CN108110835A - 一种用于高压电池系统的低功耗控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,包括线性电源电路1、线性电源电路2、控制电路、开关电源电路和选择电路。该电路实现了线性电源和开关电源的切换,高压电池系统正常工作时采用开关电源供电,待机时采用线性电源供电,相较于传统的方式功耗低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,属于高压电池系统供电控制领域。
背景技术
高压电池系统采用高压开关电源来为功耗较大的控制模块供电,以提高效率,由于开关电源静态功耗比较大,在待机的时候对电池容量的损耗大,无法做到长时间待机。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于高压电池系统的低功耗控制电路。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,包括线性电源电路1、线性电源电路2、控制电路、开关电源电路和选择电路;
线性电源电路1和开关电源电路的输入端外接电池,开关电源电路的输出端与选择电路的输入端V1连接,线性电源电路1的输出端与选择电路的输入端V2,选择电路的输出端V3分别连接线性电源电路2的输入端和高压电池系统,线性电源电路2的输出端为控制电路供电;
控制电路与选择电路连接,控制为高压电池系统供电是线性电源电路1还是开关电源电路,控制电路还与开关电源电路连接,控制开关电源电路启闭,采集启动后开关电源电路输出的电压。
选择电路包括输入端V1、输入端V2、输出端V3、电阻R1、电阻R2、MOS管M1、开关K1和MOS管M2,MOS管M2的S极和MOS管M1的S极均与输入端V2连接,MOS管M2的G极与控制电路的第一控制信号输出端连接,第一控制信号控制MOS管M2的启闭,电阻R2的两端分别与MOS管M2的G极和S极连接,MOS管M2的D极分别与MOS管M1的G极和电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端接地,MOS管M1的D极通过开关K1连接输入端V1,开关K1还与控制电路的第二控制信号输出端连接,第二控制信号控制开关K1的启闭,MOS管M1的D极还连接输出端V3。
开关K1与输入端V1之间还连接有防反冲电流器件;防反冲电流器件为二极管D1,二极管D1的阳极与输入端V1连接,二极管D1的阴极与开关K1连接。
一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,包括线性电源电路1、线性电源电路2、控制电路、开关电源电路和选择电路;
线性电源电路1和开关电源电路的输入端外接电池,开关电源电路的输出端与选择电路的输入端V1连接,线性电源电路1的输出端与选择电路的输入端V2,选择电路的输出端V3分别连接线性电源电路2的输入端和高压电池系统,线性电源电路2的输出端为控制电路供电;
选择电路根据输入电压的大小,控制为高压电池系统供电是线性电源电路1还是开关电源电路,控制电路与开关电源电路连接,控制开关电源电路启闭,采集启动后开关电源电路输出的电压。
选择电路包括输入端V1、输入端V2、输出端V3和压降电路;输入端V2通过压降电路与输出端V3连接,输入端V1与输出端V3连接。
输入端V1与输出端V3之间还连接有防反冲电流器件,防反冲电流器件为二极管D1,二极管D1的阳极与输入端V1连接,二极管D1的阴极与输出端V3连接。
压降电路包括背对背稳压管D2,背对背稳压管D2的两端分别与输入端V2和输出端V3连接。
压降电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2,三极管Q1的E极与输出端V3连接,三极管Q1的C极与输入端V2连接,电阻R2的两端分别与三极管Q1的C极和B极连接,电阻R1的两端分别与三极管Q1的E极和B极连接。
压降电路包括三极管Q1、稳压二极管D3、电阻R1和电阻R2,三极管Q1的E极与稳压二极管D3的阴极连接,稳压二极管D3的阳极与输出端V3连接,三极管Q1的C极与输入端V2连接,电阻R2的两端分别与三极管Q1的C极和B极连接,电阻R1的两端分别与三极管Q1的E极和B极连接。
本发明所达到的有益效果:本发明实现了线性电源和开关电源的切换,高压电池系统正常工作时采用开关电源供电,待机时采用线性电源供电,相较于传统的方式功耗低。
附图说明
图1为本发明的第一种结构框图;
图2为第一种结构的选择电路图;
图3为电平移位电路;
图4为本发明的第二种结构框图;
图5为第二种结构的选择电路图;
图6为选择电路的第二种压降电路图;
图7为选择电路的第三种压降电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示,一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,包括线性电源电路1、线性电源电路2、控制电路、开关电源电路和选择电路(即图中的or)。
