一种用于电芯修复的自驱隔离双向电源的制作方法

1.本实用新型涉及电芯修复设备技术领域，特别指一种用于电芯修复的自驱隔离双向电源。


背景技术：

2.紧随着新能源的兴起和发展，汽车动力电池制造业也高速发展，越来越多的汽车采用动力电池提供驱动力，而动力电池在长期使用过程中，会产生老化、电量不均衡等一系列问题，此时需要对动力电池的电芯进行修复，以延长其使用寿命。
3.电芯修复过程中，需要对其进行充电和放电；传统上通过切换电源与负载来实现充电和放电的操作，无法实现能量的双向流动，不仅成本高，操作起来还十分复杂，并且在充放电切换的过程中可能产生冲击，对电芯的安全性产生一定影响。
4.因此，如何提供一种用于电芯修复的自驱隔离双向电源，实现能量的双向流动，提升电芯修复的效率以及安全性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种用于电芯修复的自驱隔离双向电源，实现能量的双向流动，提升电芯修复的效率以及安全性。
6.本实用新型是这样实现的：一种用于电芯修复的自驱隔离双向电源，包括一功率隔离变换电路以及一pwm控制电路；所述功率隔离变换电路包括一第一隔离单元、一第二隔离单元以及一变压器t1；
7.所述变压器t1的引脚1、3、5与第二隔离单元连接，引脚7、9与第一隔离单元连接；所述第一隔离单元与pwm控制电路连接。
8.进一步地，所述第一隔离单元包括一保险丝f1、一电容c1、一电容c2、一电容c3、一电容c4、一电阻r1、一电阻r2、一电阻r3、一电阻r4、一mos管q1以及一mos管q2；
9.所述mos管q1的栅极与电阻r1以及电阻r4连接，源极与电阻r4、mos管q2的漏极、变压器t1的引脚9以及pwm控制电路连接，漏极与保险丝f1、电容c1、电容c2以及电容c3连接；
10.所述mos管q2的栅极与电阻r2以及电阻r3连接，源极与电容c1、电容c2、电容c4以及电阻r3连接并接地；
11.所述电容c3与电容c4以及变压器t1的引脚7连接；所述电阻r1以及电阻r2均分别与pwm控制电路连接。
12.进一步地，所述第二隔离单元包括一保险丝f2、一电容c5、一电容c6、一电容c7、一电容c8、一电容c9、一电容c10、一电容c11、一电容c12、一电阻r5、一电阻r6、一电阻r7、一电阻r8、一电阻r9、一电阻r10、一mos管q3以及一mos管q4；
13.所述mos管q3的栅极与电阻r6以及电阻r10连接，源极与电阻r9、电阻r10、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12以及mos管q4的源极连接并接地，漏极与电阻r8、变压器t1的引脚1以及电容c5连接；
14.所述mos管q4的栅极与电阻r5以及电阻r9连接，漏极与电阻r7、变压器t1的引脚5以及电容c6连接；
15.所述保险丝f2的一端与电容c9、电容c10以及变压器t1的引脚3连接，另一端与电容c11以及电容c12连接；
16.所述电阻r8与电容c8连接；所述电阻r6与电容c6连接；所述电阻r5与电容c5连接；所述电阻r7与电容c7连接。
17.进一步地，所述pwm控制电路包括一pwm发生器u1、一变压器t2、一电阻r11、一电阻r12、一电阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16、一电阻r17、一电阻r18、一电阻r19、一电阻r20、一电阻r21、一电容c13、一电容c14、一电容c15、一电容c16以及一电容c17；
18.所述pwm发生器u1的引脚1与电阻r17连接，引脚2与电阻r18连接，引脚3与电阻r19连接，引脚5与电阻r20以及电容c17连接，引脚6与电阻r21连接，引脚7与电阻r20连接，引脚8与电容c16连接，引脚9与电阻r16连接，引脚10与电阻r15连接，引脚11与电阻r14连接，引脚12与电阻r15连接并接地，引脚13、15均与电容c14连接，引脚14与电阻r13连接，引脚16与电容c15连接；
19.所述电容c16与电阻r21以及电容c17连接并接地；所述电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻c14以及电容c15均接地；
20.所述变压器t2的引脚1与第一隔离单元连接，引脚2与电阻r11连接，引脚3与电容c13连接，引脚4与电阻r14连接，引脚5接地，引脚6与电阻r12连接；
21.所述电阻r11以及电阻r12均分别与第一隔离单元连接；所述电容c13与电阻r13连接。
22.本实用新型的优点在于：
23.通过设置包括第一隔离单元、第二隔离单元以及变压器t1的功率隔离变换电路，设置pwm控制电路向第一隔离单元输出一组互补的mos管驱动信号ppwma-1和ppwma-2，以交替通断mos管q1和mos管q2；当第一隔离单元的等效电压高于第二隔离单元的等效电压时，第一隔离单元作为电源输入端，第二隔离单元作为电源输出端；当第二隔离单元的等效电压高于第一隔离单元的等效电压时，第二隔离单元作为电源输入端，第一隔离单元作为电源输出端；由于设置了变压器t1，对第一隔离单元和第二隔离单元的电压进行隔离和变换，避免对电芯产生冲击；最终实现能量的双向流动，无需像传统上切换电源与负载，极大的提升了电芯修复的效率以及安全性。
