CN112798916B - 充放电mos管的黏连检测电路及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充放电MOS管的黏连检测电路及其检测方法，该电路包括控制单元、第一检测单元、第二检测单元、充电MOS管Q2及放电MOS管Q1；控制单元分别与第一检测单元、第二检测单元、充电MOS管Q2及放电MOS管Q1连接；控制单元，用于控制充电MOS管Q2及放电MOS管Q1的闭合或断开，并根据第一检测单元和第二检测单元输入的信号进行分析，反馈分析结果至指定设备；第一检测单元，用于当控制单元控制充电MOS管Q2断开，检测充电MOS管Q2的集电极电压信号；第二检测单元，用于当控制单元控制放电MOS管Q1断开时，检测放电MOS管Q1的集电极电压信号。本发明实现准确且低成本的检测充放电MOS管的黏连情况。

Description

充放电MOS管的黏连检测电路及其检测方法

技术领域

本发明涉及充放电电路，更具体地说是指充放电MOS管的黏连检测电路及其检测方法。

背景技术

在电池的充放电过程中均会采用保护板，保护板的功能本质上是通过主控回路上的放电MOS管和充电MOS管的开启和关闭来实现的。

电池在使用过程中总是会有过流和短路的状态出现，电池包含板会根据采样电流来进行逻辑控制。检测到过流时，充电时关闭充电MOS管，放电时关闭放电MOS管；检测到短路时，同时关闭充电MOS管和放电MOS管。但是由于这种状态下的电流都是比较大的，MOS管有可能损坏，损坏的模式既可能是断开状态，也可能是导通状态，如果缺少黏连检测功能，就不能识别出当前MOS管的情况，如果MOS管是断开的损坏模式，那么电池不能进行输出，这个还是比较安全的；但是如果MOS管是短路的损坏模式。当有较大电流需要保护时控制系统是不能控制MOS管断开的，这样就会带来极大的炸管风险，一定程度上可能损伤电池。

黏连的原因是因为负载较大，电流大，在断开时产生的电压高，足以产生一定的热量，导致接触点融化，然后快速冷却后导致触点不能完全断开，发生黏连状态，但是目前的黏连检测均是使用在继电器上，并没有使用在MOS管上的黏连检测。

因此，有必要设计一种新的电路，实现准确且低成本的检测充电MOS管以及放电MOS管的黏连情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供充放电MOS管的黏连检测电路及其检测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：充放电MOS管的黏连检测电路，包括控制单元、第一检测单元、第二检测单元、充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1；所述控制单元分别与所述第一检测单元、第二检测单元、充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1连接；其中，所述控制单元，用于控制充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的闭合或断开，并根据第一检测单元和第二检测单元输入的信号进行分析，并反馈分析结果至指定设备；所述第一检测单元，用于当所述控制单元控制充电MOS管Q2断开时，检测充电MOS管Q2的集电极电压信号；所述第二检测单元，用于当所述控制单元控制放电MOS管Q1断开时，检测放电MOS管Q1的集电极电压信号。

其进一步技术方案为：还包括电源单元，所述电源单元分别与所述第一检测单元以及所述第二检测单元连接。

其进一步技术方案为：所述第一检测单元包括三极管Q8，所述控制单元分别与所述三极管Q8的基极以及所述充电MOS管Q2的漏极连接，所述三极管Q8的基极与所述充电MOS管Q2的漏极连接，所述三极管Q8的发射极与所述充电MOS管Q2的源极连接，所述三极管Q8的集电极与所述电源单元连接，所述三极管Q8的集电极与所述控制单元连接。

其进一步技术方案为：所述三极管Q8的基极与所述控制单元之间连接有偏置电阻R3，所述控制单元与所述偏置电阻R3之间还连接有电阻R6，所述电阻R6与所述充电MOS管Q2的漏极之间还连接有防反接二极管D6，所述三极管Q8的发射极连接有防反接二极管D5，所述防反接二极管D5的负极与所述充电MOS管Q2的源极连接。