线性电源电路1和开关电源电路的输入端外接电池,开关电源电路的输出端与选择电路的输入端V1连接,线性电源电路1的输出端与选择电路的输入端V2,选择电路的输出端V3分别连接线性电源电路2的输入端和高压电池系统,线性电源电路2的输出端为控制电路供电;控制电路与选择电路连接,控制为高压电池系统供电是线性电源电路1还是开关电源电路,控制电路还与开关电源电路连接,控制开关电源电路启闭,采集启动后开关电源电路输出的电压。
如图2所示,选择电路包括输入端V1、输入端V2、输出端V3、电阻R1、电阻R2、MOS管M1、开关K1和MOS管M2,MOS管M2的S极和MOS管M1的S极均与输入端V2连接,MOS管M2的G极与控制电路的第一控制信号输出端连接,第一控制信号控制MOS管M2的启闭,电阻R2的两端分别与MOS管M2的G极和S极连接,MOS管M2的D极分别与MOS管M1的G极和电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端接地,MOS管M1的D极通过开关K1连接输入端V1,开关K1还与控制电路的第二控制信号输出端连接,第二控制信号控制开关K1的启闭,MOS管M1的D极还连接输出端V3。
MOS管M2的G极与控制电路之间、开关电源电路和输入端V1之间以及线性电源电路1和输入端V2之间均设置有电平移位电路。
如图3所示,电平移位电路包括三级管Q3、电阻R3和电阻R4,三级管Q3的B极作为输入端,三级管Q3的C极作为输出端,电阻R3的两端分别与三级管Q3的E极和地连接,电阻R4的两端分别与三级管Q3的B极和地连接。当然该三级管Q3也可用MOS管或其他磁性开关器件(入继电器)替代。
为了防止线性电源电路1输出的电流倒灌开关电源电路,开关K1与输入端V1之间还连接有防反冲电流器件,该防反冲电流器件采用二极管D1,二极管D1的阳极与输入端V1连接,二极管D1的阴极与开关K1连接,如果开关电源电路内部自带防反冲电流器件,则开关K1与输入端V1之间可不设置该器件。
上述电路中的线性电源电路、控制电路和开关电源电路均为现有电路,这里不详细描述其结构了。如图1中所示开关电源电路为DC/DC电路,控制电路可以受单片机MCU控制,也可以独立工作。
上述电路的工作过程为:
初始时,线性电源电路1向选择电路输入电压,开关电源电路没有启动,线性电源电路2和控制电路均没有上电,此时MOS管M2是关闭状态,MOS管M1的G极被电阻R1拉到地,MOS管M1打开,输出端V3输出电压,线性电源电路2上电,控制电路上电;当控制电路需要使高压电池系统正常工作时,启动开关电源电路,当检测到开关电源电路输出电压达到阈值时,闭合开关K1,发出第一控制信号打开MOS管M2,MOS管M1闭合,输出端V3由开关电源电路供电;当控制电路需要使高压电池系统待机时,发出第一控制信号关闭MOS管M2,MOS管M1打开,打开开关K1,关闭开关电源电路,输出端V3由线性电源电路1供电。
如图4所示,为低功耗控制电路的另一种结构,包括线性电源电路1、线性电源电路2、控制电路、开关电源电路和选择电路。
线性电源电路1和开关电源电路的输入端外接电池,开关电源电路的输出端与选择电路的输入端V1连接,线性电源电路1的输出端与选择电路的输入端V2,选择电路的输出端V3分别连接线性电源电路2的输入端和高压电池系统,线性电源电路2的输出端为控制电路供电;选择电路根据输入电压的大小,控制为高压电池系统供电是线性电源电路1还是开关电源电路,控制电路与开关电源电路连接,控制开关电源电路启闭,采集启动后开关电源电路输出的电压。
选择电路包括输入端V1、输入端V2、输出端V3和压降电路;输入端V2通过压降电路与输出端V3连接,输入端V1与输出端V3连接。
为了防止线性电源电路1输出的电流倒灌开关电源电路,输入端V1与输出端V3之间还连接有防反冲电流器件,防反冲电流器件为二极管D1,二极管D1的阳极与输入端V1连接,二极管D1的阴极与输出端V3连接。
如图5、6和7所示,压降电路存在以下三种结构:
第一种结构:压降电路包括背对背稳压管D2,背对背稳压管D2的两端分别与输入端V2和输出端V3连接。
第二种结构:压降电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2,三极管Q1的E极与输出端V3连接,三极管Q1的C极与输入端V2连接,电阻R2的两端分别与三极管Q1的C极和B极连接,电阻R1的两端分别与三极管Q1的E极和B极连接。
第三种结构:压降电路包括三极管Q1、稳压二极管D3、电阻R1和电阻R2,三极管Q1的E极与稳压二极管D3的阴极连接,稳压二极管D3的阳极与输出端V3连接,三极管Q1的C极与输入端V2连接,电阻R2的两端分别与三极管Q1的C极和B极连接,电阻R1的两端分别与三极管Q1的E极和B极连接。
上述电路的工作过程为:
初始时,线性电源电路1向选择电路输入电压V02,开关电源电路没有启动,线性电源电路2和控制电路均没有上电,输出端V3输出电压V02-Vdelta,Vdelta为压降,线性电源电路2上电,控制电路上电;当控制电路需要使高压电池系统正常工作时,启动开关电源电路,开关电源电路向选择电路输入电压V01,当V01- VD1>V02-Vdelta时,输出端V3由开关电源电路供电,VD1为二极管D1的电压;当控制电路需要使高压电池系统待机时,关闭开关电源电路,输出端V3由线性电源电路1供电。
上述电路实现了线性电源和开关电源的切换,高压电池系统正常工作时采用开关电源供电,待机时采用线性电源供电,相较于传统的方式功耗低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:包括线性电源电路1、线性电源电路2、控制电路、开关电源电路和选择电路;
线性电源电路1和开关电源电路的输入端外接电池,开关电源电路的输出端与选择电路的输入端V1连接,线性电源电路1的输出端与选择电路的输入端V2,选择电路的输出端V3分别连接线性电源电路2的输入端和高压电池系统,线性电源电路2的输出端为控制电路供电;
控制电路与选择电路连接,控制为高压电池系统供电是线性电源电路1还是开关电源电路,控制电路还与开关电源电路连接,控制开关电源电路启闭,采集启动后开关电源电路输出的电压。
2.根据权利要求1所述的一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:选择电路包括输入端V1、输入端V2、输出端V3、电阻R1、电阻R2、MOS管M1、开关K1和MOS管M2,MOS管M2的S极和MOS管M1的S极均与输入端V2连接,MOS管M2的G极与控制电路的第一控制信号输出端连接,第一控制信号控制MOS管M2的启闭,电阻R2的两端分别与MOS管M2的G极和S极连接,MOS管M2的D极分别与MOS管M1的G极和电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端接地,MOS管M1的D极通过开关K1连接输入端V1,开关K1还与控制电路的第二控制信号输出端连接,第二控制信号控制开关K1的启闭,MOS管M1的D极还连接输出端V3。
3.根据权利要求2所述的一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:开关K1与输入端V1之间还连接有防反冲电流器件;防反冲电流器件为二极管D1,二极管D1的阳极与输入端V1连接,二极管D1的阴极与开关K1连接。
4.一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:包括线性电源电路1、线性电源电路2、控制电路、开关电源电路和选择电路;
线性电源电路1和开关电源电路的输入端外接电池,开关电源电路的输出端与选择电路的输入端V1连接,线性电源电路1的输出端与选择电路的输入端V2,选择电路的输出端V3分别连接线性电源电路2的输入端和高压电池系统,线性电源电路2的输出端为控制电路供电;
选择电路根据输入电压的大小,控制为高压电池系统供电是线性电源电路1还是开关电源电路,控制电路与开关电源电路连接,控制开关电源电路启闭,采集启动后开关电源电路输出的电压。
5.根据权利要求4所述的一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:选择电路包括输入端V1、输入端V2、输出端V3和压降电路;输入端V2通过压降电路与输出端V3连接,输入端V1与输出端V3连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:输入端V1与输出端V3之间还连接有防反冲电流器件,防反冲电流器件为二极管D1,二极管D1的阳极与输入端V1连接,二极管D1的阴极与输出端V3连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:压降电路包括背对背稳压管D2,背对背稳压管D2的两端分别与输入端V2和输出端V3连接。
8.根据权利要求5所述的一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:压降电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2,三极管Q1的E极与输出端V3连接,三极管Q1的C极与输入端V2连接,电阻R2的两端分别与三极管Q1的C极和B极连接,电阻R1的两端分别与三极管Q1的E极和B极连接。
9.根据权利要求5所述的一种用于高压电池系统的低功耗控制电路,其特征在于:压降电路包括三极管Q1、稳压二极管D3、电阻R1和电阻R2,三极管Q1的E极与稳压二极管D3的阴极连接,稳压二极管D3的阳极与输出端V3连接,三极管Q1的C极与输入端V2连接,电阻R2的两端分别与三极管Q1的C极和B极连接,电阻R1的两端分别与三极管Q1的E极和B极连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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