反激式均衡电路的电流采样装置、方法和电池均衡系统与流程

技术特征：
1.一种反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述反激式均衡电路，包括：变压器和开关管单元；所述开关管单元，包括：第一开关管和/或第二开关管；所述第一开关管，设置在所述变压器的原边线圈所在支路上；所述第二开关管，设置在所述变压器的副边线圈所在支路上；所述反激式均衡电路的电流采样装置，包括：采样模块；所述采样模块，包括：第一采样模块和/或第二采样模块；所述反激式均衡电路的电流采样装置，还包括：均衡电流调理单元和控制单元；所述均衡电流调理单元，包括：第一均衡电流调理单元和/或第二均衡电流调理单元；其中，所述第一采样模块，被配置为采集所述变压器的原边线圈锁在支路上的原边均衡电流；所述第一均衡电流调理单元，被配置为对所述第一采样模块采样得到的所述原边均衡电流进行调理，以得到所述第一采样模块采样得到的所述原边均衡电流的瞬时值；所述第二采样模块，被配置为采集所述变压器的副边线圈所在支路上的副边均衡电流；所述第二均衡电流调理单元，被配置为对所述第二采样模块采样得到的所述副边均衡电流进行调理，以得到所述第二采样模块采样得到的所述副边均衡电流的瞬时值；所述控制单元，被配置为在所述反激式均衡电路的相应均衡电流最小或最大的情况下，若基于相应采样模块采样得到相应均衡电流的瞬时值，则基于相应均衡电流的瞬时值、以及相应开关管的驱动信号的占空比进行计算，得到相应采样模块采样得到的相应均衡电流的有效值。2.根据权利要求1所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述第一均衡电流调理单元与所述第二均衡电流调理单元的结构相同。3.根据权利要求1所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述第一均衡电流调理单元，包括：偏置模块；所述偏置模块，被配置为对所述第一采样模块采样得到的所述变压器的原边均衡电流的幅度进行处理，以将所述第一采样模块采样得到的所述变压器的原边均衡电流在所述第一采样模块上表现出来的电压调整至设定采样范围内。4.根据权利要求3所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述偏置模块，包括：加法电路和偏置电路；所述加法电路，包括：第一运算放大器及其外围电路；所述偏置电路，包括：第二运算放大器及其外围电路；所述第一采样模块的输出端，输入至所述第一运算放大器的同相输入端；所述第二运算放大器的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端，均连接至所述第一运算放大器的同相输入端；所述第二运算放大器的输出端，能够输出至所述控制单元的第一ad采样端。5.根据权利要求1所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述第一均衡电流调理单元，还包括：隔离模块；所述隔离模块，被配置为对于所述隔离模块的输入端和所述隔离模块的输出端进行隔离，以将所述反激式均衡电路的电流采样装置与所述反激式均衡电路进行隔离。6.根据权利要求5所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述隔离模
块，包括：隔离芯片，以及第三运算放大器及其外围电路；在所述第一均衡电流调理单元包括加法电路和偏置电路的情况下，所述加法电路中第二运算放大器的输出端，经所述隔离芯片和所述第三运算放大器之后，自所述第三运算放大器的输出端，输出至所述控制单元的第一ad采样端。7.根据权利要求1所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述第一均衡电流调理单元，还包括：滤波模块；所述滤波模块，被配置为对所述第一采样模块采样得到的所述变压器的原边均衡电流进行滤波处理；其中，在所述第一均衡电流调理单元包括偏置模块和隔离模块中的至少之一的情况下，所述滤波模块，设置在所述偏置模块和所述隔离模块中的至少之一的输出端。8.根据权利要求1所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述第一均衡电流调理单元，还包括：钳位模块；所述第一采样模块对所述变压器的原边均衡电流的采样，是以施加在所述第一采样模块上的电压的形式进行体现的；所述钳位模块，被配置为对所述第一采样模块上的电压进行钳位；其中，在所述第一均衡电流调理单元包括偏置模块、隔离模块和滤波模块中的至少之一的情况下，所述钳位模块，设置在所述偏置模块、所述隔离模块和所述滤波模块中的至少之一的输出端。9.