附图说明
24.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
25.图1是本实用新型功率隔离变换电路的电路图。
26.图2是本实用新型pwm控制电路的电路图。
具体实施方式
27.本实用新型实施例通过提供一种用于电芯修复的自驱隔离双向电源，解决了现有技术中通过切换电源与负载来实现充放电，无法实现能量的双向流动，不仅成本高，操作起来还十分复杂，并且在充放电切换的过程中可能产生冲击的技术问题，实现能量的双向流
动，极大的提升了电芯修复的效率以及安全性的技术效果。
28.本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：设置包括第一隔离单元、第二隔离单元以及变压器t1的功率隔离变换电路，设置pwm控制电路向第一隔离单元输出一组互补的mos管驱动信号交替通断mos管q1和mos管q2；第一隔离单元和第二隔离单元等效电压高的一端自动切换为电源输入端，并通过变压器t1对第一隔离单元和第二隔离单元的电压进行隔离和变换，以实现能量的双向流动，提升电芯修复的效率以及安全性。
29.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
30.请参照图1至图2所示，本实用新型一种用于电芯修复的自驱隔离双向电源的较佳实施例，包括一功率隔离变换电路以及一pwm控制电路；所述功率隔离变换电路包括一第一隔离单元、一第二隔离单元以及一变压器t1；
31.所述变压器t1的引脚1、3、5与第二隔离单元连接，引脚7、9与第一隔离单元连接；所述第一隔离单元与pwm控制电路连接。
32.所述功率隔离变换电路的能量可以双向流动，当所述第一隔离单元的等效电压高于第二隔离单元时，能量从所述变压器t1的左边流向右边，当所述第二隔离单元的等效电压高于第一隔离单元时，能量从所述变压器t1的右边流向左边；所述变压器t1左右两边的等效比例由变压器匝比决定。
33.所述第一隔离单元包括一保险丝f1、一电容c1、一电容c2、一电容c3、一电容c4、一电阻r1、一电阻r2、一电阻r3、一电阻r4、一mos管q1以及一mos管q2；
34.所述mos管q1的栅极与电阻r1以及电阻r4连接，源极与电阻r4、mos管q2的漏极、变压器t1的引脚9以及pwm控制电路连接，漏极与保险丝f1、电容c1、电容c2以及电容c3连接；
35.所述mos管q2的栅极与电阻r2以及电阻r3连接，源极与电容c1、电容c2、电容c4以及电阻r3连接并接地；
36.所述电容c3与电容c4以及变压器t1的引脚7连接；所述电阻r1以及电阻r2均分别与pwm控制电路连接。
37.所述第二隔离单元包括一保险丝f2、一电容c5、一电容c6、一电容c7、一电容c8、一电容c9、一电容c10、一电容c11、一电容c12、一电阻r5、一电阻r6、一电阻r7、一电阻r8、一电阻r9、一电阻r10、一mos管q3以及一mos管q4；
38.所述mos管q3的栅极与电阻r6以及电阻r10连接，源极与电阻r9、电阻r10、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12以及mos管q4的源极连接并接地，漏极与电阻r8、变压器t1的引脚1以及电容c5连接；
39.所述mos管q4的栅极与电阻r5以及电阻r9连接，漏极与电阻r7、变压器t1的引脚5以及电容c6连接；
40.所述保险丝f2的一端与电容c9、电容c10以及变压器t1的引脚3连接，另一端与电容c11以及电容c12连接；
41.所述电阻r8与电容c8连接；所述电阻r6与电容c6连接；所述电阻r5与电容c5连接；所述电阻r7与电容c7连接。
42.所述pwm控制电路包括一pwm发生器u1、一变压器t2、一电阻r11、一电阻r12、一电
阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16、一电阻r17、一电阻r18、一电阻r19、一电阻r20、一电阻r21、一电容c13、一电容c14、一电容c15、一电容c16以及一电容c17；所述变压器t1和变压器t2均用于隔离和变换电压；所述pwm发生器u1的型号优选为sg3525，用于输出一组互补的mos管驱动信号ppwma-1和ppwma-2；
43.所述pwm发生器u1由12v供电，通过所述电阻r21和电容c17调整pwm的频率，通过所述电阻r20调整pwm的死区时间，通过所述电容c16控制软起时间；所述pwm发生器u1的引脚11、14产生一对差分pwm信号，再通过所述变压器t2将差分pwm信号转换成一组带死区互补的pwm驱动信号，用于控制所述mos管q1和mos管q2的通断；
