CN117996925B - 高边驱动电路、高边驱动方法及电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高边驱动电路、高边驱动方法及电池管理系统，电路包括：控制子电路、第一晶体管、驱动开启电路以及驱动管理电路。控制子电路包括充电与放电保护信号输出端；第一晶体管的第一极与第二电池连接端耦接，第二极与电池包第二端子耦接；驱动开启电路用于控制导通或断开电源电压信号输出端与第一晶体管的栅极之间的电连接；驱动管理电路用于控制导通或断开第一晶体管的栅极与第一晶体管的第一极之间的电连接，以及与第一晶体管的第二极之间的电连接。本发明能够降低电池保护装置的结构复杂度，同时适用于集成单一控制晶体管使用的情况。

Description

高边驱动电路、高边驱动方法及电池管理系统

技术领域

本发明实施例涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种高边驱动电路、高边驱动方法及电池管理系统。

背景技术

现有的电池保护装置一般采用高边驱动芯片结合硅基N型MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管）进行控制，通过两个硅基N型MOSFET共漏极连接，能够实现充电回路和放电回路的独立控制。这种电池保护装置不仅结构复杂，而且仅适用于结合两个硅基N型MOSFET晶体管的情况，无法结合单个晶体管使用。

发明内容

本发明实施例提供一种高边驱动电路、高边驱动方法及电池管理系统，用于降低电池保护装置的结构复杂度，同时适用于集成单一控制晶体管使用的情况。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种高边驱动电路，电池包包括：第一电池连接端、第二电池连接端、电池包第一端子和电池包第二端子，所述第一电池连接端与所述电池包第一端子相连，所述高边驱动电路包括：

控制子电路，包括充电保护信号输出端与放电保护信号输出端；

第一晶体管，所述第一晶体管的第一极与所述第二电池连接端耦接，所述第一晶体管的第二极与所述电池包第二端子耦接；

驱动开启电路，与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、电源电压信号输出端，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；用于在所述充电保护信号输出端发送的充电保护信号和所述放电保护信号输出端发送的放电保护信号的控制下，控制导通或断开所述电源电压信号输出端与所述第一晶体管的栅极之间的电连接；

驱动管理电路，与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、电源电压信号输出端、所述第二电池连接端、所述第一晶体管的第一极、所述第一晶体管的第二极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；用于在所述充电保护信号输出端和所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接，以及控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

可选地，

所述驱动管理电路，包括：充电保护子电路、放电保护子电路；

所述充电保护子电路与所述充电保护信号输出端、所述放电保护子电路、所述电源电压信号输出端、所述第二电池连接端、所述第一晶体管的第一极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；所述充电保护子电路用于在所述充电保护信号输出端的控制下，向所述放电保护子电路发送第一控制信号；所述第一控制信号为所述电源电压信号输出端输出的电源电压信号，或者为所述第二电池连接端输出的第二电池连接端信号；

所述放电保护子电路与所述放电保护信号输出端、所述第一晶体管的第二极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；所述放电保护子电路用于在所述放电保护信号输出端的控制下，向所述充电保护子电路发送第二控制信号；所述第二控制信号为所述电源电压信号，或者为所述第二电池连接端信号；

所述充电保护子电路还用于在所述充电保护信号输出端以及所述第二控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接；

所述放电保护子电路还用于在所述放电保护信号输出端以及所述第一控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

可选地，

所述充电保护子电路包括：第一充电保护子电路、第二充电保护子电路；

所述放电保护子电路包括：第一放电保护子电路、第二放电保护子电路；

所述第一充电保护子电路与所述充电保护信号输出端、所述第二充电保护子电路、所述电源电压信号输出端、所述第二电池连接端，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第二充电保护子电路与所述第一放电保护子电路、所述第二电池连接端、所述第一晶体管的第一极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；

所述第一放电保护子电路与所述放电保护信号输出端、所述电源电压信号输出端、所述第二电池连接端，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第二放电保护子电路与所述第一晶体管的第二极以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；

