CN116865736A - 一种mos管的高边驱动电路 - Google Patents

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CN116865736A CN202310990947.0A CN202310990947A CN116865736A CN 116865736 A CN116865736 A CN 116865736A CN 202310990947 A CN202310990947 A CN 202310990947A CN 116865736 A CN116865736 A CN 116865736A
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莫金伟
周大为
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Abstract

本发明公开了一种MOS管的高边驱动电路，涉及电池充放电控制技术领域，所述驱动电路包括MCU、第一储能模块、第二储能模块、开关控制模块、MOS管Q1、MOS管Q2；MCU分别与第一储能模块、第二储能模块、开关控制模块连接；第一储能模块分别与电池正极端口、第二储能模块连接；开关控制模块分别与第二储能模块、MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q1的漏极与电池正极端口连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的源极连接；MOS管Q2的漏极与电池充放电端口连接；MCU，用于控制MOS管Q1和MOS管Q2的导通和关断，本申请实现了对MOS管的高效控制。

Description

一种MOS管的高边驱动电路
技术领域
本发明涉及电池充放电控制技术领域，尤其是涉及一种MOS管的高边驱动电路。
背景技术
现有技术中，在电池管理系统内一般采用高边驱动芯片BQ76200，用于驱动高边的MOS管的导通，从而使电池正极端口与电池充放电端口连通，实现电池的充放电操作，但是采用高边驱动芯片BQ76200时，不仅需要搭配使用较多数量的MOS管，而且该芯片对MOS管导通和关断的驱动效率较低，MOS管的关断延时较长，容易导致MOS管功率的需求量非常大，容易造成损坏。
发明内容
为了提高对MOS管导通和关断的驱动效率，并减少MOS管的使用数量，实现对电池充放电的高效控制，本申请提供一种MOS管的高边驱动电路。
本申请提供一种MOS管的高边驱动电路，采用如下的技术方案：所述驱动电路包括MCU、第一储能模块、第二储能模块、开关控制模块、MOS管Q1、MOS管Q2；
MCU分别与第一储能模块、第二储能模块、开关控制模块连接；第一储能模块分别与电池正极端口、第二储能模块连接；开关控制模块分别与第二储能模块、MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q1的漏极与电池正极端口连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的源极连接；MOS管Q2的漏极与电池充放电端口连接；
MCU，用于控制MOS管Q1和MOS管Q2的导通和关断。
通过采用上述技术方案，由MCU进行高边驱动电路的控制，通过直接采用电池电能为高边驱动电路提供电源，依次经过第一储能模块、第二储能模块对电压放大后，产生较高的驱动电压经过开关控制模块实现对MOS管的导通，提高了对MOS管的驱动效率，另外，开关控制模块能够泄放MOS管栅源电容的电量，实现MOS管Q1和Q2的快速关断，缩短MOS管的关断延时，避免MOS管的损坏，且采用MOS管的数量较少，降低了成本，实现对电池充放电的高效控制。
在一个具体的可实施方案中，所述MCU控制MOS管Q1和MOS管Q2的导通，具体包括：
MCU控制第一储能模块开启，电池电能通过电池正极端口向第一储能模块充电；MCU检测第一储能模块输出端电压值Vf，并当所述电压值Vf达到第一预设电压Vdrive1时，MCU控制第二储能模块开启，使第一储能模块向第二储能模块充电；MCU检测第二储能模块输出端电压值Vs，并当所述电压值Vs达到第二预设电压Vdrive2时，MCU控制开关控制模块开启，使开关控制模块根据第二储能模块输出的电能，驱动MOS管Q1和MOS管Q2导通，实现电池正极端口与电池充放电端口的连通；
所述MCU控制MOS管Q1和MOS管Q2的关断，具体包括：
MCU控制开关控制模块关闭，所述开关控制模块自动泄放MOS管Q1栅源电容和MOS管Q2栅源电容的电量，使MOS管Q1和MOS管Q2关断，实现电池正极端口与电池充放电端口的断开。
通过采用上述技术方案，需要导通MOS管Q1和Q2，控制电池进行充放电操作时，首先通过前级的第一储能模块利用电池电能为自身充电，并当充电完成，输出端电压值达到第一预设电压Vdrive1时，再由第一储能模块向后级的第二储能模块充电；当第二储能模块充电完成，输出端电压值达到第二预设电压Vdrive2时，即产生较高的驱动电压通过开关控制模块驱动两个MOS管的导通；当需要关闭MOS管Q1和Q2，控制电池停止充放电操作时，通过MCU控制开关控制模块关闭，切断两个MOS管栅极的电压输入，同时开关控制模块自动泄放MOS管栅源电容的电量，实现MOS管Q1和Q2的快速关断，实现对电池充放电的高效控制。
在一个具体的可实施方案中，MCU，用于控制第一储能模块和第二储能模块交替充电，具体包括：