根据权利要求1至8中任一项所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，还包括：所述控制单元，还被配置为对所述采样模块对所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，与所述开关管单元的驱动信号进行同步控制，以在所述开关管单元的驱动信号的占空比与相位发生变化的情况下，使所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，为每个设定均衡周期内在所述开关管单元中相应开关管的导通与关断中的至少之一时；其中，在所述开关单元中第一开关管导通的情况下，所述反激式均衡电路的原边均衡电流最大；在所述开关单元中第一开关管关断的情况下，所述反激式均衡电路的原边均衡电流最小；在所述开关单元中第二开关管导通的情况下，所述反激式均衡电路的副边均衡电流最大；在所述开关单元中第二开关管关断的情况下，所述反激式均衡电路的副边均衡电流最小。10.根据权利要求9所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述控制单元，对所述采样模块对所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，与所述开关管单元的驱动信号进行同步控制，包括：设置所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流的采样通道的触发信号，并设置所述第一开关管和所述第二开关管的驱动信号，并使所述触发信号与所述驱动信号同步；所述触发信号与所述驱动信号的周期相同；其中，设置所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流的采样通道的触发信号，包括：对所述变压器的原边均衡电流的采样通道，由第一控制信号产生的第一触发信号进行
触发；对所述变压器的副边均衡电流的采样通道，由第二控制信号产生的第二触发信号进行触发；设置所述第一开关管和所述第二开关管的驱动信号，包括：以第三控制信号为所述第一开关管的驱动信号，并以第四控制信号为所述第二开关管的驱动信号；所述控制单元，在所述反激式均衡电路的相应均衡电流最小或最大的情况下，若基于相应采样模块采样得到相应均衡电流的瞬时值，则基于相应均衡电流的瞬时值、以及相应开关管的驱动信号的占空比进行计算，得到相应采样模块采样得到的相应均衡电流的有效值，包括：在一个设定均衡周期内，若所述第一采样模块采样得到两个所述原边均衡电流的瞬时值，即第一原边均衡电流瞬时值和第二原边均衡电流瞬时值，且在所述第一开关管的占空比为第一占空比的情况下，则所述变压器的原边均衡电流的有效值为所述第一原边均衡电流瞬时值与所述第二原边均衡电流瞬时值之和的一半，与所述第一占空比的乘积；在一个设定均衡周期内，若所述第二采样模块采样得到两个所述原边均衡电流的瞬时值，即第三原边均衡电流瞬时值和第四原边均衡电流瞬时值，且在所述第二开关管的占空比为第二占空比的情况下，则所述变压器的原边均衡电流的有效值为所述第三原边均衡电流瞬时值与所述第四原边均衡电流瞬时值之和的一半，与所述第二占空比的乘积。11.根据权利要求10所述的反激式均衡电路的电流采样装置，其特征在于，所述控制单元，对所述采样模块对所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，与所述开关管单元的驱动信号进行同步控制，还包括：若所述变压器的原边均衡电流的有效值和副边均衡电流的有效值中的至少之一，与均衡电流目标值不同，则对相应开关管的驱动信号的占空比和相位进行调节，并在每个设定均衡周期内对相应采样通道的触发信号的相位进行调节，以使所述第一控制信号在每个设定均衡周期内都在第三控制信号上升沿与下降沿的前设定数量个周期产生第一触发信号，和/或使所述第二控制信号在每个设定均衡周期内都在第四控制信号上升沿与下降沿的前设定数量个周期产生第二触发信号。12.一种电池均衡系统，其特征在于，包括：如权利要求1至11中任一项所述的反激式均衡电路的电流采样装置。13.一种反激式均衡电路的电流采样方法，其特征在于，所述反激式均衡电路，包括：变压器和开关管单元；所述开关管单元，包括：第一开关管和/或第二开关管；所述第一开关管，设置在所述变压器的原边线圈所在支路上；所述第二开关管，设置在所述变压器的副边线圈所在支路上；所述反激式均衡电路的电流采样方法，包括：通过第一采样模块，采集所述变压器的原边线圈锁在支路上的原边均衡电流；通过第一均衡电流调理单元，对所述第一采样模块采样得到的所述原边均衡电流进行调理，以得到所述第一采样模块采样得到的所述原边均衡电流的瞬时值；通过第二采样模块，采集所述变压器的副边线圈所在支路上的副边均衡电流；通过第二均衡电流调理单元，对所述第二采样模块采样得到的所述副边均衡电流进行
