CN108206550A - 高压锂电池bms供电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及动力电池加工技术领域，公开了一种高压锂电池BMS供电电路，高压锂电池的高压节点通过一个稳压管降压，高压节点连接三个NPN三极管，第一三极管的集电极连接高压节点，发射极连接至稳压芯片输入端，基极连接至第二三极管的发射极，第二三极管的集电极连接高压节点，基极连接至第三三极管的发射极，第三三极管的集电极连接高压节点，基极与高压节点之间连接一个第一电阻，调节第一电阻，使经过第一电阻的电流至预定值，使稳压芯片的输出的BMS供电电流达至预定值。本发明先通过三极管放大电路，将电压降到预定的60V，再采用DC‑DC稳压电源将电压降下来，同时命名功耗降下来，降低电池损耗，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池加工技术领域，特别涉及一种高压锂电池BMS供电电路。
背景技术
电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点，如存储能量少、串并联使用离散问题、使用安全性、电池电量估算困难等。电池的性能是很复杂的,不同类型的电池特性亦相差很大。BMS主要通过监控电池的状态，提高电池的利用率，防止电池出现过度充放电，延长电池的使用寿命。BMS供电电源来自锂电池本身，锂电池不可避免会产生功耗，长时间静置会造成电池过度放电。
传统BMS供电方式大至有三种：
1、直接通过LDO(例如：HT75**、LM78**等等)直接将电压降到到5V/3.3V给MCU后续电路供电。
2、于LDO降压芯片耐压不高，在多串锂电池高电压的时候需要通过三极管放大原理将电压降到30V以下，在通过LDO给MCU后续电路供电。。
3、多串锂电池高电压，可以通过采用DC-DC电源直接降到5V/3.3V给MCU后续电路供电。
传统BMS三种供电方式有以下的缺点，第1种的功耗可以做到很小5uA,但是耐压也只能做到30V左右；第2种的功耗也可以做到10uA,但是供电的电流很小，电压越高，电流越小，不过可以通过加大放大三极管的功率，提高电流；第3种在供压60V以下可以做到10uA,超过60V功耗就上升了达到1mA。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种高压锂电池BMS供电电路，通过三极管放大电路，降低稳压电源的电压，减少空载时的电流。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种高压锂电池BMS供电电路，其特征是，所述高压锂电池的高压节点通过一个稳压管降压，所述高压节点连接三个NPN三极管，第一三极管的集电极连接所述高压节点，发射极连接至稳压芯片输入端，基极连接至第二三极管的发射极，第二三极管的集电极连接所述高压节点，基极连接至第三三极管的发射极，第三三极管的集电极连接所述高压节点，基极与所述高压节点之间连接一个第一电阻，调节所述第一电阻，使经过所述第一电阻的电流至预定值，使所述稳压芯片的输出的BMS供电电流达至预定值。
进一步，所述稳压管为60V稳压管。
进一步，所述第一三极管集电极与所述高压节点之间通过第二电阻连接；所述第二三极管集电极与所述高压节点之间通过第三电阻连接。
进一步，所述稳压芯片为TPS54160，所述稳压芯片的输出电压为5V或3.5V。
进一步，所述稳压芯片为60V的DC-DC稳压芯片，所述第三电阻的阻值使经过其两端的电流1uA，所述稳压芯片的功耗为10uA。
进一步，所述稳压芯片的输出端设有滤波电容。
本发明的有益效果是：
先通过三极管放大电路，将电压降到预定的60V，再采用DC-DC稳压电源将电压降下来，同时命名功耗降下来，降低电池损耗，降低成本。
附图说明
附图1是本发明的供电电路图。
具体实施方式
下面对本发明高压锂电池BMS供电电路的具体实施方式作详细说明。
参见附图1，高压锂电池BMS供电电路有锂电池串并联连接后，产生较高直流高压，一般会达到几十至几百伏，高压锂电池的高压节点通过一个稳压管ZD1降压。以稳压芯片TPS54160为例，其耐压值为60V，稳压管ZD1采用60V的稳压管。
