[发明专利]具有电池级联的电路布置

说明书

技术领域

本发明涉及具有电池级联的电路布置。

背景技术

具有电池级联的电路布置通常用来防止电池级联中的各个电池的充电差异，并且因此防止电池的过早劣化。

具有电池级联的电路布置描述于专利说明书DE 39 40 929 C1中，其中控制电路连接串联电路对，所述电路对各自连接到电池级联中的电池的极连接件，因此将相应的电池与并联连接的电容相连接。取决于电容器和连接到它们上的电池之间的电压差，能够发生电荷交换和充电均衡。每个电池均连接到比较电路，所述比较电路能够对实际电压和相应电池上的目标电压进行比较，并且用差分电压来加载控制电路。为了均衡充电，首先闭合充电较充足的电池的电路对，并且对电容器进行充电，直到它们具有充电较充足的电容器的电压。其后，打开该电路对，并且闭合充电不太充足的电池的电路对。然后电荷从电容器流出并进入到充电不太充足的电池中。

所述的电路布置的一个缺点在于，其需要为每个电池配备比较电路以便测量各个电池的电压，并且还需要具有若干个电容器的附加电路以便进行电压均衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路布置和方法，其中可能在电池级联中用简单的电路布置来精密地测量电压，并且不同程度充电的电池之间的电压均衡还是可能的。

该问题能够通过具有如权利要求1所述特征的电路布置和具有如权利要求10所述特征的方法来解决。附加实施方案在从属权利要求中给出。

如权利要求1所述的电路布置允许测量电池级联中的第二电池上的电压，因为能够存储第一电池的电压，并且因此能够相对于地电位测量整个电池级联中的电压和电容器上的电压之间的差值。这使得每个电池没有必要具有分配的独立测量电路，并且这也允许使用不是为电池级联中的总电压设计的测量电路，因为仅需相对于地电位测量差分电压而非第二电池两极处的电压差值。包括锂离子电池的电池级联的典型电压值在第一电池的正极处为约4.0伏(V)，并且在第二电池的正极处为8.0V。在本电路布置中，不必将第二电池的电压测量为相对于地电位的8.0V的差值和相对于地电位的4.0V，而是能够直接相对于地电位测量为4.0V的差分电压。

在电路布置的另一个实施方案中，存在测量电路，该测量电路能够直接通过第一输入端而具有第一电池的电压，并且该测量电路的第二输入端能够具有电容器(处于其充电状态)上的电压和电池级联的总电压之间的电压差。由于电路布置的特性，能够将测量电路例如可商购获得的且经济型的微控制器(其是为约5.5V的最大电压设计的)用于该目的。

在另一个实施方案中，测量电路具有模拟-数字转换器和存储器。利用所述转换器能够将所提供的模拟电压值转换为数字电压值。能够将数字电压值保存在存储器中以便例如进行彼此比较，或使电压随着时间的推移积聚下来以便进行日后分析。该模拟-数字转换器能够同时从测量电路的第一输入端或第二输入端接收模拟信号，因此没有必要提供两个模拟-数字转换器，并且在仅有一个模拟-数字转换器的情况下每次转换均能够具有相同的误差，使得在计算两个转换的值之间的差值时，误差能够基本上被消除。能够将存储器设计为用于某个数字值的存储器或用于若干个数字值的存储器。

在一个实施方案中，测量电路具有另一个比较单元，所述比较单元用来比较先前限定的电压值和当前电压值。

在另一个实施方案中，第一电路和第二电路能够由测量电路来控制。

在另一个实施方案中，第二电池的正极能够通过第三电路与测量电路耦接。以此方式，能够通过电池级联向测量电路提供能量。

在一个实施方案中，测量电路具有内部基准电压。这允许绝对地测量电压值。具体地讲，这允许确定相应电池上的欠电压或过电压。此外，基准电压还能够使测量具有更高的精确度。

在另一个实施方案中，将电池级联连接到充电电路，使得电池能够通过充电电路充电。充电电路能够由测量电路来控制，使得当发生欠电压时能够自动地对电池充电。

具体地讲，所述的电路布置能够用于由电池供电的电气装置。具体地讲，此类电气装置为移动电话、电动牙刷、剃刀或脱毛器、以无线方式操作的家用装置诸如手持式搅拌器、或以无线方式操作的工具诸如无绳螺丝刀。因此，本发明也涉及其特征在于这种电路布置的电气装置。

此外，本发明还涉及用于测量电池级联中的电压的方法。该方法由以下步骤组成：

●将落在地电位上的电容器充电，直到第一电池上的电压也以所需精度与电容器上的电压相同，所述电容器包括落在地电位上的电池级联中的第一电容器。