调理，以得到所述第二采样模块采样得到的所述副边均衡电流的瞬时值；通过控制单元，在所述反激式均衡电路的相应均衡电流最小或最大的情况下，若基于相应采样模块采样得到相应均衡电流的瞬时值，则基于相应均衡电流的瞬时值、以及相应开关管的驱动信号的占空比进行计算，得到相应采样模块采样得到的相应均衡电流的有效值。14.根据权利要求13所述的反激式均衡电路的电流采样方法，其特征在于，其中，通过第一均衡电流调理单元，对所述第一采样模块采样得到的所述原边均衡电流进行调理，和/或，通过第二均衡电流调理单元，对所述第二采样模块采样得到的所述副边均衡电流进行调理，包括：对相应采样模块得电的相应均衡电流，进行幅值调整、隔离、滤波、钳位中的至少一种处理。15.根据权利要求13或14所述的反激式均衡电路的电流采样方法，其特征在于，还包括：通过控制单元，对所述采样模块对所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，与所述开关管单元的驱动信号进行同步控制，以在所述开关管单元的驱动信号的占空比与相位发生变化的情况下，使所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，为每个设定均衡周期内在所述开关管单元中相应开关管的导通与关断中的至少之一时；其中，在所述开关单元中第一开关管导通的情况下，所述反激式均衡电路的原边均衡电流最大；在所述开关单元中第一开关管关断的情况下，所述反激式均衡电路的原边均衡电流最小；在所述开关单元中第二开关管导通的情况下，所述反激式均衡电路的副边均衡电流最大；在所述开关单元中第二开关管关断的情况下，所述反激式均衡电路的副边均衡电流最小。16.根据权利要求15所述的反激式均衡电路的电流采样方法，其特征在于，通过控制单元，对所述采样模块对所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，与所述开关管单元的驱动信号进行同步控制，包括：设置所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流的采样通道的触发信号，并设置所述第一开关管和所述第二开关管的驱动信号，并使所述触发信号与所述驱动信号同步；所述触发信号与所述驱动信号的周期相同；其中，设置所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流的采样通道的触发信号，包括：对所述变压器的原边均衡电流的采样通道，由第一控制信号产生的第一触发信号进行触发；对所述变压器的副边均衡电流的采样通道，由第二控制信号产生的第二触发信号进行触发；设置所述第一开关管和所述第二开关管的驱动信号，包括：以第三控制信号为所述第一开关管的驱动信号，并以第四控制信号为所述第二开关管的驱动信号；通过控制单元，在所述反激式均衡电路的相应均衡电流最小或最大的情况下，若基于
相应采样模块采样得到相应均衡电流的瞬时值，则基于相应均衡电流的瞬时值、以及相应开关管的驱动信号的占空比进行计算，得到相应采样模块采样得到的相应均衡电流的有效值，包括：在一个设定均衡周期内，若所述第一采样模块采样得到两个所述原边均衡电流的瞬时值，即第一原边均衡电流瞬时值和第二原边均衡电流瞬时值，且在所述第一开关管的占空比为第一占空比的情况下，则所述变压器的原边均衡电流的有效值为所述第一原边均衡电流瞬时值与所述第二原边均衡电流瞬时值之和的一半，与所述第一占空比的乘积；在一个设定均衡周期内，若所述第二采样模块采样得到两个所述原边均衡电流的瞬时值，即第三原边均衡电流瞬时值和第四原边均衡电流瞬时值，且在所述第二开关管的占空比为第二占空比的情况下，则所述变压器的原边均衡电流的有效值为所述第三原边均衡电流瞬时值与所述第四原边均衡电流瞬时值之和的一半，与所述第二占空比的乘积。17.根据权利要求16所述的反激式均衡电路的电流采样方法，其特征在于，通过控制单元，对所述采样模块对所述变压器的原边均衡电流和副边均衡电流中的至少之一的采样时机，与所述开关管单元的驱动信号进行同步控制，还包括：若所述变压器的原边均衡电流的有效值和副边均衡电流的有效值中的至少之一，与均衡电流目标值不同，则对相应开关管的驱动信号的占空比和相位进行调节，并在每个设定均衡周期内对相应采样通道的触发信号的相位进行调节，以使所述第一控制信号在每个设定均衡周期内都在第三控制信号上升沿与下降沿的前设定数量个周期产生第一触发信号，和/或使所述第二控制信号在每个设定均衡周期内都在第四控制信号上升沿与下降沿的前设定数量个周期产生第二触发信号。

技术总结
本发明公开了一种反激式均衡电路的电流采样装置、方法和电池均衡系统，该装置包括：第一采样模块，采集变压器的原边线圈锁在支路上的原边均衡电流；第一均衡电流调理单元，对原边均衡电流进行调理，以得到原边均衡电流的瞬时值；第二采样模块，采集变压器的副边线圈所在支路上的副边均衡电流；第二均衡电流调理单元，对第二采样模块采样得到的所述副边均衡电流进行调理，以得到副边均衡电流的瞬时值；控制单元，基于相应均衡电流的瞬时值、以及相应开关管的驱动信号的占空比进行计算，得到相应均衡电流的有效值。该方案，通过设置反激式均衡电流采集电路，能够提高均衡电流的采样精度，进而提高在电池均衡管理中对电池荷电状态的估算准确性。的估算准确性。的估算准确性。


技术研发人员：陈建清 胡友涛 滕云龙 张振沣
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/11/4