所述第一充电保护子电路用于在所述充电保护信号输出端的控制下，向所述第二充电保护子电路以及所述第二放电保护子电路分别发送所述第一控制信号；

所述第一放电保护子电路用于在所述放电保护信号输出端的控制下，向所述第二充电保护子电路以及所述第二放电保护子电路分别发送所述第二控制信号；

所述第二充电保护子电路用于在所述第一控制信号以及所述第二控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接；

所述第二放电保护子电路用于在所述第一控制信号以及所述第二控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

可选地，

所述第一充电保护子电路包括：第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，以及第六电阻；

所述第二开关管的第一极与所述第一电池连接端耦接，所述第二开关管的第二极与所述第一电阻的第一端耦接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端耦接，所述第二电阻的第二端与所述电源电压信号输出端；所述第一电阻的第二端还与所述第三开关管的控制极耦接，所述第二开关管的控制极与所述第三电阻的第一端耦接，所述第三电阻的第二端与所述充电保护信号输出端耦接；所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第一端耦接，所述第四电阻的第二端与所述第一电池连接端耦接；

所述第三开关管的第一极与所述电源电压信号输出端耦接，所述第三开关管的第二极与所述第五电阻的第一端耦接，所述第五电阻的第二端与所述第四开关管的控制极耦接，所述第三开关管的第二极与所述第一二极管的第一极耦接，所述第三开关管的第二极与所述第六电阻的第一端耦接，所述第六电阻的第二端与所述第二电池连接端耦接；

所述第四开关管的第一极与所述第一二极管的第二极、所述第二充电保护子电路，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第四开关管的第二极与所述第二电池连接端耦接。

可选地，

所述第二充电保护子电路包括：第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第二二极管、第七电阻，以及第八电阻；

所述第五开关管的第一极与所述第一放电保护子电路耦接，所述第五开关管的第二极、所述第六开关管的第一极以及所述第七开关管的控制极均与所述第七电阻的第一端耦接，所述第七电阻的第二端与所述第一晶体管的第一极耦接；

所述第五开关管的控制极与所述第一充电保护子电路耦接；

所述第六开关管的第二极与所述第二二极管的第一极耦接；所述第六开关管的控制极与所述第一晶体管的第一极耦接；

所述第七开关管的第一极与所述第一晶体管的第一极耦接；所述第七开关管的第二极与所述第八开关管的第二极耦接；

所述第八开关管的控制极与所述第二二极管的第二极耦接，所述第二二极管的第二极与所述第八电阻的第一端耦接，所述第八开关管的控制极与所述第八电阻的第一端耦接，所述第八电阻的第二端与所述第八开关管的第一极以及所述第一晶体管的栅极分别耦接。

可选地，

所述第一放电保护子电路包括：第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第三二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻，以及第十四电阻；

所述第九开关管的第一极与所述第一电池连接端耦接，所述第九开关管的第二极与所述第九电阻的第一端耦接，所述第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端耦接，所述第十电阻的第二端与所述电源电压信号输出端；所述第九电阻的第二端还与所述第十开关管的控制极耦接，所述第九开关管的控制极与所述第十一电阻的第一端耦接，所述第十一电阻的第二端与所述放电保护信号输出端耦接；所述第十二电阻的第一端与所述第十一电阻的第一端耦接，所述第十二电阻的第二端与所述第一电池连接端耦接；

所述第十开关管的第一极与所述电源电压信号输出端耦接，所述第十开关管的第二极与所述第十三电阻的第一端耦接，所述第十三电阻的第二端与所述第十一开关管的控制极耦接，所述第十开关管的第二极与所述第三二极管的第一极耦接，所述第十开关管的第二极与所述第十四电阻的第一端耦接，所述第十四电阻的第二端与所述第二电池连接端耦接；

所述第十一开关管的第一极与所述第三二极管的第二极、所述第二充电保护子电路，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第十一开关管的第二极与所述第二电池连接端耦接。

可选地，

所述第二放电保护子电路包括：第十二开关管、第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管、第四二极管、第五二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻，以及第十八电阻；

