[发明专利]均衡式充放电装置及方法

权利要求书

1.一种均衡式充放电装置，其特征在于，具备：

串联的多节电池，

电感变压器，其具有原边绕组及分别与多节电池并联的多个次级绕组,

多个开关管，用于将电路切换至不同的充放电模式，所述充放电模式包括均衡模式与非均衡模式，

开关管控制器，用于控制所述多个开关管的导通与关断；

以及平衡电感，其与所述原边绕组串联后连接在电源输入输出端口的两端；

所述电池为N节，所述次级绕组为N个，所述开关管为N+2个，对于每节电池，一个所述次级绕组与一个所述开关管串联后再与该节电池并联，

对于N+2个开关管中未与所述次级绕组串联的第一开关管，其第一端连接N节电池的总正极，第二端连接所述原边绕组的第一端，

对于N+2个开关管中未与所述次级绕组串联的第二开关管，其第一端连接所述原边绕组的第一端，第二端连接所述电源输入输出端口的一端，

在所述开关管控制器控制与所述次级绕组串联的N个开关管及所述第二开关管导通，同时控制所述第一开关管关断时，所述充放电模式被切换为均衡模式，对应于N节所述电池的不同电压，N个所述次级绕组分别以不同的电流为每节电池充电，

在所述开关管控制器控制与所述次级绕组串联的N个开关管及所述第二开关管关断，同时控制所述第一开关管导通时，所述充放电模式被切换为非均衡模式，每节电池以相同的电流进行充放电。

2.根据权利要求1所述的均衡式充放电装置，其特征在于，

所述电池为2节，所述次级绕组为2个，所述开关管为4个，

对于第一节电池，第一个次级绕组与第三开关管串联后再与该第一节电池并联，其中，所述第一个次级绕组的第一端与所述第一节电池的正极连接，第二端与所述第三开关管连接，

对于第二节电池，第二个次级绕组与第四开关管串联后再与该第二节电池并联，其中，所述第二个次级绕组的第一端与所述第二节电池的正极连接，第二端与所述第四开关管连接，

所述第一个次级绕组的第一端与所述第二个次级绕组的第一端相对所述原边绕组的第一端为异名端。

3.根据权利要求2所述的均衡式充放电装置，其特征在于，在所述均衡模式下，所述次级绕组以第一电流为所述第一节电池充电，以第二电流为所述第二节电池充电，其中当所述第一节电池的电压高于所述第二节电池的电压时，所述第一电流低于所述第二电流。

4.根据权利要求2至3任一项所述的均衡式充放电装置,其特征在于,在每节电池两端并联有一个电容，N节串联的电池的两端也并联一个电容，所述电源输入输出端口的两端也并联一个电容。

5.根据权利要求2至3任一项所述的均衡式充放电装置，其特征在于,所述多个开关管为MOSFET金属-氧化层半导体场效晶体管，所述MOSFET的栅极与所述开关管控制器连接。

6.根据权利要求5所述的均衡式充放电装置，其特征在于，开关管控制器用于产生PWM信号，并根据所述PWM信号控制所述多个开关管的导通与关断。

7.一种均衡式充放电方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的均衡式充放电装置，包括如下步骤：

S1、在电源输入输出端口的两端连接有电源的情况下，当开关管控制器通过控制多个开关管的通断，将充放电模式切换为均衡模式时，电感变压器的原边绕组及次级绕组均处于导通状态，所述原边绕组通过所述次级绕组以不同的电流为每节电池充电，

S2、当所述开关管控制器通过控制所述多个开关管的通断，将充放电模式切换为非均衡模式时，所述原边绕组处于导通状态、而所述次级绕组处于断开状态，所述原边绕组与所述多节电池串联，电源以相同的电流为每节电池进行充电，

S3、在电源输入输出端口的两端连接有负载的情况下，当所述开关管控制器通过控制所述多个开关管的通断，将所述充放电模式切换为非均衡模式时，所述原边绕组处于导通状态、而所述次级绕组处于断开状态，所述原边绕组与所述多节电池串联，串联的多节电池相对负载以相同的电流进行放电，同时，所述次级绕组上蓄能而产生感应电动势，

S4、当开关管控制器通过控制多个开关管的通断，将充放电模式切换为均衡模式时，所述次级绕组上的所述感应电动势以不同的电流为每节电池充电，其中步骤S4中的充电电流与步骤S3中的放电电流的方向相反。