10输出的信号控制多数个均衡驱动电路单元20的导通和断开，导通时可以实现均衡驱动电路单元20电路的均衡性；其中，每个均衡驱动电路单元20包括电容C、均衡电路子单元21和驱动电路子单元22；每个电容C的第一端与处理器10的一个输出端电连接，例如，第一个均衡驱动电路单元20的电容C与处理器的第一个输出端A1电连接，第二个均衡驱动电路单元20的电容C与处理器的第二个输出端A2电连接，第N个均衡驱动电路单元20的电容C与处理器的第N个输出端AN电连接。每个电容C的第二端与与其对应的均衡电路子单元21的控制端电连接，处理器10通过输出端输出信号，信号通过电容C后传输到均衡电路子单元21的控制端，根据信号可以切换均衡电路子单元21的开闭；每个电容C的第二端与与其对应的驱动电路子单元22的输入子端电连接，其中第一个驱动电路子单元22的输出子端与处理器10的接地端B电连接形成闭合回路；第N个驱动电路子单元22输出子端与上一个均衡驱动电路单元20电连接以间接与处理器10的接地端B电连接形成闭合回路，实现所有驱动电路子单元的导通。电容C的使用，可以延迟信号传输到驱动电路子单元22和均衡电路子单元21，进而控制每个均衡电路子单元21导通的时机，实现了所有均衡电路子单元21同时均衡的效果，简化了均衡驱动电路，降低成本，提高了可靠性。
本发明实施例提供了一种均衡驱动电路，包括：处理器10、多数个均衡驱动电路单元20；每个均衡驱动电路单元包括电容C、均衡电路子单元21和驱动电路子单元21；每个电容C的第一端与处理器10的一个输出端电连接，每个电容C的第二端与与其对应的均衡电路子单元21的控制端电连接；每个电容C的第二端与与其对应的驱动电路子单元22的输入子端电连接，第一个驱动电路子单元22的输出子端与处理器10的接地端B电连接形成闭合回路；第N个驱动电路子单元22输出子端与上一个均衡驱动电路单元20电连接以间接与处理器10的接地端B电连接形成闭合回路。本发明实施例可以延迟信号传输到驱动电路子单元22和均衡电路子单元21，进而控制每个均衡驱动电路单元20导通的时机，实现了所有均衡电路子单元21同时均衡的效果，简化了均衡驱动电路，降低成本，提高了可靠性。
可选的，图2是本发明实施例提供的另一种均衡驱动电路示意图，参考图2，每个所述均衡电路子单元包括：
开关管Q和电池U；
每个电容C的第二端与与其对应的开关管Q的控制端电连接，开关管Q的第一端与电池U的正极电连接，开关管Q的第二端与电池U的负极电连接，第一个均衡电路子单元21的电池U负极与处理器10的接地端B电连接；第N个均衡电路子单元21的电池U负极与上一个所述均衡电路子单元21的电池U正极电连接。
具体的，每个电容C的第二端与与其对应的开关管Q的控制端电连接，即开关管Q的控制端为均衡电路子单元21的控制端，开关管Q根据处理器10输出的信号切换其本身的导通状态和断开状态，进而实现均衡电路子单元21的导通和断开；开关管Q的第一端与电池U的正极电连接，开关管Q的第二端与电池U的负极电连接，当开关管Q导通后，均衡电路子单元21的电路导通形成回流。
可选的，图3是本发明实施例提供的另一种均衡驱动电路示意图，参考图3，每个均衡电路子单元21还包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端与与其对应的电池U的正极电连接，第一电阻R1的第二端与与其对应的开关管Q的第一端电连接。
具体的，每个均衡电路子单元21还包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端与与其对应的电池U的正极电连接，第一电阻R1的第二端与与其对应的开关管Q的第一端电连接，若开关管Q导通，则第一电阻R1并联在电池U两端；示例性地，当电池U电压过高时，处理器10输出导通开关管Q的信号导通开关管Q，电流通过设置的第一电阻R1进行分流，这样电压高的电池U充电电流小，实现电池U电压的均衡。
可选的，参考图3，开关管Q为N型场效应管。
具体的，开关管Q为N型场效应管，当N型场效应管的栅极接收到高电平时，N型场效应管的源极与漏极导通，实现均衡电路子单元21的导通，进而均衡电池电压。
可选的，图4是本发明实施例提供的另一种均衡驱动电路示意图，参考图4，每个驱动电路子单22包括第二电阻R2，第二电阻R2的第一端与与其对应的电容C的第二端电连接，第二电阻R2的第二端与与其对应的开关管Q的第二端以及与其对应的电池U的负极电连接。