所述第十二开关管的第一极与所述第一充电保护子电路耦接，所述第十二开关管的第二极与所述第十三开关管的第二极以及所述第十五电阻的第一端分别耦接，所述第十五电阻的第二端与所述第十三开关管的控制极以及所述第五二极管的第二极分别耦接，所述第五二极管的第一极与所述第一晶体管的第二极耦接；所述第十二开关管的控制极与所述第一放电保护子电路耦接；

所述第十三开关管的第一极与所述第十四开关管的第一极、所述第十五开关管的控制极分别与所述第十六电阻的第一端耦接，所述第十六电阻的第二端与所述第一晶体管的第二极耦接；

所述第十四开关管的第二极与所述第四二极管的第一极耦接；所述第十四开关管的控制极与所述第一晶体管的第二极耦接；

所述第十五开关管的第一极与所述第十七电阻的第一端耦接，所述第十七电阻的第二端与所述第一晶体管的第二极耦接；所述第十五开关管的第二极与所述第十六开关管的第二极耦接；

所述第十六开关管的第一极与所述第十八电阻的第一端以及所述第一晶体管的栅极分别耦接，所述第十八电阻的第二端与所述第四二极管的第二极耦接，所述第十六开关管的控制极与所述第四二极管的第二极耦接。

可选地，

所述驱动开启电路包括：第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管、第六二极管、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻，以及第二十五电阻；

所述第六二极管的第二极与所述第一晶体管的栅极耦接；所述第六二极管的第一极与所述第十九电阻的第一端耦接，所述第十九电阻的第二端与所述第十七开关管的第二极耦接；

所述第十七开关管的第一极与所述电源电压信号输出端以及所述第二十电阻的第一端分别耦接；所述第十七开关管的控制极与所述第二十电阻的第二端以及所述第二十一电阻的第一端分别耦接，所述第二十一电阻的第二端与所述第十八开关管的第二极耦接；

所述第十八开关管的第一极与所述第十九开关管的第二极以及所述第二十二电阻的第一端分别耦接；第十八开关管的控制极与所述第二十三电阻的第一端以及所述第二十二电阻的第二端分别耦接，所述第二十三电阻的第二端与所述充电保护信号输出端耦接；

所述第十九开关管的第一极与所述第一电池连接端以及所述第二十四电阻的第一端分别耦接；所述第十九开关管的控制极与所述第二十五电阻的第一端以及所述第二十四电阻的第二端分别耦接，所述第二十五电阻的第二端与所述放电保护信号输出端耦接。

可选地，还包括：

休眠电路，所述休眠电路与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、接地端，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；

所述休眠电路用于在所述充电保护信号输出端以及所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述接地端之间的电连接。

可选地，所述第一晶体管包括氮化镓晶体管。

第二方面，本发明实施例提供了一种高边驱动方法，基于第一方面中任一项所述的高边驱动电路，所述控制子电路提供充电保护信号输出端与放电保护信号输出端；所述方法包括：

在充电保护状态，所述驱动开启电路在所述充电保护信号输出端发送的充电保护信号和所述放电保护信号输出端发送的放电保护信号的控制下，控制导通所述电源电压信号输出端与所述第一晶体管的栅极之间的电连接；所述驱动管理电路在所述充电保护信号输出端和所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接，以及控制断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接；

在放电保护状态，所述驱动开启电路在所述充电保护信号输出端发送的充电保护信号和所述放电保护信号输出端发送的放电保护信号的控制下，控制导通所述电源电压信号输出端与所述第一晶体管的栅极之间的电连接；所述驱动管理电路在所述充电保护信号输出端和所述放电保护信号输出端的控制下，控制断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接，以及控制导通所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

可选地，所述高边驱动电路还包括休眠电路，所述休眠电路与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、接地端，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；所述休眠电路用于在所述充电保护信号输出端以及所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述接地端之间的电连接；

所述驱动方法包括：

在休眠状态，所述休眠电路在所述充电保护信号输出端以及所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通所述第一晶体管的栅极与所述接地端之间的电连接。

第三方面，本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括如第一方面中任一项所述的高边驱动电路。

相较于现有技术通过设置两个硅基N型MOSFET共漏极连接实现充电回路和放电回路的独立控制的技术方案，本发明实施例高边驱动电路采用单一的晶体管（即第一晶体管）即可实现充电回路和放电回路的独立控制，能够降低电池保护装置的结构复杂度，并且适用于集成单一控制晶体管使用的情况。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例高边驱动电路应用于电池包保护电路的原理框图；

