[发明专利]一种线性放电集成一体化自主均衡芯片

说明书

本发明涉及一种线性放电集成一体化自主均衡芯片，包括高精度基准电压模块、放电电阻、第一至第二放大器、第一至第二MOS管、功率管；高精度基准电压模块连接锂电池正极，输出基准电压；第一MOS管源极连接锂电池正极，漏极通过串联第一电阻和第二电阻接地；第一放大器负输入端连接基准电压，正输入端通过第二电阻接地，输出端连接第一MOS管栅极；放电电阻一端连接第一MOS管漏极，另一端连接第二MOS管漏极；第二MOS管漏极连接第二放大器正输入端，源极连接锂电池负极；功率管漏极连接锂电池正极，源极连接锂电池负极；第二放大器负输入端连接基准电压，输出端连接第二MOS管、功率管栅极。该芯片能智能均衡锂电池电压。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种线性放电集成一体化自主均衡芯片、锂电池组自主均衡系统及锂电池自主均衡方法。

背景技术

锂电池具有体积小、重量轻、寿命长、环保等优势，近年来应用越来越广泛，但由于单只电压低，在与铅酸电池同等电压条件下，需要较多单体锂电池串联使用。

基于锂电池的特性，在使用中需做好充、放电保护，才能保证电池安全稳定，寿命长久。在充电时，电压高于一定值，需要断电保护防止锂电池过度充电，放电时，电压低于一定值，需要断载保护防止锂电池过度放电。同时，串联的锂电池组容量由改组电池中单体电池容量最低的那个决定。因为一组串联电池组充电过程中，当有一个锂电池电压达到充电保护值时，保护机制便会断开充电回路；同理，在放电过程中，当有一个锂电池电压达到放电保护时，保护机制便会断开放电回路。因此，在锂电池组使用中，电池一致性要求非常高。

尽管电池组在出厂时都会经过严格筛选，但经过一定时间使用后，各个锂电池之间会出现个体差异，这时便会影响电池组的整体性能和使用寿命。通常，锂电池组都需配备电池管理系统对电池组进行综合管理，其中就包括电池组均衡管理。

目前，现有技术针对电池组均衡管理的被动均衡方案基本为横流放电模式，充放电结束电池电压一致性差。并且，外围检测电路需额外供电，功耗较大，且无法实现实时检测，存在过冲、过放等现象。同时，高精度检测的实现需要高精度ADC及高精度基准电压等昂贵芯片，成本非常高。此外，电池组均衡系统需要控制器、电阻负载、继电器等组合，系统结构复杂，集成度较低，不适合轻量化、高可靠应用场合。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种能够使锂电池线性放电的集成化自主均衡芯片架构，使电池组均衡管理系统的实现更加精准化、智能化、小型化。

为了实现上述目的，本发明提供了一种线性放电集成一体化自主均衡芯片，包括：

高精度基准电压模块、放电电阻RS、第一电阻R1、第二电阻R2、第一放大器AMP1、第二放大器AMP2、第一MOS管M1、第二MOS管M2和功率管MP；其中，第一MOS管M1为PMOS管，第二MOS管M2和功率管MP为NMOS管；

所述高精度基准电压模块连接锂电池的正极VBAT+，输出基准电压V_REF；

所述第一MOS管M1的源极连接锂电池的正极VBAT+，漏极通过串联的第一电阻R1和第二电阻R2接地；所述第一放大器AMP1的负输入端连接基准电压V_REF，正输入端通过第二电阻R2接地，输出端连接所述第一MOS管M1的栅极；

所述放电电阻RS的一端连接所述第一MOS管M1的漏极，另一端连接所述第二MOS管M2的漏极；

所述第二MOS管M2的漏极连接所述第二放大器AMP2的正输入端，源极连接锂电池的负极VBAT-；所述功率管MP的漏极连接锂电池的正极VBAT+，源极连接锂电池的负极VBAT-；所述第二放大器AMP2的负输入端连接基准电压V_REF，输出端连接所述第二MOS管M2、所述功率管MP的栅极。

优选地，所述高精度基准电压模块包括高阶带隙基准单元和LDO；