具体的，每个驱动电路子单元22包括第二电阻R2，第二电阻R2的第一端与与其对应的电容C的第二端电连接，第二电阻R2的第二端与与其对应的开关管Q的第二端以及与其对应的电池U的负极电连接；第二电阻R2的设置可以实现开关管Q的有效断电，示例性地，若处理器10的输出端突然停止对N型场效应管的栅极输出高电平，N型场效应管的栅极和漏极之间具有一定残留电压，不能及时正常断开N型场效应管，通过设置第二电阻R2，消耗掉N型场效应管的栅极和漏极之间具有的一定残留电压，进而实现N型场效应管的有效断电。
其中，第一个驱动电路子单元22中电池U的负极与处理器10的接地端电连接，即第一个驱动电路子单元22中第二电阻R2的第二端与处理器10的接地端电连接。
可选的，参考图4，第N个驱动电路子单22的第二电阻R2的第二端还与上一个均衡电路子单元21的电池U正极以及上一个均衡电路子单元21的第一电阻R1的第一端电连接。
具体的，第N个驱动电路子单元22的第二电阻R2的第二端还与上一个均衡电路子单元21的电池U正极以及上一个均衡电路子单元21的第一电阻R1的第一端电连接；第N个驱动电路子单元21的第二电阻R2的第二端与上一个均衡电路子单元21的电池U正极电连接，即第N个驱动电路子单元22的第二电阻R2的第二端通过第N-1个均衡电路子单元21的电池U一直到第一个均衡电路子单元电池U的负极，再通过第一个均衡电路子单元21电池U的负极与处理器10的接地端B电连接，进而实现第N个驱动电路子单元22的导通。
可选的，处理器输出端输出的信号为PWM方波。
示例性地，图5是本发明实施例提供的一种不同位置的波形图，参考图5，处理器10输出端输出PWM方波后，传输到电容C时延迟PWM方波信号，通过不同位置的波形图不一致，传输到第二电阻R2的PWM方波迟于处理器10输出端输出PWM方波，传输到第一电阻R1的PWM方波迟于第二电阻R2的PWM方波。驱动电路子单元22导通后，均衡电路子单元21导通，进而实现均衡电路子单元21对电池U的均衡效果。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括上述任一实施例所述的均衡驱动电路，并与上述实施例具有相同的技术效果，这里不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种均衡驱动电路，其特征在于，包括：
处理器、多数个均衡驱动电路单元；
每个所述均衡驱动电路单元包括电容、均衡电路子单元和驱动电路子单元；每个所述电容的第一端与所述处理器的一个输出端电连接，每个所述电容的第二端与与其对应的所述均衡电路子单元的控制端电连接；
每个所述电容的第二端与与其对应的所述驱动电路子单元的输入子端电连接，第一个所述驱动电路子单元的输出子端与所述处理器的接地端电连接形成闭合回路；第N个所述驱动电路子单元输出子端与上一个均衡驱动电路单元电连接以间接与所述处理器的接地端电连接形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的均衡驱动电路，其特征在于，每个所述均衡电路子单元包括：
开关管和电池；
每个所述电容的第二端与与其对应的所述开关管的控制端电连接，所述开关管的第一端与所述电池的正极电连接，所述开关管的第二端与所述电池的负极电连接，第一个所述均衡电路子单元的电池负极与所述处理器的接地端电连接；第N个所述均衡电路子单元的电池负极与上一个所述均衡电路子单元的电池正极电连接。
3.根据权利要求1所述的均衡驱动电路，其特征在于，每个所述均衡电路子单元还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与与其对应的所述电池的正极电连接，所述第一电阻的第二端与与其对应的所述开关管的第一端电连接。
4.根据权利要求3所述的均衡驱动电路，其特征在于，所述开关管为N型场效应管。
5.根据权利要求1或2所述的均衡驱动电路，其特征在于，每个所述驱动电路子单元包括第二电阻，所述第二电阻的第一端与与其对应的所述电容的第二端电连接，所述第二电阻的第二端与与其对应的所述开关管的第二端以及与其对应的所述电池的负极电连接。
6.根据权利要求3或5所述的均衡驱动电路，其特征在于，第N个所述驱动电路子单元的第二电阻的第二端还与上一个所述均衡电路子单元的电池正极以及上一个所述均衡电路子单元的第一电阻的第一端电连接。
7.根据权利要求1所述的均衡驱动电路，其特征在于，所述处理器输出端输出的信号为PWM方波。
8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的均衡驱动电路。
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