图2a为本发明实施例高边驱动电路的原理框图；

图2b为本发明实施例高边驱动电路的电路图；

图3为对应于图2b的本发明实施例高边驱动电路中第一充电保护子电路的电路图；

图4为对应于图2b的本发明实施例高边驱动电路中第二充电保护子电路的电路图；

图5为对应于图2b的本发明实施例高边驱动电路中第一放电保护子电路的电路图；

图6为对应于图2b的本发明实施例高边驱动电路中第二放电保护子电路的电路图；

图7为对应于图2b的本发明实施例高边驱动电路中驱动开启电路的电路图；

图8为对应于图2b的本发明实施例高边驱动电路中休眠电路的电路图。

具体实施方式

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，本领域普通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。

本申请的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，本申请中的“或”表示所连接对象的至少其中之一。例如“A或B”涵盖三种方案，即，方案一：包括A且不包括B；方案二：包括B且不包括A；方案三：既包括A又包括B。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开的技术方案中，“连接”、“耦接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接。

本公开的技术方案中，对于各种开关管，第一极包括发射极，第二极包括集电极；或者，第一极包括集电极，第二极包括发射极；但不仅限于此。

本发明实施例提供了一种高边驱动电路100，参见图1所示，图1为本发明实施例高边驱动电路100应用于电池包保护电路的原理框图，电池包包括：第一电池连接端B-（也即BAT-）、第二电池连接端B+（也即BAT+）、电池包第一端子P-和电池包第二端子P+，第一电池连接端B-与电池包第一端子P-相连；

参见图2a和图2b所示，高边驱动电路100包括：

控制子电路，包括充电保护信号输出端CHG与放电保护信号输出端DSG；

第一晶体管101，第一晶体管101的第一极D1与第二电池连接端B+耦接，第一晶体管101的第二极D2与电池包第二端子P+耦接；

驱动开启电路102，与充电保护信号输出端CHG、放电保护信号输出端DSG、电源电压信号输出端VCC，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；用于在充电保护信号输出端CHG发送的充电保护信号和放电保护信号输出端DSG发送的放电保护信号的控制下，控制导通或断开电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；

驱动管理电路，与充电保护信号输出端CHG、放电保护信号输出端DSG、电源电压信号输出端VCC、第二电池连接端B+、第一晶体管101的第一极D1、第一晶体管101的第二极D2，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；用于在充电保护信号输出端CHG和放电保护信号输出端DSG的控制下，控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接，以及控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接。

本发明实施例中，高边驱动电路100可以驱动电池包进入充电保护状态或放电保护状态。具体地，将电池包切换至充电保护状态时，驱动开启电路102在充电保护信号输出端CHG发送的充电保护信号和放电保护信号输出端DSG发送的放电保护信号的控制下，控制导通电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；驱动管理电路在充电保护信号输出端CHG和放电保护信号输出端DSG的控制下，控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接，以及控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接，电池包进入充电保护状态。

将电池包切换至放电保护状态时，驱动开启电路102在充电保护信号输出端CHG发送的充电保护信号和放电保护信号输出端DSG发送的放电保护信号的控制下，控制导通电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；驱动管理电路在充电保护信号输出端CHG和放电保护信号输出端DSG的控制下，控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接，以及控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接，电池包进入放电保护状态。

相较于现有技术通过设置两个硅基N型MOSFET共漏极连接实现充电回路和放电回路的独立控制的技术方案，本发明实施例高边驱动电路采用单一的晶体管（即第一晶体管）即可实现充电回路和放电回路的独立控制，能够降低电池保护装置的结构复杂度，并且适用于集成单一控制晶体管使用的情况。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图2a所示，驱动管理电路，包括：充电保护子电路104、放电保护子电路105；

