CN105337265B - 放电保护电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种放电保护电路及其控制方法，其中放电保护电路，包括：电芯组合，电芯组合包括一个以上的电芯，供电电路、输出电路、MCU芯片、电压检测电路、NTC电路、电流检测路、驱动电路和一个驱动开关；供电电路、输出电路和电芯组合构成串连，MCU芯片分别与电压检测电路、驱动电路、电流检测电路构成电连接，电压检测模块分别与电芯组合和NTC电路构成电连接；该控制方法至少包括一个使放电保护电路以每小时0.2倍标称电量进行放电的放电过程，并且该过程中，MCU芯片进行周期性的休眠；本发明的有益之处在于：通过周期性的使MCU芯片休眠，在实现电池包放电保护的基础上同时也实现了降低控制功耗提高放电电量的目的。

Description

放电保护电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电路及其控制方法，具体涉及一种放电保护电路及其控制方法。
背景技术
在由电池包和电动工具构成放电电路中，尤其是多电芯、高电压、发热量大的电池包组成的放电电路，为了实现放电保护，往往设置一个用于智能保护的MCU芯片以及支持该MCU芯片的PCBA组件，但是由于MCU芯片具有较高的时钟频率并且其需要进行多种检测和控制，电池包较大一部分电量均消耗在该用于智能控制PCBA组件上。在放电电路进行小电流长时间的放电时，放电电量大大降低，造成能源的浪费，且难以满足用户需求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能降低控制功耗提高放电电量的放电保护电路及其控制方法
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种放电保护电路，包括：电芯组合，电芯组合包括一个以上的电芯，供电电路、输出电路、MCU芯片、电压检测电路、NTC电路、电流检测路、驱动电路和一个驱动开关；供电电路、输出电路和电芯组合构成串连，MCU芯片分别与电压检测电路、驱动电路、电流检测电路构成电连接，电压检测模块分别与电芯组合和NTC电路构成电连接，驱动开关包括：两个开关端和一个控制端，驱动开关的两个开关端串联在输出电路和电芯组合之间，电流检测电路电连接至输出电路和驱动开关开关端之间的电路中，驱动电路电连接至驱动开关的控制端控制两个开关端的通断。
进一步地，供电电路位于输出电路的高压侧，驱动开关位于输出电路的低压侧。
进一步地，电芯组合包括一个以上的串联单元，不同串联单元的之间构成串联，一个串联单元包括：一个以上的电芯，同一串联单元中电芯并联；电压检测电路与电芯组合之间设有多个电压采样电路，每个电压采样电路均设有一个采样控制开关，电压采样电路电连接至串联单元的高压端。
进一步地，一个采样控制开关处于连通时，其余采样控制开关均处于断开状态。
进一步地，驱动开关为一个MOSFET开关。
一种放电保护电路的控制方法，放电保护电路如前所述，该控制方法至少包括一个使放电保护电路以每小时0.2倍标称电量进行放电的放电过程。
进一步地，控制方法至少包括如下控制环节：MCU芯片初始化和MCU芯片周期控制，MCU芯片在一个周期的MCU芯片周期控制中至少具有一段工作时段和一段休眠时段。
进一步地，休眠时段的时间长度为工作时段时间长度的5至20倍。
进一步地，控制方法在工作时段至少包括如下顺序执行的控制环节：电芯组合电压检测、放电电流检测、电芯的温度检测、控制驱动开关。
进一步地，其特征在于，休眠时段的时间长度为工作时段时间长度的10倍。
本发明的有益之处在于：通过周期性的使MCU芯片休眠，在实现电池包放电保护的基础上同时也实现了降低控制功耗提高放电电量的目的。
附图说明
图1是本发明放电保护电路一个优选实施例示意图；
图2是本发明放电保护电路控制方法控制环节的框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1所示，本发明的放电保护电路，包括：电芯组合，电芯组合包括一个以上的电芯，供电电路、输出电路、MCU芯片、电压检测电路、NTC电路、电流检测路、驱动电路和一个驱动开关。
其中，供电电路、输出电路和电芯组合构成串连，MCU芯片分别与电压检测电路、驱动电路、电流检测电路构成电连接。
供电电路用于实现电压和电流的调整，使MCU芯片和输出电路能获得所需的电能供应。
电压检测模块分别与电芯组合和NTC电路构成电连接，驱动开关包括：两个开关端和一个控制端，驱动开关的两个开关端串联在输出电路和电芯组合之间，其中一个开关端连接到电芯组合的负极，另一个连接到输出电路，电流检测电路电连接至输出电路和驱动开关开关端之间的电路中，驱动电路电连接至驱动开关的控制端控制两个开关端的通断。
输出电路中至少设有一个用电负载来实现放电，MCU芯片主要用于实现智能控制，电压检测电路主要用于检测电芯组合的电压情况，NTC电路中至少设有一个在空间上接近电芯组合的NTC元件，其能将电芯组合附近的温度变化转换成电压变化反馈给MCU芯片，电流检测电路主要用于检测放电电流是否异常。驱动开关和驱动电路主要用于实现使MCU以一定的占空比控制放电电路的通断，从而实现对诸如电机等用电负载的电流控制。