MCU检测第一储能模块输出端电压值Vf，并当所述电压值Vf低于第三预设电压Vdrive3时，MCU控制第二储能模块关闭，使第一储能模块停止向第二储能模块充电，并控制第一储能模块开启，使电池电能通过电池正极端口向第一储能模块充电；
MCU检测第二储能模块输出端电压值Vs，并当所述电压值Vs低于第四预设电压Vdrive4时，MCU控制第一储能模块关闭，使第一储能模块停止接收电池电能，并控制第二储能模块开启，使第一储能模块向第二储能模块充电。
通过采用上述技术方案，将驱动电路的储能部分分成前级的第一储能模块和后级的第二储能模块并控制交替充电，后级的第二储能模块可以一直维持高压来驱动MOS管；前级的第一储能模块从电池吸收电能并存储，为后级第二储能模块提供能量。
在一个具体的可实施方案中，所述第一储能模块包括二极管D8、电容C4、三极管Q6、三极管Q7、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16；
二极管D8的正极与电池正极端口连接；二极管D8的负极分别与电容C4的正极、第二储能模块连接；电容C4的负极分别与第二储能模块连接，电容C4的负极还通过串联的电阻R13与三极管Q6的集电极、三极管Q7的集电极连接；三极管Q7的发射极分别与电阻R14的第一端、电池负极端口连接；三极管Q7的基极分别与电阻R14的第二端、电阻R15的第一端连接；电阻R15的第二端分别与三极管Q6的基极、电阻R16的第一端连接；电阻R16的第二端与MCU连接。
通过采用上述技术方案，二极管D8防止电流倒灌，由电容C4进行电能的存储和释放。
在一个具体的可实施方案中，所述第二储能模块包括二极管D11、二极管D17、电容C5、三极管Q8、三极管Q9、三极管Q10、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22；
二极管D17的正极与第一储能模块连接；二极管D17的负极分别与电容C5的正极、开关控制模块连接；电容C5的负极分别与电阻R17的第一端连接；电阻R17的第二端分别与三极管Q8的发射极、电阻R18的第一端连接；三极管Q8的集电极分别与二极管D11的正极、三极管Q9的集电极连接；二极管D11的负极与第一储能模块连接；三极管Q8的基极分别与三极管Q9的发射极、电阻R18的第二端、电阻R19的第一端连接；三极管Q9的基极分别与电阻R19的第二端、电阻R20的第一端连接；电阻R20的第二端与三极管Q10的集电极连接；三极管Q10的发射极与电阻R21的第一端连接；电阻R21的第二端分别与电池负极端口、电阻R22的第一端连接；电阻R22的第二端分别与三极管Q10的基极、MCU连接。
通过采用上述技术方案，二极管D17防止电流倒灌，通过电容C5进行电能的存储和释放。
在一个具体的可实施方案中，所述开关控制模块包括三极管Q11、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14、三极管Q15、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、二极管D13、电容C11；
三极管Q11的发射极分别与第二储能模块、电阻R30的第一端连接；三极管Q11的基极分别与电阻R30的第二端、三极管Q12的发射极、电阻R31的第一端连接；三极管Q12的集电极分别与三极管Q11的集电极、电阻R36的第一端、电阻R39的第一端、三极管Q15的基极连接；三极管Q12的基极分别与电阻R31的第二端、电阻R32的第一端连接；电阻R32的第二端与三极管Q13的集电极连接；三极管Q13的发射极与电阻R35的第一端连接；电阻R35的第二端分别与电阻R34的第一端、电池负极端口连接；电阻R34的第二端与MCU连接；
电阻R36的第二端与二极管D13的正极连接；二极管D13的负极分别与电阻R40的第一端、电阻R41的第一端、电阻R37的第二端、电阻R38的第一端、电容C11的正极连接；电容C11的负极分别与MOS管Q15的源极、MOS管Q2的源极连接；电阻R38的第二端与三极管Q14的集电极、三极管Q15的集电极、电阻R39的第二端连接；电阻R40的第二端与MOS管Q15的栅极连接；电阻R41的第二端与MOS管Q2的栅极连接。
通过采用上述技术方案，二极管D13防止电流倒灌，MOS管Q1栅源电容和MOS管Q2栅源电容的电量由开关控制模块4进行泄放，实现MOS管Q1和MOS管Q2的快速关断。
在一个具体的可实施方案中，高边驱动电路还包括休眠控制模块，所述休眠控制模块分别与MCU、电池正极端口、第一储能模块连接；所述休眠控制模块包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11；
三极管Q3的发射极分别与电池正极端口、电阻R7的第一端连接；三极管Q3的集电极分别与第一储能模块、三极管Q4的集电极连接；三极管Q4的发射极分别与三极管Q3的基极、电阻R7的第二端、电阻R8的第一端连接；电阻R8的第二端分别与三极管Q4的基极、电阻R9的第一端连接；电阻R9的第二端与三极管Q5的集电极连接；三极管Q5的发射极与电阻R10的第一端连接；电阻R10的第二端分别与电阻R11的第一端、电池负极端口连接；电阻R11的第二端分别与三极管Q5的基极、MCU连接。
通过采用上述技术方案，当不需要控制MOS管导通和关闭时，由休眠控制模块切断电池向整个驱动电路的电源输入，驱动电路进入低功耗模式，避免能源浪费。