充电保护子电路104与充电保护信号输出端CHG、放电保护子电路105、电源电压信号输出端VCC、第二电池连接端B+、第一晶体管101的第一极D1，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；充电保护子电路104用于在充电保护信号输出端CHG的控制下，向放电保护子电路105发送第一控制信号；第一控制信号为电源电压信号输出端VCC输出的电源电压信号，或者为第二电池连接端B+输出的第二电池连接端B+信号；

放电保护子电路105与放电保护信号输出端DSG、第一晶体管101的第二极D2，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；放电保护子电路105用于在放电保护信号输出端DSG的控制下，向充电保护子电路104发送第二控制信号；第二控制信号为电源电压信号，或者为第二电池连接端B+信号；

充电保护子电路104还用于在充电保护信号输出端CHG以及第二控制信号的控制下，控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接；

放电保护子电路105还用于在放电保护信号输出端DSG以及第一控制信号的控制下，控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图2a所示，充电保护子电路104包括：第一充电保护子电路1041、第二充电保护子电路1042；

放电保护子电路105包括：第一放电保护子电路1051、第二放电保护子电路1052；

第一充电保护子电路1041与充电保护信号输出端CHG、第二充电保护子电路1042、电源电压信号输出端VCC、第二电池连接端B+，以及第二放电保护子电路1052分别耦接；第二充电保护子电路1042与第一放电保护子电路1051、第二电池连接端B+、第一晶体管101的第一极D1，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；

第一放电保护子电路1051与放电保护信号输出端DSG、电源电压信号输出端VCC、第二电池连接端B+，以及第二放电保护子电路1052分别耦接；第二放电保护子电路1052与第一晶体管101的第二极D2以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；

第一充电保护子电路1041用于在充电保护信号输出端CHG的控制下，向第二充电保护子电路1042以及第二放电保护子电路1052分别发送第一控制信号；

第一放电保护子电路1051用于在放电保护信号输出端DSG的控制下，向第二充电保护子电路1042以及第二放电保护子电路1052分别发送第二控制信号；

第二充电保护子电路1042用于在第一控制信号以及第二控制信号的控制下，控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接；

第二放电保护子电路1052用于在第一控制信号以及第二控制信号的控制下，控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接。

本发明实施例通过充电保护子电路104包括：第一充电保护子电路1041、第二充电保护子电路1042；放电保护子电路105包括：第一放电保护子电路1051、第二放电保护子电路1052，将充电保护子电路104划分为第一充电保护子电路1041及第二充电保护子电路1042两个模块，将放电保护子电路105划分为第一放电保护子电路1051与第二放电保护子电路1052两个模块，实现了电路的模块化设计，助于简化设计过程，提高系统的可靠性和可维护性，加快开发时间，提高可重用性，并降低高边驱动电路100的整体成本。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图3所示，第一充电保护子电路1041包括：第二开关管Q27、第三开关管Q26、第四开关管Q30、第一二极管D7、第一电阻R21、第二电阻R16、第三电阻R22、第四电阻R120、第五电阻R121，以及第六电阻R123；

第二开关管Q27的第一极与第一电池连接端B-耦接，第二开关管Q27的第二极与第一电阻R21的第一端耦接，第一电阻R21的第二端与第二电阻R16的第一端耦接，第二电阻R16的第二端与电源电压信号输出端VCC；第一电阻R21的第二端还与第三开关管Q26的控制极耦接，第二开关管Q27的控制极与第三电阻R22的第一端耦接，第三电阻R22的第二端与充电保护信号输出端CHG耦接；第四电阻R120的第一端与第三电阻R22的第一端耦接，第四电阻R120的第二端与第一电池连接端B-耦接；

第三开关管Q26的第一极与电源电压信号输出端VCC耦接，第三开关管Q26的第二极与第五电阻R121的第一端耦接，第五电阻R121的第二端与第四开关管Q30的控制极耦接，第三开关管Q26的第二极与第一二极管D7的第一极耦接，第三开关管Q26的第二极与第六电阻R123的第一端耦接，第六电阻R123的第二端与第二电池连接端B+耦接；

第四开关管Q30的第一极与第一二极管D7的第二极、第二充电保护子电路1042，以及第二放电保护子电路1052分别耦接；第四开关管Q30的第二极与第二电池连接端B+耦接。