其进一步技术方案为：所述三极管Q8的集电极与所述电源单元之间连接有电阻R4，所述控制单元的输入端脚连接于所述电阻R4与所述三极管Q8的集电极之间。

其进一步技术方案为：所述第二检测单元包括三极管Q9，所述控制单元分别与所述三极管Q9的基极以及所述放电MOS管Q1的漏极连接，所述三极管Q9的基极与所述放电MOS管Q1的漏极连接，所述三极管Q9的发射极与所述放电MOS管Q1的源极连接，所述三极管Q9的集电极与所述电源单元连接，所述三极管Q8的集电极与所述控制单元连接。

其进一步技术方案为：所述三极管Q9的基极与所述控制单元之间连接有偏置电阻R1，所述偏置电阻R1与所述电阻R6连接，所述放电MOS管Q1的漏极与所述防反接二极管D6连接，所述三极管Q9的发射极与电池组连接。

其进一步技术方案为：所述三极管Q9的集电极与所述电源单元之间连接有电阻R2，所述控制单元的输入端脚连接于所述电阻R2与所述三极管Q9的集电极之间。

其进一步技术方案为：所述控制单元的端脚还连接有电阻R5，所述电阻R5的另一端连接有三极管Q10，所述三极管Q10的集电极通过电阻R6与所述防反接二极管D6的负极连接。

本发明还提供了充放电MOS管的黏连检测电路的检测方法，包括：

控制单元控制充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的闭合或断开；

当所述控制单元控制充电MOS管Q2断开时，第一检测单元检测充电MOS管Q2的集电极电压信号；

当所述控制单元控制放电MOS管Q1断开时，第二检测单元检测放电MOS管Q1的集电极电压信号；

控制单元根据第一检测单元和第二检测单元输入的信号进行分析，并反馈分析结果至指定设备。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置第一检测单元以及第二检测单元，其中，第一检测单元的三极管Q8与充电MOS管Q2并联，第二检测单元的三极管Q9与放电MOS管Q1并联，充电MOS管Q2是否出现黏连故障影响到三极管Q8集电极的电压，放电MOS管Q1是否出现黏连故障影响到三极管Q9集电极的电压；根据三极管Q9的集电极电压和三极管Q8的集电极电压的判断便可得知充电MOS管Q2和放电MOS管Q1的黏连状态，采用的器件成本较低，实现准确且低成本的检测充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的黏连情况。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的充放电MOS管的黏连检测电路的示意性框图；

图2为本发明具体实施例提供的充放电MOS管的黏连检测电路的具体电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～2所示的具体实施例，本实施例提供的充放电MOS管的黏连检测电路，可以运用在电池的充放电过程中，对充电MOS管以及放电MOS管进行断开后，对断开的MOS管进行电平检测，根据检测的电平值进行黏连的判断，电路简单，且成本低。

请参阅图1，上述的充放电MOS管的黏连检测电路，包括控制单元10、第一检测单元20、第二检测单元30、充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1；控制单元10分别与第一检测单元20、第二检测单元30、充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1连接；其中，控制单元10，用于控制充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的闭合或断开，并根据第一检测单元20和第二检测单元30输入的信号进行分析，并反馈分析结果至指定设备；第一检测单元20，用于当控制单元10控制充电MOS管Q2断开时，检测充电MOS管Q2的集电极电压信号；第二检测单元30，用于当控制单元10控制放电MOS管Q1断开时，检测放电MOS管Q1的集电极电压信号。

在本实施例中，整个电池充放电电路如图2所示，包括电池组、充电MOS管Q2、放电MOS管Q1、开关S、负载电阻R17，电池组的正极依次与开关S以及负载电阻R17连接，负载电阻R17的另一端与充电MOS管Q2的源极连接，充电MOS管Q2的漏极与放电MOS管Q1的漏极连接，放电MOS管Q1的源极与电池组的负极连接，由此形成一个回路。

