5 平均电池电压均衡充电
图9 平均电池电压均衡充电原理
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平均电池电压均衡充电原理如图9所示,图中只给出了一只单电池的均衡电路,其他各单电池也配备相同的均衡电路,其中,放大器由单电池供电。
这种均衡充电控制电路的思路是:单电池电压与平均单电池电压相比较,控制功率开关将电池电压高于平均电压的单电池分流。因此,所有单电池电压在均衡电路的作用下趋向平均电池电压。
此电路初看起来是开环控制,实际上由于电池内阻的作用,均衡电路工作在具有负反馈特性的闭环状态。为了防止均衡电路在电池组放电时工作,可以在功率开关下端串联稳压二极管,这样在电池放电时,电池电压较低而失去分流回路。
平均电池电压均衡充电电路模式已经深入研究,被认为是效果非常好的方案。这种电路被列入LEO轨道锂离子电池应用的首选方案,已经申请了法国和欧洲的专利。
结语
以上讨论了锂离子电池充电管理电路的关键技术:恒流-恒压(TAPER)充电方式和均衡充电技术。通过比较,我们认为,“单电池峰值电压限制型线性”充电控制方案比较适应小卫星的使用,可避开“旁路式”控制巨大热耗、“分流式”控制巨大脉动充电电流、“分段式”恒压充电阶段充电电流减小不连续的缺点;平均电池电压均衡充电电路适应性强,各方面指标均比较理想。