示例性的，参见图3所示，当充电保护信号输出端CHG为高电平，第二开关管Q27导通，第三开关管Q26导通，第四开关管Q30关闭；此时，D7正向导通，第一充电保护子电路1041输出信号（即第一控制信号）为电源电压信号输出端VCC输出的电源电压信号电压Vccpump。当充电保护信号输出端CHG为低电平，第二开关管Q27关闭，第三开关管Q26关闭，第四开关管Q30打开，第一充电保护子电路1041输出信号（即第一控制信号）为第二电池连接端B+的信号。需要说明的是，电源电压信号电压Vccpump的电压低于第二电池连接端B+的电压。

本发明实施例中，通过如图3所示的连接方式构建了加速关断电路，有利于减小开关过程中的开关损耗，提高开关速度，提高系统的效率和性能，减小电磁干扰。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图4所示，第二充电保护子电路1042包括：第五开关管Q37、第六开关管Q42、第七开关管Q44、第八开关管Q39、第二二极管D14、第七电阻R145，以及第八电阻R139；

第五开关管Q37的第一极与第一放电保护子电路1051耦接，第五开关管Q37的第二极、第六开关管Q42的第一极以及第七开关管Q44的控制极均与第七电阻R145的第一端耦接，第七电阻R145的第二端与第一晶体管101的第一极D1耦接；

第五开关管Q37的控制极与第一充电保护子电路1041耦接；

第六开关管Q42的第二极与第二二极管D14的第一极耦接；第六开关管Q42的控制极与第一晶体管101的第一极D1耦接；

第七开关管Q44的第一极与第一晶体管101的第一极D1耦接；第七开关管Q44的第二极与第八开关管Q39的第二极耦接；

第八开关管Q39的控制极与第二二极管D14的第二极耦接，第二二极管D14的第二极与第八电阻R139的第一端耦接，第八开关管Q39的控制极与第八电阻R139的第一端耦接，第八电阻R139的第二端与第八开关管Q39的第一极以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接。

示例性的，在充电保护信号输出端CHG与放电保护信号输出端DSG均为高电平时，驱动开启电路102控制导通电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；在充电保护信号输出端CHG与放电保护信号输出端DSG中任一信号为低电平时，驱动开启电路102控制关闭电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接。充电保护信号输出端CHG为高电平时，第一充电保护子电路1041发送的第一控制信号为电源电压信号Vccpump，充电保护信号输出端CHG为低电平时，第一充电保护子电路1041发送的第一控制信号为第二电池连接端B+信号；电源电压信号Vccpump的电压高于第二电池连接端B+信号的电压。放电保护信号输出端DSG为高电平时，第一放电保护子电路1051发送的第二控制信号为电源电压信号Vccpump，放电保护信号输出端DSG为低电平时，第一放电保护子电路1051发送的第二控制信号为第二电池连接端B+信号；电源电压信号Vccpump的电压低于第二电池连接端B+信号的电压。

参见图4所示，第二充电保护子电路1042接收第一充电保护子电路1041输入的第一控制信号与第一放电保护子电路1051输入的第二控制信号，当第一控制信号的电压<第二控制信号的电压（对应地，充电保护信号输出端CHG为低电平，放电保护信号输出端DSG为高电平），此时，驱动开启电路102控制关闭电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接，第五开关管Q37导通，第六开关管Q42、第八开关管Q39及第七开关管Q44均导通，第一晶体管的栅极Gate与第一晶体管的第一极D1（也即第二电池连接端B+）导通，进入充电保护状态。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图5所示，第一放电保护子电路1051包括：第九开关管Q35、第十开关管Q34、第十一开关管Q33、第三二极管D10、第九电阻R133、第十电阻R128、第十一电阻R134、第十二电阻R135、第十三电阻R129，以及第十四电阻R132；