当整个电路第一次上电时，开关S未接通，整个电路进入黏连检测状态，其中，控制单元10控制充电MOS管Q2断开，并借助第一检测单元20检测充电MOS管Q2处于黏连状态或者非黏连状态时检测点的电平信号，由控制单元10判断该电平信号的高低，由此断定充电MOS管Q2是否处于黏连状态。此后，断开放电MOS管Q1，并借助第而检测单元检测放电MOS管Q1处于黏连状态或者非黏连状态时检测点的电平信号，由控制单元10判断该电平信号的高低，由此断定放电MOS管Q1是否处于黏连状态。采用电平检测的方式进行黏连状态的检测，可以提升整个检测准确率。

在一实施例中，请参阅图1，上述的充放电MOS管的黏连检测电路还包括电源单元40，电源单元40分别与第一检测单元20以及第二检测单元30连接。利用电源单元40对第一检测单元20、第二检测单元30进行供电。

在一实施例中，请参阅图2，上述的第一检测单元20包括三极管Q8，控制单元10分别与三极管Q8的基极以及充电MOS管Q2的漏极连接，三极管Q8的基极与充电MOS管Q2的漏极连接，三极管Q8的发射极与充电MOS管Q2的源极连接，三极管Q8的集电极与电源单元40连接，三极管Q8的集电极与控制单元10连接。

另外，上述的三极管Q8的基极与控制单元10之间连接有偏置电阻R3，控制单元10与偏置电阻R3之间还连接有电阻R6，电阻R6与充电MOS管Q2的漏极之间还连接有防反接二极管D6，三极管Q8的发射极连接有防反接二极管D5，防反接二极管D5的负极与充电MOS管Q2的源极连接。

在一实施例中，上述的三极管Q8的集电极与电源单元40之间连接有电阻R4，控制单元10的输入端脚连接于电阻R4与三极管Q8的集电极之间。

三极管Q8的基极与发射极相当于并联于充电MOS管Q2的漏极和源极，此时，充电MOS管Q2的黏连状态与否会导致三极管Q8的导通或截断。具体地，控制单元10控制充电MOS管Q2断开；控制单元10的输出端脚输出高电平，并进入判断阶段，当充电MOS管Q2出现黏连故障，此时，控制单元10的输出端脚输出的高电平使得三极管Q8的发射极为高电平，此时三极管Q8处于截止状态，控制单元10采集到的三极管Q8的集电极的电平信号一直为高电平；若充电MOS管Q2没有出现黏连故障，则三极管Q8的发射极为低电平，三极管Q8处于导通状态，控制单元10的输入端脚采集到的三极管Q8的集电极的电平信号会由高电平转变为低电平。

在一实施例中，请参阅图2，上述的第二检测单元30包括三极管Q9，控制单元10分别与三极管Q9的基极以及放电MOS管Q1的漏极连接，三极管Q9的基极与放电MOS管Q1的漏极连接，三极管Q9的发射极与放电MOS管Q1的源极连接，三极管Q9的集电极与电源单元40连接，三极管Q8的集电极与控制单元10连接。

具体地，三极管Q9的基极与控制单元10之间连接有偏置电阻R1，偏置电阻R1与电阻R6连接，放电MOS管Q1的漏极与防反接二极管D5连接，三极管Q9的发射极与电池组连接。

在一实施例中，上述的三极管Q9的集电极与电源单元40之间连接有电阻R2，控制单元10的输入端脚连接于电阻R2与三极管Q9的集电极之间。

三极管Q9的基极与发射极相当于并联于放电MOS管Q1的漏极和源极，此时，放电MOS管Q1的黏连状态与否会导致三极管Q9的导通或截断。具体地，控制单元10控制放电MOS管Q1断开；控制单元10的输出端脚输出高电平，并进入判断阶段，当放电MOS管Q1出现黏连故障，此时，控制单元10的输出端脚输出的高电平使得三极管Q9的基极被短路为低电平，此时三极管Q9处于截止状态，控制单元10采集到的三极管Q8的集电极的电平信号一直为高电平；若放电MOS管Q1没有出现黏连故障，则三极管Q8的的基极为高电平，三极管Q9处于导通状态，控制单元10的输入端脚采集到的三极管Q9的集电极的电平信号会由高电平转变为低电平。