锂电池的高压节点连接三个NPN三极管，第一三极管Q1的集电极连接高压节点，发射极连接至稳压芯片输入端，基极连接至第二三极管Q2的发射极，第二三极管Q2的集电极通过第二电阻R2连接高压节点，基极连接至第三三极管Q3的发射极，第三三极管Q3的集电极连接通过第三电阻R3高压节点，基极与高压节点之间连接一个第一电阻R1，调节第一电阻R1，使经过第一电阻R1的电流至预定值，使稳压芯片的输出的BMS供电电流达至预定值，稳压芯片的输出电压为5V或3.5V。在稳压芯片的输出端还设有滤波电容C1和C2。
下面通过附图1以实例形式进行说明，三极管放大电路，通过第二三极管Q2与第三三极管Q3组成达林顿管增大第一三极管Q1的Ib的电流，稳压管ZD1将A点的电压钳位到大约58V在DC-DC电源IC耐压承受范围内,调整第一电阻R1的阻值，使经过第一电阻R1两端的电流1uA。
60V的DC-DC的电路IC选择低功耗的(例如TPS54160等)，整下60V的DC-DC电路的功耗也大概在10uA(无负载)。
本方案的电路是串联的，整个电路就是60V的DC-DC稳压芯片的无载功耗也就10uA；若是加下后面MCU的眠时的50uA电流，算上DC-DC的转换效率，那么BMS的眠时的功耗也就45uA。
本专利的电路的带载能力输出电流Io是由三极管第一三极管Q1的封装功率W,电池的最高电压Vbat与输出电压Vo决定的，Io＝VA*W*η/((Vbat-VA)*Vo)其中η是DC-DC电源的转换效率.例如第一三极管Q1能过1W,锂电池18串最高电压75.6V,DC-DC的转换效率为0.8，输出电压5V,那Io＝527mA。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高压锂电池BMS供电电路，其特征在于：所述高压锂电池的高压节点通过一个稳压管降压，所述高压节点连接三个NPN三极管，第一三极管的集电极连接所述高压节点，发射极连接至稳压芯片输入端，基极连接至第二三极管的发射极，第二三极管的集电极连接所述高压节点，基极连接至第三三极管的发射极，第三三极管的集电极连接所述高压节点，基极与所述高压节点之间连接一个第一电阻，调节所述第一电阻，使经过所述第一电阻的电流至预定值，使所述稳压芯片的输出的BMS供电电流达至预定值。
2.根据权利要求1所述的高压锂电池BMS供电电路，其特征在于：所述稳压管为60V稳压管。
3.根据权利要求1所述的高压锂电池BMS供电电路，其特征在于：所述第一三极管集电极与所述高压节点之间通过第二电阻连接；所述第二三极管集电极与所述高压节点之间通过第三电阻连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高压锂电池BMS供电电路，其特征在于：所述稳压芯片为TPS54160，所述稳压芯片的输出电压为5V或3.5V。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的高压锂电池BMS供电电路，其特征在于：所述稳压芯片为60V的DC-DC稳压芯片，所述第三电阻的阻值使经过其两端的电流1uA，所述稳压芯片的功耗为10uA。
6.根据权利要求4所述的高压锂电池BMS供电电路，其特征在于：所述稳压芯片的输出端设有滤波电容。
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113110675A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-07-13 | 任谦 | 基于闭环的模拟一次电池放电特性的电压调节电路及方法 |
| WO2023184067A1 (zh) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 东莞新能安科技有限公司 | 供电电路、电池管理系统、电池包和电子装置 |
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2016
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| CN113110675B (zh) * | 2021-05-19 | 2023-01-31 | 任谦 | 基于闭环的模拟一次电池放电特性的电压调节电路及方法 |
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Application publication date: 20180626 |