CN108614504A - 延时启动电路 - Google Patents

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李光明
王威
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Abstract

本发明公开了一种延时启动电路，用于启动受控装置，其包括第一开关、第二开关、延时电阻和启动控制单元，所述延时电阻为负温度系数电阻；所述第一开关和延时电阻串联，所述第一开关和延时电阻串联后的整体与第二开关并联形成启动单元，所述启动单元串联在受控装置和电源之间；所述启动控制单元电连接第一开关和第二开关，所述启动控制单元接收启动所述受控装置的启动信号，并输出控制信号，所述第一开关和第二开关根据所述控制信号导通或者关断；启动所述受控装置时，导通第一开关、关断第二开关；所述受控装置启动后，关断第一开关、导通第二开关。本发明的延时启动电路，能够根据不同的受控装置调整启动时间，通过启动延时确保受控装置的安全启动。

Description

延时启动电路
技术领域
本发明涉及一种延时启动电路，具体涉及一种用于电动自行车锂电池的延时启动电路。
背景技术
在电动自行车领域用二次锂离子电池替代传统的铅酸电池的技术难点之一是需要为二次锂离子电池加装过流、过充和过放等保护电路以保证电池的安全运行。由于在同等电压容量条件下，二次锂离子电池的放电倍率远远大于的铅酸电池，因此在用锂离子电池直接替换铅酸电池时，如电池管理系统的控制器参数不做相应调整，往往会造成上电瞬间电流过大，从而触发过流保护，导致无法正常启动的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种延时启动电路，能够根据不同的受控装置调整启动时间，通过启动延时确保受控装置的安全启动。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种延时启动电路，用于启动受控装置，所述延时启动电路包括第一开关、第二开关、延时电阻和启动控制单元，所述延时电阻为负温度系数电阻；所述第一开关和延时电阻串联，所述第一开关和延时电阻串联后的整体与第二开关并联形成启动单元，所述启动单元串联在受控装置和电源之间；
所述启动控制单元电连接第一开关和第二开关，所述启动控制单元接收启动所述受控装置的启动信号，并输出控制信号，所述第一开关和第二开关根据所述控制信号导通或者关断；
启动所述受控装置时，导通第一开关、关断第二开关；
所述受控装置启动后，关断第一开关、导通第二开关。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述启动控制单元包括延时芯片；所述延时芯片的电源输入端连接电源，所述延时芯片的输出端连接所述启动单元；所述延时芯片输出控制信号，所述第一开关和第二开关根据所述控制信号导通或者关断。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电源和延时芯片之间连接有自举电路，所述自举电路包括电容(C)和二极管(Z)，所述电容和二极管并联后的整体一端接地，另一端连接串联在电源和延时芯片的电源输入端之间。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电源和延时芯片之间连接有保护电路，所述保护电路包括保护电阻和保护二极管，所述保护电阻和保护二极管两者串联后的整体串联在电源和延时芯片的电源输入端之间。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第二开关具有依次串联的至少两个，各所述第二开关均根据所述控制信号导通或者关闭。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一开关或/和第二开关为功率开关管。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一开关和第二开关均为NMOS管，分别为第一NMOS管和第二NMOS管。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一NMOS管的源极连接延时电阻，其漏极连接受控装置，其栅极连接延时芯片。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第二NMOS管具有两个，两个第二NMOS管的栅极均连接延时芯片，两个第二NMOS管的源极连接，其中一个第二NMOS管的漏极连接电池，另外一个第二NMOS管的漏极连接受控装置。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一开关或/和第二开关为PMOS管。
本发明的延时启动电路，能够根据不同的受控装置调整启动时间，通过启动延时确保受控装置的安全启动。
附图说明
图1是本发明优选实施例中延时启动电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，一种延时启动电路，用于启动受控装置，本实施例技术方案中，延时启动电路用于启动电动自行车的控制器，在电动自行车的控制器和电池之间接入延时启动电路，在电池管理系统的控制器参数不做相应调整的情况下，安全启动控制器。具体的，上述延时启动电路包括第一开关Q1、第二开关Q2、延时电阻NTC和启动控制单元，上述延时电阻NTC为负温度系数电阻；本实施例技术方案中，负温度系数的延时电阻的电阻值随温度增大而减小。上述第一开关Q1和延时电阻NTC串联，上述第一开关Q1和延时电阻NTC串联后的整体与第二开关Q2并联形成启动单元，上述启动单元串联在受控装置和电源(电池)之间；
上述启动控制单元电连接第一开关Q1和第二开关Q2，上述启动控制单元接收启动上述受控装置的启动信号，并输出控制信号，上述第一开关Q1和第二开关Q2根据上述控制信号导通或者关断；
启动所述受控装置时，导通第一开关Q1、关断第二开关Q2；
所述受控装置启动后，关断第一开关Q1、导通第二开关Q2。
以上结构的延时启动电路，其启动电动自行车控制器的过程如下：
