? 平衡充電
平衡充電是所有鋰電池組所需要的充電方式,但是很多小功率的應(yīng)用中實(shí)際是沒有平衡充電的,如大多數(shù)的筆記本電腦電池組,這樣做實(shí)際上對(duì)電池壽命的影響是相當(dāng)大的。
中文名
平衡充電
均衡技術(shù)
電池間傳遞均衡、外部輸入均衡
平衡充電
現(xiàn)有的均衡技術(shù)主要分為電池間能量傳遞均衡和外部能量輸入均衡。電池間能量均衡就是把高電量電池的能量給低電量電池充電。這種方法最大的問題就是控制起來很復(fù)雜。
現(xiàn)在很多專用芯片或者單片機(jī)解決方案使用的是外部均衡的方式,這種方式是通過可控制的耗能來實(shí)現(xiàn)的。這種方式中一般都是使用一個(gè)耗能元件來消耗能量,從而等待其他電池單元充滿或者降低某些單元的電壓。這種方案的缺陷在于穩(wěn)壓二極管上的耗能太大,造成的發(fā)熱量是不能忍受的。
實(shí)際使用的平衡充電器方式,當(dāng)然,這只是一個(gè)示意圖,不包括電流檢測電路(輸入到變壓器之間)和電壓檢測電路(變壓器次級(jí)繞組)。其中,開關(guān)陣列是用功率MOSFET實(shí)現(xiàn)。
這種做法,管子都工作在開關(guān)狀態(tài),耗能很少,另外電池沒有串聯(lián)二極管,可以獲得最大輸出。不足之處還是電路比較復(fù)雜,由于要匹配每個(gè)電池的電壓,所以要求輸入充電電路是隔離的。這里采用T1變壓器作為隔離,因?yàn)殚_關(guān)頻率可以做得很高,T1變壓器的體積很小。
整個(gè)充電電路工作在開關(guān)狀態(tài),不再添加任何的控制模塊,由FPGA直接控制場效應(yīng)管,電流檢測和電壓檢測電路的輸出也轉(zhuǎn)化為開關(guān)量直接傳給
四個(gè)步驟
a) 檢測是否有電池單體低于2.5V,如有,使用5%的占空比對(duì)低于2.5V的電池輪流充電,使其升壓到
b) 打開J1和J8,對(duì)整體進(jìn)行大電流充電,同時(shí)測量電池單體的電壓,如果有電池單體達(dá)到4.2V,進(jìn)入下個(gè)步驟;
c) 逐漸降低占空比,使單體電池的最高電壓維持在4.2V,直到占空比
d) 對(duì)未到4.2V的電池進(jìn)行輪流充電,當(dāng)占空比均下降到5%時(shí),充電結(jié)束。
這里需要說明的是,a)和d)步驟中輪流充電是通過開關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)的,并且輪流充電并不會(huì)延長充電時(shí)間,這是因?yàn)榇藭r(shí)的占空比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于25%,可以在一個(gè)充電周期內(nèi)分別給四個(gè)電池充電。
3 過流和低壓保護(hù)
為了保證電池組的絕對(duì)安全,電池組的過流和低壓保護(hù)是獨(dú)立設(shè)置的,當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)可直接切斷電池組的輸出,這種類型的電路也非常普遍,這里不再贅述。
另外需要說明的是,控制系統(tǒng)里面也含有非易失存儲(chǔ)器和電池輸出探測電路,當(dāng)探測到保護(hù)電路動(dòng)作的時(shí)候,當(dāng)前的信息將保存到非易失存儲(chǔ)器中,以供日后分析。
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