CN103094932B - 一种供电系统及其电源保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供电系统及其电源保护电路，用于对电源进行短路保护。该电源的第一电源端和第二电源端对应连接负载的第一负载端和第二负载端。该电源保护电路包括：短路检测模块、保护开关以及控制模块。短路检测模块用于检测第一负载端和第二负载端之间是否存在短路。保护开关连接于第一电源端与第一负载端之间。控制模块在短路检测模块检测到第一负载端和第二负载端之间存在短路时，控制保护开关间断性导通。通过上述方式，本发明的供电系统及其电源保护电路能够在检测到负载存在短路时利用保护开关的间断性导通对负载进行充电，有效的防止了对负载短路的误判。

Description

一种供电系统及其电源保护电路

技术领域

本发明涉及电源保护领域，特别是涉及一种供电系统及其电源保护电路。

背景技术

在供电系统中，特别是多串大功率电池的供电系统中，电池在放电过程中会出现过放、过流或短路的情况，因此电池放电时的保护尤其重要。其中，电池被短路也是一种非常严重的现象，也是比较常见的现象，如果电池被短路时保护的不及时，电池将会出现漏液、烧毁甚至会引起爆炸的危险。

参见图1，图1是现有的供电系统的示意图。现有的供电系统包括电池组11、MOS管M1、以及电池管理模块14。电池组11由多个电池V1串联而成。电池管理模块14的第一管理端141连接负载12的第一负载端121，电池管理模块14的第二管理端142连接MOS管M1。MOS管M1具有第一开关端131、第二开关端132以及第三开关端133。第一开关端131连接电池管理模块14的第二管理端142，以接收电池管理模块14的控制信号。第二开关端132连接电池组11的第一电源端111，第三开关端133连接负载12的第一负载端121。电池组11的第二电源端112连接负载12的第二负载端122。当电路开始工作时，电池管理模块14通过第一管理端141检测负载12的第一负载端121处的电压，若第一负载端121处的电压高于预定电压值，则认为负载12短路，控制MOS管M1的第二开关端132与第三开关端133断开。

但是，如图1所示，负载12中往往会并联一个电容C1，则当电池组11连接负载12时，负载12的电容C1两端的电压瞬间会相等。此时，电池管理模块14会误判负载12短路，从而控制MOS管M1的第二开关端132与第三开关端133断开，导致供电系统无法启动。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种供电系统及其电源保护电路，以避免在上电过程中对负载短路的误判。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电源保护电路，用于对电源进行短路保护。该电源的第一电源端和第二电源端对应连接负载的第一负载端和第二负载端。该电源保护电路包括：短路检测模块、保护开关以及控制模块。短路检测模块用于检测第一负载端和第二负载端之间是否存在短路。保护开关连接于第一电源端与第一负载端之间。控制模块在短路检测模块检测到第一负载端和第二负载端之间存在短路时，控制保护开关间断性导通。

其中，控制模块包括控制信号输出端，保护开关包括第一开关端、第二开关端以及第三开关端。第一开关端连接控制信号输出端以接收控制信号，第二开关端连接第一电源端，第三开关端连接第一负载端，第二开关端和第三开关端在控制信号的控制下导通或断开。

其中，控制信号为脉宽调制信号。

其中，控制信号包括第一电平信号和第二电平信号，第二开关端和第三开关端在第一电平信号的控制下导通，第二开关端和第三开关端在第二电平信号的控制下断开。

其中，保护开关为开关管。

其中，开关管为MOS管。

其中，控制模块进一步包括信号输入端，短路检测模块为电压检测模块，电压检测模块包括检测输入端和检测输出端，检测输入端连接第一负载端，检测输出端连接信号输入端。

其中，当控制模块控制保护开关间断性导通预定时间间隔后，短路检测模块检测到第一负载端和第二负载端之间仍存在短路，则控制模块控制保护开关断开。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种供电系统，该供电系统包括：电源、短路检测模块、保护开关以及控制模块。电源包括第一电源端和第二电源端，第一电源端和第二电源端对应连接负载的第一负载端和第二负载端。短路检测模块用于检测第一负载端和第二负载端之间是否存在短路。保护开关连接于第一电源端与第一负载端之间。控制模块在短路检测模块检测到第一负载端和第二负载端之间存在短路时，控制保护开关间断性导通。

其中，当控制模块控制保护开关间断性导通预定时间间隔后，短路检测模块检测到第一负载端和第二负载端之间仍存在短路，则控制模块控制保护开关断开。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的供电系统及其电源保护电路能够在检测到负载存在短路时利用保护开关的间断性导通对负载进行充电，能够有效的区分真正的电池短路和其他负载造成的仿似短路的情况，从而一方面提高了保护的可靠性，另外一方面提高了产品正常使用的可靠性，极大的降低了误判的概率，有效的防止了对负载短路的误判。

附图说明

图1是现有的供电系统的示意图；

图2是本发明供电系统的一实施例的示意图。

具体实施方式

参阅图2，图2是本发明供电系统的一实施例的示意图。本发明的供电系统的实施例包括：电源21、短路检测模块26、保护开关M2、以及控制模块27。

在本实施例中，电源21由多个电池V2串联而成。在其他实施例中，电源21可为单个电池或其他供电元件。电源21的第一电源端211和第二电源端212对应连接负载22的第一负载端221和第二负载端222。