在一个具体的可实施方案中，高边驱动电路还包括电池正极电压检测模块；所述电池正极电压检测模块分别与MCU、电池正极端口、电池负极端口连接；所述电池正极电压检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1；所述电池正极端口通过依次串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3与电池负极端口连接，电阻R3的两端并联电容C1；
所述第一储能模块还包括电阻R42、电阻R43、电阻R44、电容C7；所述电容C4的负极通过依次串联的电阻R42、电阻R43、电阻R44与电池负极端口连接；电阻R44的两端并联电容C7；
MCU通过检测电阻R43与电阻R44之间的电压值，确定电容C4负极电压值；MCU通过检测电阻R2、电阻R3之间的电压值，确定电容C4正极电压值；MCU根据电容C4正极电压值、电容C4负极电压值，确定第一储能模块输出端电压值Vf。
在一个具体的可实施方案中，第二储能模块还包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C9、电容C8；
电容C5的负极通过依次串联的电阻R27、电阻R28、电阻R29与电池负极端口连接；电阻R29的两端并联电容C9；电容C5的正极通过依次串联的电阻R24、电阻R25、电阻R26与电池负极端口连接；电阻R26的两端并联电容C8；
MCU通过检测电阻R28与电阻R29之间的电压值，确定电容C5负极电压值；MCU通过检测电阻R25、电阻R26之间的电压值，确定电容C5正极电压值；MCU根据电容C5正极电压值、电容C5负极电压值，确定第二储能模块输出端电压值Vs。
在一个具体的可实施方案中，高边驱动电路还包括电池充放电电压检测模块，所述电池充放电电压检测模块分别与MCU、电池负极端口、电池充放电端口的漏极连接；所述电池充放电电压检测模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C2，电池充放电端口通过依次串联的电阻R4、电阻R5、电阻R6与电池充放电端口连接，电阻R6的两端并联电容C2；
MCU通过检测电阻R6与电阻R5之间的电压值，确定电池充放电端口的电压值。
通过采用上述技术方案，MCU1通过检测电阻R6与电阻R5之间的电压值，从而确定电池充放电端口的电压值，便于对电池充放电状况进行判断。
综上所述，本申请的技术方案至少包括以下有益技术效果：
1、由MCU进行高边驱动电路的控制，通过直接采用电池电能为高边驱动电路提供电源，依次经过第一储能模块、第二储能模块对电压放大后，产生较高的驱动电压经过开关控制模块实现对MOS管的导通，提高了对MOS管的驱动效率，另外，开关控制模块能够泄放MOS管栅源电容的电量，实现MOS管Q1和Q2的快速关断，缩短MOS管的关断延时，避免MOS管的损坏，且采用MOS管的数量较少，降低了成本，实现对电池充放电的高效控制；
2、将高边驱动电路的储能部分分成前级的第一储能模块和后级的第二储能模块并控制交替充电，前级的第一储能模块从电池吸收电能并存储，为后级第二储能模块提供能量，通过后级的第二储能模块一直维持高压进而驱动MOS管持续导通。
附图说明
图1是本申请实施例中MOS管的高边驱动电路的部分电路图；
图2是本申请实施例中MOS管的高边驱动电路的整体电路图；
图3是本申请实施例中MOS管的高边驱动电路的具体电路图。
附图标记说明：
1、MCU；2、第一储能模块；3、第二储能模块；4、开关控制模块；5、休眠控制模块；6、电池正极电压检测模块；7、电池充放电电压检测模块。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细说明。
本申请公开一种MOS管的高边驱动电路，参照图1，所述驱动电路分别与电池正极端口、电池充放电端口连接；所述驱动电路包括MCU1、第一储能模块2、第二储能模块3、开关控制模块4、MOS管Q1、MOS管Q2；
MCU1分别与第一储能模块2、第二储能模块3、开关控制模块4连接；第一储能模块2分别与电池正极端口、第二储能模块3连接；开关控制模块4分别与第二储能模块3、MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q1的漏极与电池正极端口连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的源极连接；MOS管Q2的漏极与电池充放电端口连接；
MCU1，用于控制MOS管Q1和MOS管Q2的导通和关断。
因此，通过上述各个模块的连接，由MCU进行高边驱动电路的控制，通过直接采用电池电能为高边驱动电路提供电源，依次经过第一储能模块、第二储能模块对电压放大后，产生较高的驱动电压经过开关控制模块实现对MOS管的导通，提高了对MOS管的驱动效率，另外，开关控制模块能够泄放MOS管栅源电容的电量，实现MOS管Q1和Q2的快速关断，缩短MOS管的关断延时，避免MOS管的损坏，且采用MOS管的数量较少，降低了成本，实现对电池充放电的高效控制。
进一步地，所述MCU1控制MOS管Q1和MOS管Q2的导通，具体包括：
MCU1控制第一储能模块2开启，电池电能通过电池正极端口向第一储能模块2充电；MCU1检测第一储能模块2输出端电压值Vf，并当所述电压值Vf达到第一预设电压Vdrive1时，MCU1控制第二储能模块3开启，使第一储能模块2向第二储能模块3充电；MCU1检测第二储能模块3输出端电压值Vs，并当所述电压值Vs达到第二预设电压Vdrive2时，MCU1控制开关控制模块4开启，使开关控制模块4根据第二储能模块3输出的电能，驱动MOS管Q1和MOS管Q2导通，实现电池正极端口与电池充放电端口的连通；
所述MCU1控制MOS管Q1和MOS管Q2的关断，具体包括：