第九开关管Q35的第一极与第一电池连接端B-耦接，第九开关管Q35的第二极与第九电阻R133的第一端耦接，第九电阻R133的第二端与第十电阻R128的第一端耦接，第十电阻R128的第二端与电源电压信号输出端VCC；第九电阻R133的第二端还与第十开关管Q34的控制极耦接，第九开关管Q35的控制极与第十一电阻R134的第一端耦接，第十一电阻R134的第二端与放电保护信号输出端DSG耦接；第十二电阻R135的第一端与第十一电阻R134的第一端耦接，第十二电阻R135的第二端与第一电池连接端B-耦接；

第十开关管Q34的第一极与电源电压信号输出端VCC耦接，第十开关管Q34的第二极与第十三电阻R129的第一端耦接，第十三电阻R129的第二端与第十一开关管Q33的控制极耦接，第十开关管Q34的第二极与第三二极管D10的第一极耦接，第十开关管Q34的第二极与第十四电阻R132的第一端耦接，第十四电阻R132的第二端与第二电池连接端B+耦接；

第十一开关管Q33的第一极与第三二极管D10的第二极、第二充电保护子电路1042，以及第二放电保护子电路1052分别耦接；第十一开关管Q33的第二极与第二电池连接端B+耦接。

示例性的，参见图5所示，当放电保护信号输出端DSG为高电平，第九开关管Q35导通，第十开关管Q34导通，第十一开关管Q33关闭；此时，第三二极管D10正向导通，第一放电保护子电路1051输出信号（即第二控制信号）为电源电压信号输出端VCC输出的电源电压信号电压Vccpump。当放电保护信号输出端DSG为低电平，第九开关管Q35关闭，第十开关管Q34关闭，第十一开关管Q33打开，第一放电保护子电路1051输出信号（即第二控制信号）为第二电池连接端B+的信号。需要说明的是，电源电压信号电压Vccpump的电压低于第二电池连接端B+的电压。

本发明实施例中，通过如图5所示的连接方式构建了加速关断电路，有利于减小开关过程中的开关损耗，提高开关速度，提高系统的效率和性能，减小电磁干扰。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图6所示，第二放电保护子电路1052包括：第十二开关管Q36、第十三开关管Q40、第十四开关管Q41、第十五开关管Q43、第十六开关管Q38、第四二极管D15、第五二极管D17、第十五电阻R141、第十六电阻R143、第十七电阻R184，以及第十八电阻R140；

第十二开关管Q36的第一极与第一充电保护子电路1041耦接，第十二开关管Q36的第二极与第十三开关管Q40的第二极以及第十五电阻R141的第一端分别耦接，第十五电阻R141的第二端与第十三开关管Q40的控制极以及第五二极管D17的第二极分别耦接，第五二极管D17的第一极与第一晶体管101的第二极D2耦接；第十二开关管Q36的控制极与第一放电保护子电路1051耦接；

第十三开关管Q40的第一极与第十四开关管Q41的第一极、第十五开关管Q43的控制极分别与第十六电阻R143的第一端耦接，第十六电阻R143的第二端与第一晶体管101的第二极D2耦接；

第十四开关管Q41的第二极与第四二极管D15的第一极耦接；第十四开关管Q41的控制极与第一晶体管101的第二极D2耦接；

第十五开关管Q43的第一极与第十七电阻R184的第一端耦接，第十七电阻R184的第二端与第一晶体管101的第二极D2耦接；第十五开关管Q43的第二极与第十六开关管Q38的第二极耦接；

第十六开关管Q38的第一极与第十八电阻R140的第一端以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接，第十八电阻R140的第二端与第四二极管D15的第二极耦接，第十六开关管Q38的控制极与第四二极管D15的第二极耦接。

示例性的，在充电保护信号输出端CHG与放电保护信号输出端DSG均为高电平时，驱动开启电路102控制导通电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；在充电保护信号输出端CHG与放电保护信号输出端DSG中任一信号为低电平时，驱动开启电路102控制关闭电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接。充电保护信号输出端CHG为高电平时，第一充电保护子电路1041发送的第一控制信号为电源电压信号Vccpump，充电保护信号输出端CHG为低电平时，第一充电保护子电路1041发送的第一控制信号为第二电池连接端B+信号；电源电压信号Vccpump的电压低于第二电池连接端B+信号的电压。放电保护信号输出端DSG为高电平时，第一放电保护子电路1051发送的第二控制信号为电源电压信号Vccpump，放电保护信号输出端DSG为低电平时，第一放电保护子电路1051发送的第二控制信号为第二电池连接端B+信号；电源电压信号Vccpump的电压低于第二电池连接端B+信号的电压。