启动控制单元接收到启动信号后，输出控制信号导通第一开关Q1、关断第二开关Q2，此时电池经串联的第一开关Q1和延时电阻NTC连接电动自行车的控制器，电路进入延时启动状态，由于延时电阻NTC的负温度系数限流作用，延时电阻NTC的电阻逐渐减小，电池的输出电流由小到大逐步增加，使得控制器的启动电流被限制在一个较小的范围内，不会触发电池的过流保护，以此通过启动延时确保控制器安全启动。控制器安全启动后，输出控制信号关断第一开关Q1、导通第二开关Q2，电池经第二开关Q2连接电动自行车的控制器，电路进入正常工作状态。
本实施例技术方案中，通过调整第一开关Q1的导通时间，能够对应不同受控装置适用，以此通过启动延时确保受控装置的安全启动。
具体的，上述启动控制单元包括延时芯片MCU；延时芯片MCU的电源输入端连接电池的正极，上述延时芯片MCU的输出端连接启动单元；上述延时芯片MCU输出控制信号，上述第一开关Q1和第二开关Q2根据控制信号导通或者关断。
具体的，上述第一开关Q1或/和第二开关Q2为功率开关管，本实施例技术方案中，第一开关Q1和第二开关Q2均优选使用NMOS管，分别为第一NMOS管和第二NMOS管，上述第一NMOS管的源极连接延时电阻NTC，其漏极连接受控装置，其栅极连接延时芯片；上述第二NMOS管根据需要可以设计一个或者串联的两个或者串联的多个，设计一个时，起到开关作用；设计串联的两个或者串联的多个同样是起到开关作用，但是起到的是级联的开关作用，串联的两个或者多个NMOS管，只有所有的NMOS管全部导通的情况下整个链路才会导通，而当中的一个断开则整个链路都断开，通过设计多个串联的NMOS管能够提高第二开关Q2的控制精度。
第二NMOS管为一个时，其漏极连接电池，其源极连接受控装置，其栅极连接延时芯片；第二NMOS管为两个时，两个第二NMOS管的栅极均连接延时芯片，两个第二NMOS管的源极连接，其中一个第二NMOS管的漏极连接电池，另外一个第二NMOS管的漏极连接受控装置。
作为本发明的另一实施例，上述第一开关和第二开关还可以选择PMOS管，同样能够受控于延时芯片而起到开关作用。
上述电源和延时芯片MCU之间连接有自举电路，上述自举电路包括电容C和二极管Z，上述电容C和二极管Z并联后的整体一端接地，另一端连接串联在电源和延时芯片MCU的电源输入端之间。检测开关S1闭合后，激活延时芯片MCU，电容C和二极管Z和组成的自举电路锁定延时芯片MCU。自举电路使得只有在电池组处于工作状态时，才会给MCU供电，以减少电池组的静态功耗。
上述电源和延时芯片MCU之间连接有保护电路，上述保护电路包括保护电阻R和保护二极管D，上述保护电阻R和保护二极管D两者串联后的整体串联在电源和延时芯片MCU的电源输入端之间。保护电阻R起到分压作用，保护二极管D起到防反向电流作用，保护电阻R和保护二极管D保护延时芯片MCU触发后的安全运行。
以上优选实施例的延时启动电路，其控制电动自行车控制器安全启动的过程如下：
①、初始状态：第一开关Q1和第二开关Q2均关闭，受控装置在没有电源的情况下搁置；
②、延时启动状态：第一开关Q1导通，第二开关Q2断开，电池通过延时电阻RTC和第一开关Q1回路启动受控装置，电路进入延时启动状态；由于延时电阻RTC的负温度系数限流作用，电池的输出电流由小到达逐渐增加，受控装置的启动电流被限制在一个安全范围内，不会触发电池的过流保护。
③、正常工作状态：设定第一开关Q1的导通时间，比如设置为200ms，第一开关Q1导通200ms后，关断第一开关Q1，导通第二开关Q2，电池通过第二开关Q2回路正常给受控装置供电，电路进入正常工作状态。
④、在电路进入正常工作状态后，延时芯片进入低功耗休眠状态。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种延时启动电路，用于启动受控装置，其特征在于：所述延时启动电路包括第一开关、第二开关、延时电阻和启动控制单元，所述延时电阻为负温度系数电阻；所述第一开关和延时电阻串联，所述第一开关和延时电阻串联后的整体与第二开关并联形成启动单元，所述启动单元串联在受控装置和电源之间；
所述启动控制单元电连接第一开关和第二开关，所述启动控制单元接收启动所述受控装置的启动信号，并输出控制信号，所述第一开关和第二开关根据所述控制信号导通或者关断；
启动所述受控装置时，导通第一开关、关断第二开关；
所述受控装置启动后，关断第一开关、导通第二开关。
2.如权利要求1所述的延时启动电路，其特征在于：所述启动控制单元包括延时芯片；所述延时芯片的电源输入端连接电源，所述延时芯片的输出端连接所述启动单元；所述延时芯片输出控制信号，所述第一开关和第二开关根据所述控制信号导通或者关断。
3.如权利要求2所述的延时启动电路，其特征在于：所述电源和延时芯片之间连接有自举电路，所述自举电路包括电容(C)和二极管(Z)，所述电容和二极管并联后的整体一端接地，另一端连接串联在电源和延时芯片的电源输入端之间。
4.如权利要求2所述的延时启动电路，其特征在于：所述电源和延时芯片之间连接有保护电路，所述保护电路包括保护电阻和保护二极管，所述保护电阻和保护二极管两者串联后的整体串联在电源和延时芯片的电源输入端之间。
5.如权利要求1所述的延时启动电路，其特征在于：所述第二开关具有依次串联的至少两个，各所述第二开关均根据所述控制信号导通或者关闭。
6.如权利要求1所述的延时启动电路，其特征在于：所述第一开关或/和第二开关为功率开关管。
7.如权利要求6所述的延时启动电路，其特征在于：所述第一开关和第二开关均为NMOS管，分别为第一NMOS管和第二NMOS管。
8.如权利要求7所述的延时启动电路，其特征在于：所述第一NMOS管的源极连接延时电阻，其漏极连接受控装置，其栅极连接延时芯片。
9.如权利要求7所述的延时启动电路，其特征在于：所述第二NMOS管具有两个，两个第二NMOS管的栅极均连接延时芯片，两个第二NMOS管的源极连接，其中一个第二NMOS管的漏极连接电池，另外一个第二NMOS管的漏极连接受控装置。
10.如权利要求6所述的延时启动电路，其特征在于：所述第一开关或/和第二开关为PMOS管。
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