MCU1控制开关控制模块4关闭，所述开关控制模块4自动泄放MOS管Q1栅源电容和MOS管Q2栅源电容的电量，使MOS管Q1和MOS管Q2关断，实现电池正极端口与电池充放电端口的断开。
其中，MOS管Q1栅源电容为MOS管Q1的寄生栅源电容，MOS管Q2栅源电容为MOS管Q2的寄生栅源电容，MOS管Q1和MOS管Q2均为NMOS。
其中，可以设置第一预设电压Vdrive1和第二预设电压Vdrive2相等，第一预设电压Vdrive1和第二预设电压Vdrive2的具体数值，本领域技术人员可以根据MOS管Q1和Q2的栅极驱动电压的特性进行设置，示例性的，第一预设电压Vdrive1的值可以根据当电压值Vf达到第一预设电压Vdrive1时，能够向后级的第二储能模块3充电进行设置；第二预设电压Vdrive2的值可以根据当电压值Vs达到第二预设电压Vdrive2时，能够驱动MOS管Q1和Q2的导通进行设置。
当MCU检测到外部环境及电池条件都正常的情况下，需要导通MOS管Q1和Q2，控制电池进行充放电操作时，由于电池电压较低，无法直接驱动两个MOS管的导通，因此，首先通过前级的第一储能模块利用电池电能为自身充电，并充电完成，输出端电压值达到第一预设电压Vdrive1时，再由第一储能模块向后级的第二储能模块充电；当第二储能模块充电完成，输出端电压值达到第二预设电压Vdrive2时，即产生较高的驱动电压通过开关控制模块驱动两个MOS管的导通；当MCU检测到电池出现过温，过流，过压，低温，低压等情况，此时需要电池停止工作，即需要关闭MOS管Q1和Q2，控制电池停止充放电操作时，通过MCU控制开关控制模块关闭，切断两个MOS管栅极的电压输入，同时开关控制模块自动泄放MOS管栅源电容的电量，实现MOS管Q1和Q2的快速关断，实现对电池充放电的高效控制。
进一步地，MCU1，用于控制第一储能模块2和第二储能模块3交替充电，具体包括：
MCU1检测第一储能模块2输出端电压值Vf，并当所述电压值Vf低于第三预设电压Vdrive3时，MCU1控制第二储能模块3关闭，使第一储能模块2停止向第二储能模块3充电，并控制第一储能模块2开启，使电池电能通过电池正极端口向第一储能模块2充电；
MCU1检测第二储能模块3输出端电压值Vs，并当所述电压值Vs低于第四预设电压Vdrive4时，MCU1控制第一储能模块2关闭，使第一储能模块2停止接收电池电能，即第一储能模块2停止自身充电，并控制第二储能模块3开启，使第一储能模块2向第二储能模块3充电。
其中，可以设置第三预设电压Vdrive3和第四预设电压Vdrive4相等，第三预设电压Vdrive3和第四预设电压Vdrive4的具体数值，本领域技术人员可以根据MOS管Q1和Q2的栅极驱动电压的特性进行设置，示例性的，第三预设电压Vdrive3的值可以根据当电压值Vf低于第三预设电压Vdrive3时，无法向后级的第二储能模块3充电进行设置；第四预设电压Vdrive4的值，可以根据当电压值Vs低于第四预设电压Vdrive4时，无法驱动MOS管Q1和Q2的导通进行设置。
由于在MOS导通状态下，需要开关控制模块的输出端有继续不断的高电能输出，才能持续驱动两个MOS管的导通，但电池电能向第一储能模块充电后，第一储能模块的电量并不是无限存在的，第一储能模块的电量也需要向第二储能模块输送，当第一储能模块存储的电量足够时，第一储能模块存储的电压高于电池电压，此时电池自然就无法直接向第一储能模块输送电荷。
因此，将高边驱动电路的储能部分分成前级的第一储能模块和后级的第二储能模块并控制交替充电，后级的第二储能模块可以一直维持高压来驱动MOS管；前级的第一储能模块从电池吸收电能并存储，为后级第二储能模块提供能量。且前级的第一储能模块可以存在电压较低的时段，即当前级的第一储能模块输出端电压值Vf低于第三预设电压Vdrive3时，将第一储能模块和第二储能模块断开，并允许电池向第一储能模块输送电荷，为第一储能模块充电，使第一储能模块的电压抬升；而当后级的第二储能模块输出端电压值Vs低于第四预设电压Vdrive4时，再将第一储能模块和电池正极端口断开，并控制第一储能模块向第二储能模块输送电荷，保证第二储能模块输出端电压值能够持续驱动MOS管Q1和Q2的导通；而当前级的第一储能模块输出端电压再次偏低时，再次将第一储能模块和第二储能模块断开，对第一储能模块进行充电，周而复始，如此循环，可以保证驱动电路持续驱动MOS管的导通。
进一步地，参照图2，所述驱动电路还包括休眠控制模块5；所述休眠控制模块5分别与MCU1、电池正极端口、第一储能模块2连接；所述MCU1，还用于控制休眠控制模块5关闭，切断电池电能向第一储能模块2充电的通路，使驱动电路进入休眠模式。
因此，当不需要控制MOS管导通和关闭时，由休眠控制模块切断整个驱动电路的电源输入，驱动电路进入低功耗模式，避免能源浪费。
进一步地，参照图2，所述驱动电路还包括电池正极电压检测模块6、电池充放电电压检测模块7，所述电池正极电压检测模块6分别与MCU1、电池正极端口、电池负极端口连接；所述电池充放电电压检测模块7分别与电池充放电端口、电池负极端口连接；
MCU1通过电池正极电压检测模块6，检测电池正极端口的电压值，MCU1通过电池充放电电压检测模块7，检测电池充放电端口的电压值，MCU1根据电池正极端口的电压值和电池充放电端口的电压值，判断电池充放电状况是否正常。
进一步地，参照图3，为本申请高边驱动电路的一种具体实现方式：
所述第一储能模块2包括二极管D8、电容C4、三极管Q6、三极管Q7、电阻R13、电阻R16、电阻R15、电阻R14；第一储能模块2分别与电池正极端口、电池负极端口、MCU1、第二储能模块3连接；