控制模块27包括控制信号输出端271与信号输入端273。保护开关M2包括第一开关端231、第二开关端232以及第三开关端233。第一开关端231连接控制信号输出端271，以接收控制信号。第二开关端232连接第一电源端211。第三开关端233连接第一负载端221。第二开关端232和第三开关端233在控制信号的控制下导通或断开。在本实施例中，保护开关M2为开关管，具体为开关管中的MOS管。

在本实施例中，该控制信号为脉宽调制信号，且控制信号包括第一电平信号(例如，高电平信号)和第二电平信号(例如，低电平信号)。第二开关端232和第三开关端233在第一电平信号的控制下导通，第二开关端232和第三开关端233在第二电平信号的控制下断开。当脉宽调制信号中的第一电平信号和第二电平信号交替变化时，则可控制保护开关M2间断性导通。

在本实施例中，短路检测模块26为电压检测模块。短路检测模块26包括检测输入端261和检测输出端262。检测输入端261连接第一负载端221，检测输出端262连接控制模块27的信号输入端273。在其他实施例中，短路检测模块26可为与负载22串联的电流检测模块。

在电源21连接到负载22时，如果负载22并联有电容C2，则电容C2的两端电压瞬间相等。短路检测模块26检测到第一负载端221的电压超出正常工作范围，并认为负载22短路。此时，短路检测模块26通过检测输出端262发送第一负载端221和第二负载端222之间存在短路的信号至控制模块27的信号输入端273。控制模块27发出控制信号，控制第二开关端232和第三开关端233间断性导通。第二开关端232和第三开关端233的导通时间进行适当设置，以使得瞬间产生的大电流不会烧坏保护开关M2以及其他元件。

保护开关M2每次导通时，都会对电容C2进行充电。当负载22中的电容C2充电预定时间间隔后，第一负载端221的电压变化。短路检测模块26检测到第一负载端221的电压在正常工作范围内，由控制模块27发出控制信号控制保护开关M2保持导通状态，保证负载22的正常工作。此时，供电系统进入正常工作状态。当保护开关M2间断性导通预定时间间隔后，短路检测模块26检测到第一负载端221和第二负载端222之间仍存在短路，则认定第一负载端221和第二负载端222之间确实存在短路，控制模块27控制保护开关M2保持断开状态。此时，供电系统进入短路保护状态。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的供电系统及其电源保护电路能够在检测到负载存在短路时利用保护开关的间断性导通对负载进行充电，能够有效的区分真正的电池短路和其他负载造成的仿似短路的情况，从而一方面提高了保护的可靠性，另外一方面提高了产品正常使用的可靠性，极大的降低了误判的概率，有效的防止了对负载短路的误判。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电源保护电路，用于对电源进行短路保护，所述电源由多个电池串联而成，所述电源的第一电源端和第二电源端对应连接负载的第一负载端和第二负载端，所述负载并联有电容，其特征在于，所述电源保护电路包括：

短路检测模块，检测所述第一负载端和所述第二负载端之间是否存在短路；

保护开关，连接于所述第一电源端与所述第一负载端之间；

控制模块，在所述短路检测模块检测到所述第一负载端和所述第二负载端之间存在短路时，控制所述保护开关间断性导通，所述控制模块的控制信号为脉宽调制信号，以使所述保护开关的导通时间进行适当设置，进而使得瞬间产生的大电流不会烧坏所述保护开关，当所述控制模块控制所述保护开关间断性导通预定时间间隔后，所述短路检测模块检测到所述第一负载端和所述第二负载端之间仍存在短路，则所述控制模块控制所述保护开关断开。

2.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述控制模块包括控制信号输出端，所述保护开关包括第一开关端、第二开关端以及第三开关端，所述第一开关端连接所述控制信号输出端以接收控制信号，所述第二开关端连接所述第一电源端，所述第三开关端连接所述第一负载端，所述第二开关端和所述第三开关端在所述控制信号的控制下导通或断开。

3.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，所述控制信号包括第一电平信号和第二电平信号，所述第二开关端和所述第三开关端在所述第一电平信号的控制下导通，所述第二开关端和所述第三开关端在所述第二电平信号的控制下断开。

4.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，所述保护开关为开关管。

5.根据权利要求4所述的电源保护电路，其特征在于，所述开关管为MOS管。

6.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，所述控制模块进一步包括信号输入端，所述短路检测模块为电压检测模块，所述电压检测模块包括检测输入端和检测输出端，所述检测输入端连接所述第一负载端，所述检测输出端连接所述信号输入端。

7.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括：

电源，所述电源由多个电池串联而成，所述电源包括第一电源端和第二电源端，所述第一电源端和所述第二电源端对应连接负载的第一负载端和第二负载端，所述负载并联有电容；

短路检测模块，检测所述第一负载端和所述第二负载端之间是否存在短路；

保护开关，连接于所述第一电源端与所述第一负载端之间；

控制模块，在所述短路检测模块检测到所述第一负载端和所述第二负载端之间存在短路时，控制所述保护开关间断性导通，所述控制模块的控制信号为脉宽调制信号，以使所述保护开关的导通时间进行适当设置，进而使得瞬间产生的大电流不会烧坏所述保护开关，当所述控制模块控制所述保护开关间断性导通预定时间间隔后，所述短路检测模块检测到所述第一负载端和所述第二负载端之间仍存在短路，则所述控制模块控制所述保护开关断开。