作为一种优选方案，供电电路位于输出电路的高压侧，驱动开关位于输出电路的低压侧。这样一来，即使在驱动开关处于断开时，供电电路依然能为MCU芯片供电。
作为一种优选方案，电芯组合包括一个以上的串联单元，不同串联单元的之间构成串联，一个串联单元包括：一个以上的电芯，同一串联单元中电芯并联；电压检测电路与电芯组合之间设有多个电压采样电路，每个电压采样电路均设有一个采样控制开关，电压采样电路电连接至串联单元的高压端。一个采样控制开关处于连通时，其余采样控制开关均处于断开状态。这样的好处在于，在进行放电时，每个串联单元乃至每个电芯的放电并不是绝对平均的，所以需要对每个串联单元电压进行检测和监控。在每个采样控制开关依次导通时，电压检测模块可以通过每次检测电压数据计算出电芯组合总的电压值和每个串联单元的电压值。
作为一种优选方案，驱动开关为一个MOSFET开关。
本发明的放电保护电路的控制方法主要控制如前所介绍的放电保护电路，总体而言，该控制方法至少包括一个使放电保护电路以每小时0.2倍标称电量进行放电的放电过程。
为了实现这个放电过程的控制，作为优选方案，参照图2所示，控制方法至少包括如下控制环节：MCU芯片初始化和MCU芯片周期控制，MCU芯片在一个周期的MCU芯片周期控制中至少具有一段工作时段和一段休眠时段。
具体而言，休眠时段的时间长度为工作时段时间长度的5至20倍，优选为10倍。作为一种具体方案，休眠时段的时间长度为6秒，工作时段时间长度为0.6秒。
参照图2所示，作为优选方案，控制方法在工作时段至少包括如下顺序执行的控制环节：电芯组合电压检测、放电电流检测、电芯的温度检测、控制驱动开关。
其中，在电芯组合电压检测中，MCU芯片控制电压检测电路监测电芯组合的电压情况；在放电电流检测中，MCU芯片控制电流检测电路采集采样电流并将检测结果反馈给MCU芯片，在电芯的温度检测中，MCU芯片控制电压检测电路检测NTC电路中的电压情况并在检测后反馈给MCU芯片，在完成上述控制环节后，MCU芯片通过驱动电路控制驱动开关。需要说明的是，即使在MCU芯片处于休眠时，所述驱动开关是可以处于导通两个开关端的状态而使该放电电路处于放电状态，仅仅是此时MCU芯片不在进行检测和保护的控制而已。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种放电保护电路，包括：电芯组合，所述电芯组合包括一个以上的电芯，其特征在于，所述放电保护电路还包括：供电电路、输出电路、MCU芯片、电压检测电路、NTC电路、电流检测路、驱动电路和一个驱动开关；所述供电电路、输出电路和所述电芯组合构成串连，所述MCU芯片分别与所述电压检测电路、驱动电路、电流检测电路构成电连接，所述电压检测电路分别与所述电芯组合和NTC电路构成电连接，所述驱动开关包括：两个开关端和一个控制端，所述驱动开关的两个开关端串联在所述输出电路和所述电芯组合之间，所述电流检测电路电连接至所述输出电路和所述驱动开关开关端之间的电路中，所述驱动电路电连接至所述驱动开关的控制端控制所述两个开关端的通断；所述放电保护电路以每小时0.2倍标称电量进行放电的放电过程；所述MCU芯片能够实现MCU芯片周期控制，所述MCU芯片在一个周期的所述MCU芯片周期控制中至少具有一段工作时段和一段休眠时段，所述休眠时段的时间长度为所述工作时段时间长度的5至20倍。
2.根据权利要求1所述的放电保护电路，其特征在于，所述供电电路位于所述输出电路的高压侧，所述驱动开关位于所述输出电路的低压侧。
3.根据权利要求1所述的放电保护电路，其特征在于，所述电芯组合包括一个以上的串联单元，不同所述串联单元的之间构成串联，一个串联单元包括：一个以上的电芯，同一所述串联单元中电芯并联；所述电压检测电路与所述电芯组合之间设有多个电压采样电路，每个所述电压采样电路均设有一个采样控制开关，所述电压采样电路电连接至所述串联单元的高压端。
4.根据权利要求3所述的放电保护电路，其特征在于，一个所述采样控制开关处于连通时，其余所述采样控制开关均处于断开状态。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的放电保护电路，其特征在于，所述驱动开关为一个MOSFET开关。
6.一种放电保护电路的控制方法，其特征在于，所述放电保护电路为权利要求1中所述的放电保护电路，所述控制方法至少包括一个使所述放电保护电路以每小时0.2倍标称电量进行放电的放电过程。
7.根据权利要求6所述的放电保护电路的控制方法，其特征在于，所述控制方法至少包括如下控制环节：MCU芯片初始化和MCU芯片周期控制，所述所述MCU芯片在一个周期的所述MCU芯片周期控制中至少具有一段工作时段和一段休眠时段。
8.根据权利要求7所述的放电保护电路的控制方法，其特征在于，所述休眠时段的时间长度为所述工作时段时间长度的5至20倍。
9.根据权利要求8所述的放电保护电路的控制方法，其特征在于，所述控制方法在所述工作时段至少包括如下顺序执行的控制环节：电芯组合电压检测、放电电流检测、电芯的温度检测、控制所述驱动开关。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的放电保护电路的控制方法，其特征在于，所述休眠时段的时间长度为所述工作时段时间长度的10倍。
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