具体地，二极管D8的正极与电池正极端口连接；二极管D8的负极分别与电容C4的正极、第二储能模块3连接；电容C4的负极分别与第二储能模块3连接，电容C4的负极还通过串联的电阻R13与三极管Q6的集电极、三极管Q7的集电极连接；三极管Q7的发射极分别与电阻R14的第一端、电池负极端口连接；三极管Q7的基极分别与电阻R14的第二端、电阻R15的第一端连接；电阻R15的第二端分别与三极管Q6的基极、电阻R16的第一端连接；电阻R16的第二端与MCU1连接。具体地，电阻R16的第二端与MCU1的MCU_P3.3引脚连接。
其中，二极管D8可以防止电流倒灌，MCU1通过MCU_P3.3引脚输出高电平时，三极管Q6、Q7导通，从而实现第一储能模块2的开启，电池电能通过电池正极端口向电容C4充电，由电容C4存储电能；MCU1通过MCU_P3.3引脚输出低电平时，三极管Q6、Q7关闭，从而实现第一储能模块2的关闭，使第一储能模块2停止接收电池电能，停止自身充电，本电路中由电容C4进行电能的存储和释放，根据电容C4两端的电压值能够得到第一储能模块2输出端电压值Vf。
所述第一储能模块2还能够包括电阻R42、电阻R43、电阻R44、电容C7、稳压管D18；其中，所述电容C4的负极通过依次串联的电阻R42、电阻R43、电阻R44与电池负极端口连接；电阻R44的两端并联电容C7；稳压管D18的正极分别与电容C4的负极、二极管D8的负极、第二储能模块3连接；稳压管D18的负极分别与电容C4的正极、第二储能模块3连接；
所述电池正极电压检测模块6包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1；所述电池正极端口通过依次串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3与电池负极端口连接，电阻R3的两端并联电容C1。
通过上述电路，一方面，所述MCU1通过检测电阻R43与电阻R44之间的电压值，确定电容C4负极电压值；MCU1通过检测电池正极电压检测模块6中电阻R2、电阻R3之间的电压值，确定电容C4正极电压值；MCU1根据电容C4正极电压值、电容C4负极电压值，从而确定第一储能模块2输出端电压值Vf。
另一方面，当第一储能模块2关闭，电池正极端口的电能停止向电容C4充电，但电阻R42、电阻R112和电阻R44与电容C4形成的回路能够继续给电容C4充电，并且通过稳压管D18限制电容C4的最高电压值，避免过充。示例性的，当第一储能模块2关闭，电容C4的电压值能够达到15V，但电阻R42、电阻R112和电阻R44与电容C4形成的回路能够继续给电容C4充电，并且通过稳压管D18限制电容C4的最高电压值能够达到20V。
进一步地，所述第二储能模块3包括二极管D17、二极管D11、电容C5、三极管Q8、三极管Q10、三极管Q9、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R22、电阻R21；第二储能模块3分别与第一储能模块2、电池负极端口、MCU1、开关控制模块4连接；
具体地，二极管D17的正极与第一储能模块2连接；二极管D17的负极分别与电容C5的正极、开关控制模块4连接；电容C5的负极分别与电阻R17的第一端连接；电阻R17的第二端分别与三极管Q8的发射极、电阻R18的第一端连接；三极管Q8的集电极分别与二极管D11的正极、三极管Q9的集电极连接；二极管D11的负极与第一储能模块2连接；三极管Q8的基极分别与三极管Q9的发射极、电阻R18的第二端、电阻R19的第一端连接；三极管Q9的基极分别与电阻R19的第二端、电阻R20的第一端连接；电阻R20的第二端与三极管Q10的集电极连接；三极管Q10的发射极与电阻R21的第一端连接；电阻R21的第二端分别与电池负极端口、电阻R22的第一端连接；电阻R22的第二端分别与三极管Q10的基极、MCU1连接。具体地，电阻R22的第二端分别与三极管Q10的基极、MCU1的MCUP_3.2引脚连接。
其中，二极管D17可以防止电流倒灌，MCU1通过MCU_P3.2引脚输出高电平时，三极管Q10、Q9、Q8导通，从而实现第二储能模块3的开启，使电容C4的电能向电容C5充电，由电容C5存储电能，即第一储能模块2向第二储能模块3的充电；MCU1通过MCU_P3.2引脚输出低电平时，三极管Q10、Q9、Q8关闭，从而实现第二储能模块3的关闭，使电容C4的电能停止向电容C5充电，即第一储能模块2停止向第二储能模块3的充电，本电路中通过电容C5进行电能的存储和释放。
进一步地，所述第二储能模块3还包括电阻R23、电容C6；三极管Q10的基极通过串联电阻R22与MCU1的MCUP_3.2引脚连接，电阻R23两端并联连接电容C6，电阻R23和电容C6用于加快三极管Q10的导通和关断速度。
进一步地，所述第二储能模块3还包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C9、稳压管D12、电容C8；
电容C5的负极通过依次串联的电阻R27、电阻R28、电阻R29与电池负极端口连接；电阻R29的两端并联电容C9；稳压管D12的正极分别与电容C5的负极、电阻R17的第一端连接；稳压管D12的负极分别与电容C5的正极、二极管D17的负极、电阻R24、开关控制模块4连接；
电容C5的正极通过依次串联的电阻R24、电阻R25、电阻R26与电池负极端口连接；电阻R26的两端并联电容C8；
