低纹波锂电池充放电实现方法

摘要

本发明涉及一种低纹波锂电池充放电实现方法，该法采用双向开关电源对锂电池进行充放电，其中，所述开关电源的功率电路为双向半桥/同步倍流整流的双向DC/DC变换电路，控制电路采用电感充电电荷控制，以及采用双PI调节器和二极管自动选择电路，从而实现对锂电池的恒流充电、恒压充电和恒流放电，实现从恒流充电自动向恒压充电状态平滑转换。本发明还通过将滤波总电感电流i_L作为控制对象，实现对锂电池超低纹波的充放电。

主权项

一种低纹波锂电池充放电实现方法，其特征在于：通过开关电源对锂电池进行充放电；其中，所述开关电源的功率电路为双向半桥/同步倍流整流的双向DC/DC变换电路，采用电感充电电荷控制，以及采用双PI调节器和二极管自动选择电路，从而实现对锂电池的低纹波恒流充电、恒压充电和恒流放电，实现从恒流充电自动向恒压充电状态平滑转换；所述开关电源的控制电路采用电感充电电荷控制，以及采用双PI调节器和二极管自动选择电路，实现对所述开关电源输出的低纹波控制，以及恒流充电到恒压充电状态平滑转换；所述对锂电池恒压充电的实现方法包括：由电压调节器PI‑2和选择二极管D2电路构成的电压环工作，稳定输出电压，控制所述开关电源正向传输能量；所述对锂电池的恒流充电的实现方法包括：由电流调节器PI‑1和选择二极管D1构成的电流环工作，稳定输出电流，控制所述开关电源正向传输能量；所述对锂电池的恒流充电到恒压充电状态平滑转换的实现方法包括：在上述恒流充电时，当锂电池电压达到额定值时电压调节器PI‑2输出电压变低，选择二极管D2导通，电压环回路工作；同时，选择二极管D1截止，电流环回路停止工作，自动实现从恒流充电到恒压充电的状态转换；所述对锂电池的恒流放电包括：由电流调节器PI‑1和选择二极管D1电路构成的电流环工作，稳定输出电流，控制所述开关电源逆向传输能量；一个开关周期开始时，脉冲振荡器输出时钟脉冲CLK去触发RS触发器，RS触发器输出Q信号变为高电平，PWM信号为高电平，直流母线V_DC经DC/DC变换电路向电感和负载提供能量，电感电流i_L增大；同时RS触发器输出信号为低电平，模拟开关开路，积分器对电感电流i_L积分，输出整理得到R、C是积分参数、k₁是比例常数，V_int正比于电感充电电流i_L的积分，即直流母线经DC/DC变换电路传输给电感的电荷；在下一个开关周期内，是MS3关断，电感L2经变压器、MS2向直流母线V_DC放电；如此循环，MS3、MS4轮流关断，电感L1、L2轮流向直流母线V_DC放电，经L3C滤波，实现对锂电池超低纹波恒流放电，锂电池电压在降低；当锂电池电压低于一定值时停止放电。