针对太阳 组平衡充电电路拓扑的设想，国际外研讨职员提出了良多种差别的电路拓扑布局。由平衡进程中电路对能量的耗损环境，可将太阳 组平衡充电电路分为能量耗散型和能量非耗散型两大类。

1、能量耗散型平衡

能量耗散型平衡是经由进程在太阳 组中各单体太阳 两头别离并联分流电阻停止放电，从而完成平衡。分流电阻放电平衡电路是最为间接的平衡手艺，该手艺是经由进程分流电阻对容量高的单体太阳 停止放电，直至一切单体太阳 容量在统一程度。

如图2.1所示，可并联的分流电阻分为两类。

图2.1（a）称之为牢固电阻放电平衡，并联在单体太阳集团7237网站 两头的分流电阻将延续对单体太阳 停止放电，放电电阻Ri=1，2，.…，n）的巨细可按照以后单体太阳 的状况停止调理。该体例只合用于铅酸太阳 、太阳成集团游戏 ，缘由在于这两种太阳 在过充时不会破坏单体太阳 ]。这类电路简略、本钱低，错误谬误在于不管太阳 是处于充电状况仍是放电状况，分流电阻会一向将单体太阳 能量以热量的情势耗损掉。普通合用于能量充沛、对靠得住性请求高的场所，如卫星电源等。

图2.1（b）称之为开关电阻放电平衡，在此充电进程中，经由进程并联在单体太阳 两头的平衡开关S（i=1，2，n）和分流电阻R（i=1，2，n）完成对充电电流的调理，平衡电流经由进程节制平衡开关的占空比或开关周期来完成]。基于该思惟Atmel公司推出了用ATA6870集成太阳集团 办理芯片构成的开关电阻放电式容量平衡办理计划，如图2.2所示。ATA6870是一款针对纯电动汽车（夹杂能源汽车）用锂离子太阳 丈量、监控的太阳 办理芯片，一块芯片可撑持对6节单体太阳 电压、温度停止检测，当太阳 组停止充电时，并联在单体太阳 两头的开关管S由节制芯片ATA6870输出的6路脉宽调制旌旗灯号来节制，调制旌旗灯号的占空比由节制电路按照响应的平衡充电节制战略来停止调剂，是以能完成对单体太阳 充电电流的自力调理。比拟牢固电阻放电平衡电路，该电路更有用、靠得住性更高，且能合用于锂离子太阳 。该体例的错误谬误是在大容量太阳 组平衡中存在较严峻的散热题目，对锂离子太阳 机能影响较大，为此对热办理请求很高。

上述两种能量耗散型电路的错误谬误在于都存在将太阳 组能量以热量的情势消耗掉，若是操纵于太阳 组放电时平衡，将延长太阳 组的操纵里程。是以，上述电路合用于小功率太阳 组的充电平衡，且太阳 组的放电电流低于10mA/Ah。

2、能量非耗散型平衡

绝对能量耗散式平衡，能量非耗散式平衡电路能耗更小，但绝对电路布局更加庞杂。按能量变更体例，可分为能量转移式平衡和能量转换式平衡。

①能量转移式平衡

经由进程电容或电感等储能元件，将太阳集团 组中容量高的单体太阳 中的能量转移到容量低的单体太阳 上的平衡情势，称之为能量转移式平衡。操纵电容作储能元件，今朝已成长有三种典范的平衡电路拓扑：开关电容电路、飞渡电容电路、双层开关电容电路。

1）开关电容法平衡

如图2.3（a）所示，对由n节单体太阳 串连构成的能源太阳 组，开关电容法平衡电路须要n-1个电容元件和2n个开关器件。以单体太阳 B1和B2端电压不分歧为例，节制进程中，存在两种状况，状况“A”和状况“B”，以下图2.4所示。

在状况“A”时，开关S1和S3守旧；状况“B”时，封闭开关S1和S3，S2和S4守旧。同时，在状况“A”和状况“B”中，插手必然的死区时候ta。死区时候ta的巨细由式（2.1）决议。

t=maxta（）+t，tor（a）+tr）（2.1）

此中，toa（）、t别离为开关s的守旧提早和回升提早时候，toro、tr别离为开关S的关断延时和降落延时时候。状况“A”中，C1和B1并联，C1将会被充放电，终究C1的电压值和B1分歧；状况B”中，开关S1和S3关断，S2和S4守旧，C1和B2并联，C1将对B2充放电，履历几个周期后，B1和B2端电压将分歧。该电路的错误谬误是只能用于单体太阳 间的端电压平衡，同时只能完成相邻单体太阳 间的能量活动，是以当串连太阳 数量较多时，平衡时候绝对较长。

2）飞渡电容法平衡

如图2.3（b）所示，对由n节单体太阳 串连构成的能源太阳 组，飞渡电容法拓扑布局只须要1个开关电容元件和n+5个开关器件。节制体例是：节制器将串连太阳 组中容量最高的单体太阳 和容量最低的单体太阳 对应的开关器件停止切换节制，以此来完成该组太阳 间能量的活动。但是，该体例现仅在超等电容器组的电压平衡中得以普遍操纵，对锂离子太阳 组的飞渡电容法平衡研讨甚少。