通过上述电路，一方面，MCU1通过检测电阻R28与电阻R29之间的电压值，确定电容C5负极电压值；MCU1通过检测电阻R25、电阻R26之间的电压值，确定电容C5正极电压值；MCU1根据电容C5正极电压值、电容C5负极电压值，确定第二储能模块3输出端电压值Vs；
另一方面，当第二储能模块3关闭，电容C4的电能停止向电容C5充电，但电阻R27、电阻R28、电阻R29与电容C5形成的回路能够继续给电容C5充电，并且通过稳压管D12限制电容C5的最高电压值，避免过充。示例性的，当第二储能模块3关闭，电容C5的电压值能够达到15V，但电阻R27、电阻R28、电阻R29与电容C5形成的回路能够继续给电容C5充电，并且通过稳压管D12限制电容C5的最高电压值达到20V。
进一步地，参照图3，所述开关控制模块4包括三极管Q11、三极管Q12、三极管Q13、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R35、电阻R34、电阻R36、电阻R40、电阻R41、电阻R37、电阻R38、电阻R39、二极管D13、电容C11、三极管Q14、三极管Q15；开关控制模块4分别与第二储能模块3、电池负极端口、MCU1、MOS管Q1、MOS管Q2连接；
具体地，三极管Q11的发射极分别与第二储能模块3、电阻R30的第一端连接；三极管Q11的基极分别与电阻R30的第二端、三极管Q12的发射极、电阻R31的第一端连接；三极管Q12的集电极分别与三极管Q11的集电极、电阻R36的第一端、电阻R39的第一端、三极管Q15的基极连接；三极管Q12的基极分别与电阻R31的第二端、电阻R32的第一端连接；电阻R32的第二端与三极管Q13的集电极连接；三极管Q13的发射极与电阻R35的第一端连接；电阻R35的第二端分别与电阻R34的第一端、电池负极端口连接；电阻R34的第二端与MCU1连接；具体地，电阻R34的第二端与MCU1的MCU_P3.5引脚连接；
电阻R36的第二端与二极管D13的正极连接；二极管D13的负极分别与电阻R40的第一端、电阻R41的第一端、电阻R37的第二端、电阻R38的第一端、电容C11的正极连接；电容C11的负极分别与MOS管Q15的源极、MOS管Q2的源极连接；电阻R38的第二端与三极管Q14的集电极、三极管Q15的集电极、电阻R39的第二端连接；电阻R40的第二端与MOS管Q15的栅极连接；电阻R41的第二端与MOS管Q2的栅极连接。
其中，二极管D13可以防止电流倒灌，MCU1通过MCU_P3.5引脚输出高电平时，三极管Q13、Q12、Q11导通，从而实现开关控制模块4的开启，使电容C5释放的电能经过三极管Q11、电阻R36、二极管D13、电阻R40之后驱动MOS管Q1导通，电容C5释放的电能还经过三极管Q11、电阻R36、二极管D13、电阻R41之后驱动MOS管Q2导通。MCU1通过MCU_P3.5引脚输出低电平时，三极管Q11、Q12、Q13关闭，从而实现开关控制模块4的关闭，且三极管Q14、Q15导通，MOS管Q1栅源电容和MOS管Q2栅源电容的电量由开关控制模块4进行泄放，实现MOS管Q1和MOS管Q2的快速关断。具体地，MOS管Q1栅源电容和MOS管Q2栅源电容的电量由电容C11泄放。
进一步地，开关控制模块4还包括电阻R33、电容C10，三极管Q13的基极通过串联的电阻R33与MCU1的MCU_P3.5引脚连接，电阻R33的两端并联电容C10，电阻R33和电容C10用于加快三极管Q13的导通和关断速度。
进一步地，所述休眠控制模块5包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R11、电阻R10；休眠控制模块5分别与电池正极端口、电池负极端口、MCU1、第一储能模块2连接；
具体地，三极管Q3的发射极分别与电池正极端口、电阻R7的第一端连接；三极管Q3的集电极分别与第一储能模块2、三极管Q4的集电极连接；三极管Q4的发射极分别与三极管Q3的基极、电阻R7的第二端、电阻R8的第一端连接；电阻R8的第二端分别与三极管Q4的基极、电阻R9的第一端连接；电阻R9的第二端与三极管Q5的集电极连接；三极管Q5的发射极与电阻R10的第一端连接；电阻R10的第二端分别与电阻R11的第一端、电池负极端口连接；电阻R11的第二端分别与三极管Q5的基极、MCU1连接。具体地，电阻R11的第二端分别与三极管Q5的基极、MCU1的MCU_P3.1引脚连接。
其中，MCU1通过MCU_P3.1引脚输出高电平时，三极管Q5、Q4、Q3导通，从而实现休眠控制模块5的开启，电池电能通过电池正极端口向第一储能模块2充电，即电池电能向电容C4充电；MCU1通过MCU_P3.1引脚输出低电平时，三极管Q5、Q4、Q3关闭，从而实现休眠控制模块5的关闭，从而切断电池电能通过电池正极端口向第一储能模块2充电的通路，使驱动电路进入休眠模式。
进一步的，所述休眠控制模块5还包括电阻R12、电容C3，三极管Q5的基极通过串联的电阻R12与MCU1的MCU_P3.1引脚连接，电阻R12的两端并联电容C3，电阻R12和电容C3用于加快三极管Q5的导通和关断速度。
进一步地，第二储能模块3还包括二极管D15；二极管D15的正极与MOS管Q1的源极、MOS管Q2的源极连接，二极管D15的负极分别与二极管D12的正极、电容C5的负极、电阻R15的第一端连接；当开关控制模块4关闭时，第二储能模块3，能够泄放MOS管Q1栅源电容和MOS管Q2栅源电容的电量，从而进一步加快MOS管Q1和MOS管Q2的关断速度。