根据上述的控制单元10采集到的电平信号，判断后将故障上报完成对应的功能操作即可，使用的器件都是普通的电阻和三极管，采购便捷，价格便宜。

在一实施例中，上述的控制单元10的端脚还连接有电阻R5，电阻R5的另一端连接有三极管Q10，三极管Q10的集电极通过电阻R6与防反接二极管D6的负极连接。

具体地，上述的三极管Q10的基极与电阻R5连接，三极管Q10的发射极与电池组的负极连接。

在本实施例中，控制单元10包括主控芯片，该主控芯片的型号为但不局限于NJM2295A

上述的充放电MOS管的黏连检测电路，通过设置第一检测单元20以及第二检测单元30，其中，第一检测单元20的三极管Q8与充电MOS管Q2并联，第二检测单元30的三极管Q9与放电MOS管Q1并联，充电MOS管Q2是否出现黏连故障影响到三极管Q8集电极的电压，放电MOS管Q1是否出现黏连故障影响到三极管Q9集电极的电压；根据三极管Q9的集电极电压和三极管Q8的集电极电压的判断便可得知充电MOS管Q2和放电MOS管Q1的黏连状态，采用的器件成本较低，实现准确且低成本的检测充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的黏连情况。

在一实施例中，还提供了充放电MOS管的黏连检测电路的检测方法，其特征在于，包括：

控制单元10控制充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的闭合或断开；

当控制单元10控制充电MOS管Q2断开时，第一检测单元20检测充电MOS管Q2的集电极电压信号；

当控制单元10控制放电MOS管Q1断开时，第二检测单元30检测放电MOS管Q1的集电极电压信号；

控制单元10根据第一检测单元20和第二检测单元30输入的信号进行分析，并反馈分析结果至指定设备。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述充放电MOS管的黏连检测电路的检测方法的具体实现过程，可以参考前述的充放电MOS管的黏连检测电路实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，包括控制单元、第一检测单元、第二检测单元、充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1；所述控制单元分别与所述第一检测单元、第二检测单元、充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1连接；其中，所述控制单元，用于控制充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的闭合或断开，并根据第一检测单元和第二检测单元输入的信号进行分析，并反馈分析结果至指定设备；所述第一检测单元，用于当所述控制单元控制充电MOS管Q2断开时，检测充电MOS管Q2的集电极电压信号；所述第二检测单元，用于当所述控制单元控制放电MOS管Q1断开时，检测放电MOS管Q1的集电极电压信号；

其中，所述第一检测单元包括三极管Q8，所述控制单元分别与所述三极管Q8的基极以及所述充电MOS管Q2的漏极连接，所述三极管Q8的基极与所述充电MOS管Q2的漏极连接，所述三极管Q8的发射极与所述充电MOS管Q2的源极连接，所述三极管Q8的集电极与电源单元连接，所述三极管Q8的集电极与所述控制单元连接；

三极管Q8的基极与发射极相当于并联于充电MOS管Q2的漏极和源极，此时，充电MOS管Q2的黏连状态与否会导致三极管Q8的导通或截断；具体地，控制单元控制充电MOS管Q2断开；控制单元的输出端脚输出高电平，并进入判断阶段，当充电MOS管Q2出现黏连故障，此时，控制单元的输出端脚输出的高电平使得三极管Q8的发射极为高电平，此时三极管Q8处于截止状态，控制单元采集到的三极管Q8的集电极的电平信号一直为高电平；若充电MOS管Q2没有出现黏连故障，则三极管Q8的发射极为低电平，三极管Q8处于导通状态，控制单元的输入端脚采集到的三极管Q8的集电极的电平信号会由高电平转变为低电平。