44.所述pwm发生器u1的引脚1与电阻r17连接，引脚2与电阻r18连接，引脚3与电阻r19连接，引脚5与电阻r20以及电容c17连接，引脚6与电阻r21连接，引脚7与电阻r20连接，引脚8与电容c16连接，引脚9与电阻r16连接，引脚10与电阻r15连接，引脚11与电阻r14连接，引脚12与电阻r15连接并接地，引脚13、15均与电容c14连接，引脚14与电阻r13连接，引脚16与电容c15连接；
45.所述电容c16与电阻r21以及电容c17连接并接地；所述电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻c14以及电容c15均接地；
46.所述变压器t2的引脚1与第一隔离单元连接，引脚2与电阻r11连接，引脚3与电容c13连接，引脚4与电阻r14连接，引脚5接地，引脚6与电阻r12连接；
47.所述电阻r11以及电阻r12均分别与第一隔离单元连接；所述电容c13与电阻r13连接。
48.本实用新型工作原理：
49.第一隔离单元的等效电压高于第二隔离单元的等效电压时：
50.所述pwm控制电路输出一组互补的mos管驱动信号ppwma-1和ppwma-2，使所述mos管q1和mos管q2交替导通，能量经所述电容c3、电容c4、变压器t1、mos管q3以及mos管q4传输到np ，再经所述电容c9、电容c10、电容c11以及电容c12滤波输出，所述保险丝f2起到输出电流过大时的电路保护作用。
51.由于mos管驱动信号ppwma-1和ppwma-2是一组互补的信号，所以所述mos管q1和mos管q2在同一时刻只有一个导通，即当ppwma-1为高电平时mos管q1截止，mos管q2导通，当ppwma-2为高电平时mos管q2截止，mos管q1导通。
52.当ppwma-1为高电平，所述mos管q1截止，mos管q2导通，所述电容c3充电，所述变压器t1的同名端为正，输出端的所述mos管q3导通，电流从所述变压器t1的引脚3输出，依次经过所述电容c9、电容c10、保险丝f2、电容c11以及电容c12输出至负载，再经过所述mos管q3回到变压器t1的引脚1。
53.当ppwma-2为高电平，所述mos管q2截止，mos管q1导通，所述电容c4充电，所述变压器t1的异名端为正，输出端的所述mos管q4导通，电流从所述变压器t1的引脚3输出，依次经过所述电容c9、电容c10、保险丝f2、电容c11以及电容c12输出至负载，再经过所述mos管q4回到变压器t1的5。
54.第二隔离单元的等效电压高于第一隔离单元的等效电压时：
55.所述pwm控制电路输出一组互补的mos管驱动信号ppwma-1和ppwma-2，使所述mos管q1和mos管q2交替导通，能量经所述电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、mos管q3、mos管
q4传输到变压器t1，再经所述电容c3、电容c4、mos管q1、mos管q2、电容c1以及电容c2滤波输出，所述保险丝f1起到输出电流过大时的电路保护作用。
56.当ppwma-1为高电平，所述mos管q1截止，mos管q2导通，所述电容c3充电，所述变压器t1的同名端为正，输出端的所述mos管q3导通，电流从所述电容c12、电容c11、保险丝f2、电容c10、电容c9到变压器t1的引脚3，再由所述变压器t1的引脚1、mos管q3回到电源地，通过所述变压器t1将能量传输到第一隔离单元，电流经所述电容c3、电容c2、电容c1到第一隔离单元连接的负载，再经过所述mos管q2回到变压器t1。
57.当ppwma-2为高电平，所述mos管q2截止，mos管q1导通，所述电容c4充电，所述变压器t1的异名端为正，输出端的所述mos管q4导通，电流从所述电容c12、电容c11、保险丝f2、电容c10、电容c9到变压器t1的引脚3，再由所述变压器t1的引脚5、mos管q4回到电源地，通过所述变压器t1将能量传输到第一隔离单元，电流经所述电容c4、电容c2、电容c1到第一隔离单元连接的负载，再经过所述mos管q1回到变压器t1。
58.综上所述，本实用新型的优点在于：
59.通过设置包括第一隔离单元、第二隔离单元以及变压器t1的功率隔离变换电路，设置pwm控制电路向第一隔离单元输出一组互补的mos管驱动信号ppwma-1和ppwma-2，以交替通断mos管q1和mos管q2；当第一隔离单元的等效电压高于第二隔离单元的等效电压时，第一隔离单元作为电源输入端，第二隔离单元作为电源输出端；当第二隔离单元的等效电压高于第一隔离单元的等效电压时，第二隔离单元作为电源输入端，第一隔离单元作为电源输出端；由于设置了变压器t1，对第一隔离单元和第二隔离单元的电压进行隔离和变换，避免对电芯产生冲击；最终实现能量的双向流动，无需像传统上切换电源与负载，极大的提升了电芯修复的效率以及安全性。
60.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。