参照图3，进一步地，所述电池充放电电压检测模块7包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C2，电池充放电端口通过依次串联的电阻R4、电阻R5、电阻R6与电池负极端口连接，电阻R6的两端并联电容C2；
MCU1通过MCU1的ADC-Charge引脚检测电阻R6与电阻R5之间的电压值，从而确定电池充放电端口的电压值；另外，MCU1还通过MCU1的ADC-BAT引脚检测电阻R2与电阻R3之间的电压值，从而确定电池正极端口的电压值；MCU1根据电池正极端口电压值和电池负极端口电压值，判断电池充放电状况是否正常。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MOS管的高边驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括MCU(1)、第一储能模块(2)、第二储能模块(3)、开关控制模块(4)、MOS管Q1、MOS管Q2；
MCU(1)分别与第一储能模块(2)、第二储能模块(3)、开关控制模块(4)连接；第一储能模块(2)分别与电池正极端口、第二储能模块(3)连接；开关控制模块(4)分别与第二储能模块(3)、MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q1的漏极与电池正极端口连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的源极连接；MOS管Q2的漏极与电池充放电端口连接；
MCU(1)，用于控制MOS管Q1和MOS管Q2的导通和关断。
2.根据权利要求1所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：所述MCU(1)控制MOS管Q1和MOS管Q2的导通，具体包括：
MCU(1)控制第一储能模块(2)开启，电池电能通过电池正极端口向第一储能模块(2)充电；MCU(1)检测第一储能模块(2)输出端电压值Vf，当所述电压值Vf达到第一预设电压Vdrive1时，MCU(1)控制第二储能模块(3)开启，使第一储能模块(2)向第二储能模块(3)充电；MCU(1)检测第二储能模块(3)输出端电压值Vs，当所述电压值Vs达到第二预设电压Vdrive2时，MCU(1)控制开关控制模块(4)开启，使开关控制模块(4)根据第二储能模块(3)输出的电能，驱动MOS管Q1和MOS管Q2导通，实现电池正极端口与电池充放电端口的连通；
所述MCU(1)控制MOS管Q1和MOS管Q2的关断，具体包括：
MCU(1)控制开关控制模块(4)关闭，所述开关控制模块(4)自动泄放MOS管Q1栅源电容和MOS管Q2栅源电容的电量，使MOS管Q1和MOS管Q2关断，实现电池正极端口与电池充放电端口的断开。
3.根据权利要求1所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：MCU(1)，用于控制第一储能模块(2)和第二储能模块(3)交替充电，具体包括：
MCU(1)检测第一储能模块(2)输出端电压值Vf，并当所述电压值Vf低于第三预设电压Vdrive3时，MCU(1)控制第二储能模块(3)关闭，使第一储能模块(2)停止向第二储能模块(3)充电，并控制第一储能模块(2)开启，使电池电能通过电池正极端口向第一储能模块(2)充电；
MCU(1)检测第二储能模块(3)输出端电压值Vs，并当所述电压值Vs低于第四预设电压Vdrive4时，MCU(1)控制第一储能模块(2)关闭，使第一储能模块(2)停止接收电池电能，并控制第二储能模块(3)开启，使第一储能模块(2)向第二储能模块(3)充电。
4.根据权利要求1所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：所述第一储能模块(2)包括二极管D8、电容C4、三极管Q6、三极管Q7、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16；
二极管D8的正极与电池正极端口连接；二极管D8的负极分别与电容C4的正极、第二储能模块(3)连接；电容C4的负极分别与第二储能模块(3)连接，电容C4的负极还通过串联的电阻R13与三极管Q6的集电极、三极管Q7的集电极连接；三极管Q7的发射极分别与电阻R14的第一端、电池负极端口连接；三极管Q7的基极分别与电阻R14的第二端、电阻R15的第一端连接；电阻R15的第二端分别与三极管Q6的基极、电阻R16的第一端连接；电阻R16的第二端与MCU(1)连接。
5.根据权利要求1所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：所述第二储能模块(3)包括二极管D11、二极管D17、电容C5、三极管Q8、三极管Q9、三极管Q10、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22；
二极管D17的正极与第一储能模块(2)连接；二极管D17的负极分别与电容C5的正极、开关控制模块(4)连接；电容C5的负极分别与电阻R17的第一端连接；电阻R17的第二端分别与三极管Q8的发射极、电阻R18的第一端连接；三极管Q8的集电极分别与二极管D11的正极、三极管Q9的集电极连接；二极管D11的负极与第一储能模块(2)连接；三极管Q8的基极分别与三极管Q9的发射极、电阻R18的第二端、电阻R19的第一端连接；三极管Q9的基极分别与电阻R19的第二端、电阻R20的第一端连接；电阻R20的第二端与三极管Q10的集电极连接；三极管Q10的发射极与电阻R21的第一端连接；电阻R21的第二端分别与电池负极端口、电阻R22的第一端连接；电阻R22的第二端分别与三极管Q10的基极、MCU(1)连接。
