[发明专利]基于多相交错变换器的电池均衡电路及其控制方法

权利要求书

1.一种基于多相交错变换器的电池均衡电路，其特征是：包括控制器、若干个半桥电路、若干个电抗器和若干个电池单体，其中：

所有电池单体依次串联，组成电池组，所述半桥电路均并联在电池组两端，每个半桥电路的中点依次通过电抗器连接一个电池单体的负极；

所述半桥电路包括带有反相二极管的串联的上桥臂MOS管和下桥臂MOS管，上桥臂MOS管的漏极与下桥臂MOS管的源极相连，控制器采集每个电池单体的电压，计算电池组平均电压，根据上、下侧电池单体平均电压与电池组平均电压的大小，控制半桥电路的开、断。

2.如权利要求1所述的一种基于多相交错变换器的电池均衡电路，其特征是：所述控制器包括模数转换模块和脉冲宽度调制PWM信号输出端，其中，所述模数转换模块，通过电压检测电路与每个电池单体连接，将电池单体的电压信号转换成数字信号，获取每个电池单体的电压；

所述脉冲宽度调制PWM信号输出端通过驱动电路连接半桥电路，用于产生半桥电路中MOS管开关的控制驱动信号。

3.如权利要求1所述的一种基于多相交错变换器的电池均衡电路，其特征是：所述半桥电路有三个端，上端即上桥臂MOS管的源极，中端即上桥臂MOS管与下桥臂MOS管相连端，与电池单体的负极相连，下端即下桥臂MOS管的漏极。

4.如权利要求1所述的一种基于多相交错变换器的电池均衡电路，其特征是：所述电池组的每两个相邻串联电池单体之间连接一个电抗器的一端，电抗器的另一端与所述半桥电路的中端连接，所述半桥电路的上端连接电池组的正极，下端连接电池组的负极。

5.如权利要求1所述的一种基于多相交错变换器的电池均衡电路，其特征是：所述半桥电路在PWM信号驱动下，当电抗器上侧电池单体平均电压低于电池组平均电压时，所述控制器给下桥臂MOS管发送PWM信号，同时给上桥臂MOS管发送低电平，令其保持关断；当电抗器上侧电池单体平均电压高于电池组平均电压时，所述控制器给上桥臂MOS管发送PWM信号，同时给下桥臂MOS管发送低电平，令其保持关断。

6.如权利要求1所述的一种基于多相交错变换器的电池均衡电路，其特征是：所述控制器给下桥臂MOS管发送PWM信号，当PWM信号是高电平时，下桥臂MOS管导通，电抗器下侧电池单体给电抗器充电；当PWM信号是低电平时，下桥臂MOS管断开，电抗器通过上桥臂MOS管的续流二极管给电抗器上侧电池单体充电。这样就实现了能量从电抗器下侧电池单体到电抗器上侧电池单体的转移。

7.如权利要求1所述的一种基于多相交错变换器的电池均衡电路，其特征是：所述控制器给上桥臂MOS管发送PWM信号，当PWM信号是高电平时，上桥臂MOS管导通，电抗器上侧电池单体给电抗器充电；当PWM信号是低电平时，上桥臂MOS管断开，电抗器通过下桥臂MOS管的续流二极管给电抗器下侧电池单体充电。这样就实现了能量从电抗器上侧电池单体到电抗器下侧电池单体的转移。

8.一种应用如权利要求1-7中任一项所述的基于多相交错变换器的电池均衡电路控制方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)控制器借助模数转换模块，获取各个电池单体电压和电池组总电压，并计算每个电抗器上侧电池单体平均电压与电池组平均电压；

(2)控制器将获取的各电抗器上侧电池平均电压分别与电池组平均电压比较，当其差值大于电池均衡所设定的阈值时，则启动电池单体对应的半桥电路；

(3)当电抗器上侧电池单体平均电压低于电池组平均电压时，控制器给所述半桥电路的下桥臂MOS管发送PWM信号，同时给所述半桥电路的上桥臂MOS管发送低电平，令其保持关断；当电抗器上侧电池单体平均电压高于电池组平均电压时，控制器给所述半桥电路的上桥臂MOS管发送PWM信号，同时给所述半桥电路的下桥臂MOS管发送低电平，令其保持关断；

(4)控制器通过PWM信号控制半桥电路，使其对应的电抗器交替工作在充电和放电两个状态，来维持各个电池单体电压的平衡。