監(jiān)控和平衡巨大鋰離子電池組的電路

　　當(dāng)你在那些大的電池組里面使用可以充電的鋰離子電池的時(shí)候，你遇到了獨(dú)一無(wú)二的問(wèn)題。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出100V的總線電壓排除了對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)IC的過(guò)渡充電和過(guò)度放電的使用的保護(hù)。另外，由于電池的串聯(lián)和這些電池的自我放電比率的細(xì)小差別而最終導(dǎo)致了充電的不平衡。因此，你必須修正電池的平衡。這個(gè)設(shè)計(jì)理念提供了一種保護(hù)和平衡巨大的高壓電壓的策略。在圖一里的電路監(jiān)控著串聯(lián)在電池組里的單獨(dú)的鋰離子電池。這個(gè)電路和一個(gè)監(jiān)控處理器連接和通信。這個(gè)監(jiān)控器監(jiān)控電池組里的所有的電池，在有問(wèn)題的時(shí)候開(kāi)啟一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)并且決定在什么地方和什么時(shí)候平衡是必要的。這種做法很容易衡量一個(gè)任意高總線電壓。

　　一個(gè)PIC16LF88微控制器直接從3-4.2V的電池電壓里獲得能量。由于不需要穩(wěn)壓并且整個(gè)電路的靜態(tài)電流小于1μA，這樣就最小化了電池的自我放電。一旦發(fā)生一些不可靠的事件，例如電池從電池組里斷開(kāi)了，穩(wěn)壓二極管D₂和保險(xiǎn)絲F₁可以在高壓下保護(hù)監(jiān)控器。一個(gè)光耦連接在電池監(jiān)控器和一個(gè)異步串行總線之間，速度為9600 baud。一個(gè)被監(jiān)控器驅(qū)動(dòng)的電池選折線一次選折一個(gè)電池。光藕MOCD207M有一個(gè)很穩(wěn)定的大的電流

轉(zhuǎn)換比率，這樣它可以在可能的供給電壓范圍內(nèi)做一些設(shè)定的操作。盡管振蕩器的靜態(tài)電流接近0，程序可以通過(guò)在串行線上發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)去喚醒監(jiān)控器。

　　監(jiān)控器通過(guò)測(cè)量M4050未知的固定電壓來(lái)衡量電池電壓?；鶞?zhǔn)點(diǎn)、運(yùn)算放大器和增益誤差導(dǎo)致了電壓的偏移，這個(gè)偏移是可以在軟件上校驗(yàn)的。由于溫度參數(shù)的變更，一些殘留的錯(cuò)誤就出現(xiàn)了。R₇和R₈用一個(gè)25 ppm/°C的溫度系數(shù)。伏特計(jì)在0到50°C的結(jié)果精確性是±7.5mV。通過(guò)偏置數(shù)字輸出端的基準(zhǔn)(點(diǎn))，伏特計(jì)只有當(dāng)必要的時(shí)候才允許通過(guò)電流。同樣的技巧可以應(yīng)用在電熱調(diào)節(jié)器上。

　　這個(gè)電池監(jiān)控器通過(guò)從R₂處分流200mA的電流來(lái)平衡一個(gè)超載電池。盡管分路電流比電池的最大放電電流12A小，但是他還是足以應(yīng)付平衡不同串聯(lián)電池的自我放電的細(xì)小差別。