6.根据权利要求1所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：所述开关控制模块(4)包括三极管Q11、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14、三极管Q15、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、二极管D13、电容C11；
三极管Q11的发射极分别与第二储能模块(3)、电阻R30的第一端连接；三极管Q11的基极分别与电阻R30的第二端、三极管Q12的发射极、电阻R31的第一端连接；三极管Q12的集电极分别与三极管Q11的集电极、电阻R36的第一端、电阻R39的第一端、三极管Q15的基极连接；三极管Q12的基极分别与电阻R31的第二端、电阻R32的第一端连接；电阻R32的第二端与三极管Q13的集电极连接；三极管Q13的发射极与电阻R35的第一端连接；电阻R35的第二端分别与电阻R34的第一端、电池负极端口连接；电阻R34的第二端与MCU(1)连接；
电阻R36的第二端与二极管D13的正极连接；二极管D13的负极分别与电阻R40的第一端、电阻R41的第一端、电阻R37的第二端、电阻R38的第一端、电容C11的正极连接；电容C11的负极分别与MOS管Q15的源极、MOS管Q2的源极连接；电阻R38的第二端与三极管Q14的集电极、三极管Q15的集电极、电阻R39的第二端连接；电阻R40的第二端与MOS管Q15的栅极连接；电阻R41的第二端与MOS管Q2的栅极连接。
7.根据权利要求1所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：还包括休眠控制模块(5)，所述休眠控制模块(5)分别与MCU(1)、电池正极端口、第一储能模块(2)连接；所述休眠控制模块(5)包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11；
三极管Q3的发射极分别与电池正极端口、电阻R7的第一端连接；三极管Q3的集电极分别与第一储能模块(2)、三极管Q4的集电极连接；三极管Q4的发射极分别与三极管Q3的基极、电阻R7的第二端、电阻R8的第一端连接；电阻R8的第二端分别与三极管Q4的基极、电阻R9的第一端连接；电阻R9的第二端与三极管Q5的集电极连接；三极管Q5的发射极与电阻R10的第一端连接；电阻R10的第二端分别与电阻R11的第一端、电池负极端口连接；电阻R11的第二端分别与三极管Q5的基极、MCU(1)连接。
8.根据权利要求4所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：还包括电池正极电压检测模块(6)；所述电池正极电压检测模块(6)分别与MCU(1)、电池正极端口、电池负极端口连接；所述电池正极电压检测模块(6)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1；所述电池正极端口通过依次串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3与电池负极端口连接，电阻R3的两端并联电容C1；
所述第一储能模块(2)还包括电阻R42、电阻R43、电阻R44、电容C7；所述电容C4的负极通过依次串联的电阻R42、电阻R43、电阻R44与电池负极端口连接；电阻R44的两端并联电容C7；
MCU(1)通过检测电阻R43与电阻R44之间的电压值，确定电容C4负极电压值；MCU(1)通过检测电阻R2、电阻R3之间的电压值，确定电容C4正极电压值；MCU(1)根据电容C4正极电压值、电容C4负极电压值，确定第一储能模块(2)输出端电压值Vf。
9.根据权利要求3所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：第二储能模块(3)还包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C9、电容C8；
电容C5的负极通过依次串联的电阻R27、电阻R28、电阻R29与电池负极端口连接；电阻R29的两端并联电容C9；电容C5的正极通过依次串联的电阻R24、电阻R25、电阻R26与电池负极端口连接；电阻R26的两端并联电容C8；
MCU(1)通过检测电阻R28与电阻R29之间的电压值，确定电容C5负极电压值；MCU(1)通过检测电阻R25、电阻R26之间的电压值，确定电容C5正极电压值；MCU(1)根据电容C5正极电压值、电容C5负极电压值，确定第二储能模块(3)输出端电压值Vs。
10.根据权利要求1所述的MOS管的高边驱动电路，其特征在于：还包括电池充放电电压检测模块(7)，所述电池充放电电压检测模块(7)分别与MCU(1)、电池充放电端口、电池负极端口连接；所述电池充放电电压检测模块(7)包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C2，电池充放电端口通过依次串联的电阻R4、电阻R5、电阻R6与电池充放电端口连接，电阻R6的两端并联电容C2；
MCU(1)通过检测电阻R6与电阻R5之间的电压值，确定电池充放电端口的电压值。
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