平衡充电

平衡充电是一种针对锂电池组所必需的充电方式。然而，在许多小功率应用中，实际上并没有实施平衡充电，比如大多数笔记本电脑电池组。这种做法会对电池寿命产生显著影响。

原理及方法

电池间能量传递均衡

一种常见的均衡技术是电池间能量传递均衡，即通过将高电量电池的能量转移至低电量电池进行充电。这一方法的主要挑战在于其复杂的控制过程。

外部能量输入均衡

另一种常用的方法是外部能量输入均衡，它通过可控的能耗来实现均衡。通常情况下，会使用一个耗能元件来消耗能量，以便其他电池单元能够充满电或降低某些单元的电压。然而，这种方案的一个缺点是，稳压二极管上产生的能耗过大，导致无法承受的发热。

实际应用

实际使用的平衡充电器采用了开关阵列，由功率MOSFET实现。这些器件的工作状态均为开关模式，因此能耗非常少。此外，由于电池没有串联二极管，因此可以获得最大的输出效率。尽管如此，由于需要匹配每个电池的电压，因此要求输入充电电路具有隔离特性。在这种设计中，采用了一个小型的T1变压器作为隔离组件，因为它能够在高频下工作，从而保持较小的尺寸。整个充电电路处于开关状态下运行，无需额外的控制模块，而是由FPGA直接控制场效应管。电流检测和电压检测电路的输出也被转换成开关信号，直接传输给FPGA。

安全措施

为了确保电池组的安全性，设置了独立的过流和低压保护功能。当出现异常情况时，这些保护机制可以直接切断电池组的输出。此外，控制系统还包含非易失性存储器和电池输出探测电路。当探测到保护电路启动时，相关信息会被保存在非易失性存储器中，以便后续分析。

参考资料

为什么串联锂电池充电要采用平衡充电法?.是发福的奥利奥.2024-10-30

什么是平衡充.新浪爱问知识人·教育.2024-10-30

平衡充电原理.百度文库.2024-10-30