3）双层电容法平衡

如图2.3（c）所示，双层电容法平衡电路也是对开关电容法电路的一个推导与变更，区分在于该电路操纵了两层开关电容来完成太阳 间的能量转移。对由n节单体太阳 串连构成的能源太阳 组，双层电容法须要n个开关电容元件和2n个开关器件。比拟拟开关电容法平衡电路，该电路的长处是操纵增添的外层开关电容，使得单体太阳 不只能够和相邻的单体太阳 停止电压平衡，同时还能够和非相邻的单体太阳 平衡，是以平衡速率得以进步。

操纵电感作储能元件，今朝已提出的典范平衡体例有：开关电感法、双层开关电感法等。

1）开关电感法平衡

如图2.5（a）所示，对由n节单体太阳 串连构成的能源太阳 组，开关电感法平衡电路须要须要n-1个电感元件和2（n-1）个开关器件。以图示3节太阳 串连成组为例，当单体太阳 B2容量高于B1时，对应PWM驱动S?守旧，B2给u充电；而后，S2断开，S1导，电感L1将存储的能量迪过S1通报给B1。相邻单体的两个开关管驱动旌旗灯号互补，同时插手死区，在死区时段，电感L1经由进程B1和S1的反并联二极管续流，也是在给B1充电。一样，单体B2容量高于B3时也接纳不异的体例平衡。该平衡电路布局简略，但是只能完成相邻单体太阳 之间的容量平衡，且串连太阳 数量较少的场所，如夹杂能源汽车用能源太阳 电源。当串连太阳 数量较多、首尾两头的单体太阳 容量相差较大时，必将构成平衡时候太长，且平衡效力低下。

2）双层开关电感法平衡

针对传统开关电感法平衡时候长的题目，文献[25]对图2.5（a）平衡电路停止了改良，如图2.5（b）所示，将相邻的两个单体看作一个，每一个单体都经由进程MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和一个电感相连，相邻两个再构成一组，和别的组再经由进程一个MOSFET和电感相连，在数量较大时会构成一个环式布局。恰是这类布局，使得每一个单体岂但能够和相邻单体停止容量平衡，还能和相隔较远的单体同时停止能量互换，使平衡时候明显延长，处理了传统开关电感法平衡电路平衡速率慢这个最大题目。

②能量转换式平衡

能量转换式平衡是经DC-DC变更电路，完成太阳 组全体（也可经内部输出电源）向容量低的单体太阳 停止补充电，也可由容量高的单体太阳 经断绝变更电路完成向太阳 组充电，以完成平衡充电的目标。按布局大致可分为两种：集合式、散布式。

1）集合式平衡

集合式平衡电路，其能量转换是经一个多输出的断绝变更器完成对太阳 组中容量最低的单体太阳 间接充电。该计划可完成疾速平衡，变更器输出能够是太阳 组全体，也可从内部电源获得电能停止平衡。

变压器的原边和副边布局良多，典范的有反激和正激式布局，如图2.6所示，在反激式平衡布局中，当主开关管S守旧时，太阳 组的能量将以磁场能量贮存在变压器T中；关断S时，大局部能量将通报到变压器副边对太阳 组中电压最低的单体太阳 充电。该电路的错误谬误在于为防止变压器饱和、和对开关管S和二极管D的破坏，限定了体系效力的进步，和对开关管占空比巨细的调制，并且，变压器漏劝化致的电压不平衡使得体系节制不能很好的弥补。

在正激式平衡布局中，当检测到某节单体太阳 电压比拟太阳 组均匀电压很大时，对应于并联在该太阳 两头的开关管S守旧，能量经变压器T和反并联二极管通报给其余单体太阳 。因为多绕组变压器的绕组共用一个铁芯，是以漏感等发生的效应不能轻忽，集合式平衡布局中变压器的绕组不能过量，即平衡工具串连太阳 组中太阳 单体数量请求较少。

2）散布式平衡

散布式平衡计划是在每节单体太阳 两头均并联一个平衡充电单位，如图2.7所示，图示中DC-DC变更器典范电路有buck-boost电路、反激式DC-DC等。

1）级联buck-boost 法平衡

传统开关电感法平衡不合适串连太阳 组数量较多的场所，文献[26]对其停止改良，提出了级联buck-boost法平衡电路，如图2.7（a）所示，该电路在每一个单体太阳 上并联一个buck-boost电路来分派电流，由图示电路可知，每一个变更器的开关应力下降，使得电路消耗减小。同时，对由n节单体太阳 串连构成的能源太阳 组，该布局包罗有n个子电路，是以，该电路可停止模块化设想，适用性加强，但节制庞杂。

2）多原边绕组反激变更器平衡

与图2.6（a）示平衡布局接纳多副边绕组共用一个磁芯差别，图2.7（b）示电路接纳了多原边绕组反激变更器，一切的原边绕组都是串连耦合的，同时每一个原边绕组都有自力的充电节制开关SSR（i=1，2，，n）以完成平衡。假定单体太阳 B1容量最低，SSR1断开，SSR2-SSRa守旧，主开关管S以必然的占空比导通，S断开时，太阳 组电流经由进程二极管流入B1。

在散布式平衡电路中，反激式变更电路最为适用，长处是平衡效力高、开关元件电压品级与太阳 组串连节数有关，合适于电动汽车用能源锂离子太阳 平衡充电场所。