[发明专利]一种高效二阶均衡电路结构

摘要

本发明涉及一种高效二阶均衡电路结构。二阶均衡电路包括三个一阶均衡电路、两个电感、四个MOSFET开关与四个反并联二极管。一阶均衡电路则由三节电池单体形成的一个均衡模块，两个电感、四个MOSFET开关与四个反并联二极管组成。与现有的均衡电路相比，所提出的二阶均衡电路结构高效且简单可靠，可以使能量需要大范围转移情况下的均衡时间有效减少，且相对于相同效率的均衡电路结构所用的电感、MOSFET等元器件数量较少。有效提高电路的工作效率且降低了成本，可适用于数目较大，能量需要大范围转移的串联电池组，如电动汽车蓄电池组等。

主权项

1.一种高效二阶均衡电路结构，其特征在于，所述二阶均衡电路结构组成包括：三个电路结构完全相同的一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)、第一电感(LM1)、第二电感(LM2)、四个MOSFET开关(QM1,QM2,QM3,QM4)与四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)；其中，三个一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)分别为第一一阶均衡电路结构(M1)、第二一阶均衡电路结构(M2)、第三一阶均衡电路结构(M3)；四个MOSFET开关分别为：MOSFET开关A(QM1)、MOSFET开关B(QM2)、MOSFET开关C(QM3)和MOSFET开关D(QM4)；四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)分别为：反并联二极管A(dm1)、反并联二极管B(dm2)、反并联二极管C(dm3)和反并联二极管D(dm4)；上述每个一阶均衡电路(M1,M2,M3)均包括：三个电池单体(C1，C2，C3)、第三电感(L1)、第四电感(L2)、四个MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)、四个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)；三个电池单体(C1，C2，C3)分别为：第一电池单体(C1)、第二电池单体(C2)和第三电池单体(C3)；一阶均衡电路(M1,M2,M3)中的四个MOSFET开关分别为：第一MOSFET开关(Q1)、第二MOSFET开关(Q2)、第三MOSFET开关(Q3)和第四MOSFET开关(Q4)；一阶均衡电路(M1,M2,M3)中的四个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)分别为：第一反并联二极管(d1)、第二反并联二极管(d2)、第三反并联二极管(d3)和第四反并联二极管(d4)；上述每个一阶均衡电路(M1,M2,M3)的具体电路连接方式为：三个电池单体(C1，C2，C3)串联，四个MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)分别与四个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)并联，每个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)的正极与每个相应MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)的源极连接，其负极与每个相应MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)的漏极连接；第三电感(L1)一端连接在第一电池单体(C1)的负极，也即第二电池单体(C2)的正极，另一端连接在第一MOSFET开关(Q1)的源极、也即第二MOSFET开关(Q2)的漏极；第四电感(L2)一端连接在第二单体电池(C2)的负极，也即第三电池单体(C3)的正极，另一端连接在第三MOSFET开关(Q3)的源极、也即第四MOSFET开关(Q4)的漏极；而第一MOSFET开关(Q1)的漏极连接在第一单体电池(C1)的正极，源极连接在第二MOSFET开关(Q2)的漏极，第二MOSFET开关(Q2)的源极连接在第三单体电池(C3)的负极；第三MOSFET开关(Q3)的漏极连接在第一单体电池(C1)的正极，源极连接在第四MOSFET开关(Q4)的漏极，第四MOSFET开关(Q4)的源极连接在第三单体电池(C3)的负极；其中，第一一阶均衡电路结构(M1)中相互串联的第一电池单体(C1)、第二电池单体(C2)和第三电池单体(C3)构成第一电池组；第二一阶均衡电路结构(M2)中相互串联的第一电池单体(C4)、第二电池单体(C5)和第三电池单体(C6)构成第二电池组；第三一阶均衡电路结构(M3)中相互串联的第一电池单体(C7)、第二电池单体(C8)和第三电池单体(C9)构成第三电池组；上述二阶均衡电路结构的具体电路连接方式为：三个一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)串联，四个所述MOSFET开关(QM1,QM2,QM3,QM4)分别与四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)并联，每个反并联二极管(dmi,i＝1,2,3,4)的正极与相应MOSFET开关(QMi,i＝1,2,3,4)的源极连接，负极与相应MOSFET开关(QMi,i＝1,2,3,4)的漏极连接；第一电感(LM1)一端连接在第一一阶均衡电路(M1)中的第三电池单体(C3)的负极，也即第二一阶均衡电路(M2)中的第一电池单体(C4)的正极，另一端连接在MOSFET开关A(QM1)的源极、也即MOSFET开关B(QM2)的漏极；第二电感(LM2)一端连接在第二一阶均衡电路(M2)中的第三电池单体(C6)的负极，也即第三一阶均衡电路(M3)中的第一电池单体(C7)的正极，另一端连接在MOSFET开关C(QM3)的源极、也即MOSFET开关D(QM4)的漏极；MOSFET开关A(QM1)的漏极连接在第一一阶均衡电路(M1)中的第一电池单体(C1)的正极，源极连接在MOSFET开关B(QM2)的漏极，MOSFET开关B(QM2)的源极连接第二一阶均衡电路(M2)中的第三单体电池(C6)的负极；MOSFET开关C(QM3)的漏极连接在第二一阶均衡电路(M2)中的第一单体电池(C4)的正极，源极连接在MOSFET开关D(QM4)的漏极；MOSFET开关D(QM4)的源极连接在第三一阶均衡电路(M3)中的第三单体电池(C9)的负极。