2.根据权利要求1所述的充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，所述电源单元分别与所述第一检测单元以及所述第二检测单元连接。

3.根据权利要求1所述的充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，所述三极管Q8的基极与所述控制单元之间连接有偏置电阻R3，所述控制单元与所述偏置电阻R3之间还连接有电阻R6，所述电阻R6与所述充电MOS管Q2的漏极之间还连接有防反接二极管D6，所述三极管Q8的发射极连接有防反接二极管D5，所述防反接二极管D5的负极与所述充电MOS管Q2的源极连接。

4.根据权利要求3所述的充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，所述三极管Q8的集电极与所述电源单元之间连接有电阻R4，所述控制单元的输入端脚连接于所述电阻R4与所述三极管Q8的集电极之间。

5.根据权利要求3所述的充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，所述第二检测单元包括三极管Q9，所述控制单元分别与所述三极管Q9的基极以及所述放电MOS管Q1的漏极连接，所述三极管Q9的基极与所述放电MOS管Q1的漏极连接，所述三极管Q9的发射极与所述放电MOS管Q1的源极连接，所述三极管Q9的集电极与所述电源单元连接，所述三极管Q8的集电极与所述控制单元连接。

6.根据权利要求5所述的充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，所述三极管Q9的基极与所述控制单元之间连接有偏置电阻R1，所述偏置电阻R1与所述电阻R6连接，所述放电MOS管Q1的漏极与所述防反接二极管D6连接，所述三极管Q9的发射极与电池组连接。

7.根据权利要求6所述的充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，所述三极管Q9的集电极与所述电源单元之间连接有电阻R2，所述控制单元的输入端脚连接于所述电阻R2与所述三极管Q9的集电极之间。

8.根据权利要求7所述的充放电MOS管的黏连检测电路，其特征在于，所述控制单元的端脚还连接有电阻R5，所述电阻R5的另一端连接有三极管Q10，所述三极管Q10的集电极通过电阻R6与所述防反接二极管D5的负极连接。

9.充放电MOS管的黏连检测电路的检测方法，其特征在于，包括：

控制单元控制充电MOS管Q2以及放电MOS管Q1的闭合或断开；

当所述控制单元控制充电MOS管Q2断开时，第一检测单元检测充电MOS管Q2的集电极电压信号；

当所述控制单元控制放电MOS管Q1断开时，第二检测单元检测放电MOS管Q1的集电极电压信号；

控制单元根据第一检测单元和第二检测单元输入的信号进行分析，并反馈分析结果至指定设备；

其中，所述第一检测单元包括三极管Q8，所述控制单元分别与所述三极管Q8的基极以及所述充电MOS管Q2的漏极连接，所述三极管Q8的基极与所述充电MOS管Q2的漏极连接，所述三极管Q8的发射极与所述充电MOS管Q2的源极连接，所述三极管Q8的集电极与电源单元连接，所述三极管Q8的集电极与所述控制单元连接；

三极管Q8的基极与发射极相当于并联于充电MOS管Q2的漏极和源极，此时，充电MOS管Q2的黏连状态与否会导致三极管Q8的导通或截断；具体地，控制单元控制充电MOS管Q2断开；控制单元的输出端脚输出高电平，并进入判断阶段，当充电MOS管Q2出现黏连故障，此时，控制单元的输出端脚输出的高电平使得三极管Q8的发射极为高电平，此时三极管Q8处于截止状态，控制单元采集到的三极管Q8的集电极的电平信号一直为高电平；若充电MOS管Q2没有出现黏连故障，则三极管Q8的发射极为低电平，三极管Q8处于导通状态，控制单元的输入端脚采集到的三极管Q8的集电极的电平信号会由高电平转变为低电平。