[发明专利]电源平衡模块及其方法、电源模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种平衡模块，特别是涉及一种用于多个电池串接构成电池组 的电源平衡模块。

背景技术

一般来说为了给电子设备提供足够的电压，通常由多个电池串联而成一电 池组。而由于电池组内每个电池之间的性质不可能完全相同，用久了自然就会 有某些特性较差的电池先老化，而影响了整体放电曲线。因此电池组中的电池 不均衡时，它的可用容量将减少，串联电池组中容量最低的电池将决定电池组 的总容量。在不均衡电池组中，一个或几个电池会在其它电池尚需充电时便已 达到最大容量。而在放电时，未完全充电的电池又会比其它电池先放完电，使 电池组因电压不足而提前停止供电。

因此为了解决电池组中的电池不均衡的问题，有必要对电池组中的电池进 行均压的处理，而这种均压处理是通过分流需要均压的电池(电压最高的电池) 电流来实现的。通常来说是将一个功率晶体管和限流电阻串联后，再与电池组 中的每个电池并联来控制均压过程。因此在充电过程中导通功率晶体管，将该 电池的电流部份分流，因而使它的充电速度比其它电池慢。在放电过程中导通 功率晶体管，增加该电池的有效负载，使它的放电速度比其它电池快，因而在 充/放电模式下对电池进行均衡。

而前述所述均压电路设计时必须注意功率晶体管和限流电阻的选择，以使 电流保持在合理的范围内。如果均衡电流过高，功耗会很大，引起电池组升温 或增加组件负担；相反，如果均衡电流过低，就需要较长的时间或多个周期才 能起到均衡作用，因而降低电池均衡效率。

故目前均压电路架构是存有电路复杂且所使用的限流电阻也容易造成功 率上的额外消耗等问题产生，因此如何解决目前电池组均压处理方式所衍生的 问题，已是一个有待克服的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种电源平衡模块，以解决现有的 电池组均压电路过于复杂的问题。因此本发明的目的在于使电源平衡模块可以 在电路架构简单的情况下，而来对电池组中的各电池快速达成均压的效果。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一种方案，提供一种电源平衡模块， 该电源由多个电池串接组成的一电池组，包括：

一电压平衡单元，具有至少一磁性电容；

一切换开关单元，控制该些电池与该电压平衡单元之间路径的导通；以及

一控制单元，耦接于该切换开关单元，并用以输出一切换信号给该切换开 关单元，以使该些电池的每一个分别轮流与该电压平衡单元耦接。

该磁性电容包括：一第一磁性电极；一第二磁性电极；以及一介电层，设 置于该第一磁性电极与该第二磁性电极之间；其中该介电层用以储存电能，以 及该第一磁性电极与该第二磁性电极分别具有多个磁偶极以避免储存于该介 电层中的电能漏电。

该第一磁性电极包括：一第一磁性层；一第二磁性层；以及一第一隔离层， 包含有非磁性材料，设置于该第一磁性层与该第二磁性层之间；其中，该第二 磁性电极包括：一第三磁性层；一第四磁性层；以及一第二隔离层，包含有非 磁性材料，设置于该第三磁性层与该第四磁性层之间。

该切换开关单元包括有多个切换开关，且该些电池的每一端与该电压平衡 单元的每一端之间一对一耦接有一个该切换开关，且该控制单元所输出的该切 换信号用来控制该些切换开关的导通或断路。

每一该电池与该电压平衡单元之间的耦接为该控制单元输出该切换信号 以使耦接于该电压平衡单元的该电池两端的该等切换开关呈现导通状态。

该控制单元根据一计时单元的计时来输出该切换信号。

本发明还公开了一种电源平衡方法，该电源由多个电池串接组成的一电池 组，方法包括：提供一电压平衡单元，其中该电压平衡单元具有至少一磁性 电容；以及控制该些电池的每一个分别轮流与该电压平衡单元耦接。

控制该些电池的每一个分别轮流与该电压平衡单元耦接利用一控制单元 来对多个切换开关进行控制，且该些电池的每一端与该电压平衡单元的每一端 之间一对一耦接有一个该切换开关，且该控制单元所输出一切换信号来控制该 些切换开关的导通或断路。

其中每一该电池与该电压平衡单元之间的耦接为该控制单元输出该切换 信号以使耦接于该电压平衡单元的该电池两端的该等切换开关呈现导通状态。

其中该控制单元每隔一段时间来输出该切换信号给每一该电池两端所耦 接的该切换开关。