[发明专利]自动电池均衡电路

权利要求书

1.一种用于均衡至少第一和第二串联电池之间的电荷的电池均衡电路，每个电池包括正端和负端，其中第二电池的正端在公共节点连接到第一电池的负端，该电池均衡电路包括：

开关电路，其可以(i)在正节点连接到第一电池的正端，以及(ii)在负节点连接到第二电池的负端；以及

谐振电路，其可连接在开关电路和电池的公共节点之间，

其中开关电路适合于交替地使该谐振电路与第一和第二电池相并联，使得直流成分通过谐振电路作为第一和第二电池之间电荷不平衡的函数在它们之间流动。

2.根据权利要求1所述的电池均衡电路，其特征在于，直流电流成分按照至少如下一种方式流动：(i)当第一电池具有比第二电池上的电荷更大的电荷时，从第一电池流到第二电池；以及(ii)当第一电池具有比第二电池上的电荷更小的电荷时，从第二电池流到第一电池，

其中该直流电流成分趋向于均衡第一和第二电池之间的电荷。

3.根据权利要求2所述的电池均衡电路，其特征在于，该直流电流成分具有与在第一和第二电池上的各个电荷之间的幅度差成正比的幅度。

4.根据权利要求3所述的电池均衡电路，其特征在于，该谐振电路是串联谐振电路，包括与谐振电容器相串联的谐振电感器。

5.根据权利要求4所述的电池均衡电路，其特征在于，串联连接的谐振电感器和谐振电容器包括连接到开关电路的第一节点，可连接到电池的公共节点的第二节点，以及把谐振电感器连接到谐振电容器的中间节点。

6.根据权利要求5所述的电池均衡电路，其特征在于，该串联谐振电路包括跨接谐振电容器的旁路电路，使得直流电流成分可以流过并且流到第一和第二电池中的一个。

7.根据权利要求6所述的电池均衡电路，其特征在于，该直流旁路电路包括旁路电感器，该旁路电感器所具有的电感明显大于谐振电感器的电感。

8.根据权利要求7所述的电池均衡电路，其特征在于，在第一和第二电池上的各个电荷之间的不平衡趋向于感应谐振电容器上的直流电压成分，该旁路电感器提供跨过谐振电容器的直流电流通道，使得直流电流成分可以流过旁路电感器并且流到第一和第二电池中的一个。

9.根据权利要求5所述的电池均衡电路，其特征在于，该开关电路包括从正节点到负节点以半桥式结构连接的第一和第二开关晶体管，并且确定它们之间的一个输出节点，谐振电路的第一节点连接到该输出节点。

10.根据权利要求9所述的电池均衡电路，其特征在于，该开关电路包括晶体管驱动电路，其适合于分别产生用于分别使第一和第二开关晶体管导通和截止的第一和第二偏置信号，该晶体管驱动电路连接到谐振电感器，使得第一和第二置压信号是跨过该谐振电感器的电压的一个函数。

11.根据权利要求10所述的电池均衡电路，其特征在于，该晶体管驱动电路产生第一偏压信号，以便于(i)当跨过谐振电感器的电压通常为正时，偏置第一晶体管导通和偏置第二晶体管截止，(ii)当跨过谐振电感器的电压通常为负时，偏置第一晶体管截止和偏置第二晶体管导通。

12.根据权利要求11所述的电池均衡电路，其特征在于，该晶体管驱动电路包括绕在谐振电感器的公共铁芯上的第一和第二绕组，该第一和第二绕组相反地缠绕，并且分别连接到第一和第二开关晶体管的偏置端。

13.根据权利要求12所述的电池均衡电路，其特征在于，第一和第二开关晶体管是MOS门晶体管，其中每个具有选通端，该第一和第二绕组连接到各个选通端。

14.根据权利要求13所述的电池均衡电路，其特征在于，第一和第二开关晶体管是MOSFET，第一开关晶体管的源极在输出节点连接到第二开关晶体管的漏极，该第一和第二绕组从各个栅极连接到第一和第二开关晶体管的源极。

15.根据权利要求11所述的电池均衡电路，其特征在于，晶体管驱动电路被采用，使得谐振电感两端的电压感应成比例的偏压以将在一正反馈电路组成中的第一和第二开关晶体管偏置为导通和截止。