第二放电保护子电路1052接收第一充电保护子电路1041输入的第一控制信号与第一放电保护子电路1051输入的第二控制信号，当第二控制信号的电压<第一控制信号的电压（对应地，充电保护信号输出端CHG为高电平，放电保护信号输出端DSG为低电平），此时，驱动开启电路102控制关闭电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接，第十二开关管Q36导通，第十四开关管Q41、第十五开关管Q43及第十六开关管Q38均导通，第一晶体管的栅极Gate与第一晶体管的第二极D2（也即电池包第二端子P+）导通，进入放电保护状态。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图7所示，驱动开启电路102包括：第十七开关管Q25、第十八开关管Q55、第十九开关管Q56、第六二极管D11、第十九电阻R125、第二十电阻R183、第二十一电阻R181、第二十二电阻R126、第二十三电阻R192、第二十四电阻R131，以及第二十五电阻R195；

第六二极管D11的第二极与第一晶体管101的栅极Gate耦接；第六二极管D11的第一极与第十九电阻R125的第一端耦接，第十九电阻R125的第二端与第十七开关管Q25的第二极耦接；

第十七开关管Q25的第一极与电源电压信号输出端VCC以及第二十电阻R183的第一端分别耦接；第十七开关管Q25的控制极与第二十电阻R183的第二端以及第二十一电阻R181的第一端分别耦接，第二十一电阻R181的第二端与第十八开关管Q55的第二极耦接；

第十八开关管Q55的第一极与第十九开关管Q56的第二极以及第二十二电阻R126的第一端分别耦接；第十八开关管Q55的控制极与第二十三电阻R192的第一端以及第二十二电阻R126的第二端分别耦接，第二十三电阻R192的第二端与充电保护信号输出端CHG耦接；

第十九开关管Q56的第一极与第一电池连接端B-以及第二十四电阻R131的第一端分别耦接；第十九开关管Q56的控制极与第二十五电阻R195的第一端以及第二十四电阻R131的第二端分别耦接，第二十五电阻R195的第二端与放电保护信号输出端DSG耦接。

示例性的，参见图7所示，充电保护信号输出端CHG与放电保护信号输出端DSG均为高电平时，第十八开关管Q55导通；并且，第十九开关管Q56导通。在此基础上，第十七开关管Q25导通。第六二极管D11正向导通，驱动开启电路102控制导通电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；充电保护信号输出端CHG与放电保护信号输出端DSG任一为低电平时，第十七开关管Q25（PNP型晶体管）的栅极的电压高于源极的电压，第十七开关管Q25关闭，第六二极管D11反向截止，驱动开启电路102控制断开电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图2a所示，高边驱动电路100还包括：

休眠电路106，休眠电路106与充电保护信号输出端CHG、放电保护信号输出端DSG、接地端GND，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；

休眠电路106用于在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG的控制下，控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接。

示例性的，在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG均为低电平时，休眠电路106控制导通第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接，高边驱动电路100进入休眠状态。在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG任一为高电平时，休眠电路106控制断开第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接。

本发明的一些实施例中，可选地，参见图8所示，休眠电路106包括：第二十开关管Q32、第二十一开关管Q29、第七二极管D5、第八二极管D8、第二十六电阻R124、第二十七电阻R130，以及第二十八电阻R127；

第七二极管D5的第一极与充电保护信号输出端CHG耦接，第八二极管D8的第一极与放电保护信号输出端DSG耦接，第七二极管D5的第二极与第八二极管D8的第二极以及第二十八电阻R127的第一端分别耦接，第二十八电阻R127的第二端与接地端GND耦接；

第八二极管D8的第二极与第二十一开关管Q29的栅极耦接，第二十一开关管Q29的第一极与VMCU（VMCU为一个供电电压，用于为MCU供电，MCU为高边自举供电提供驱动信号）耦接，第二十一开关管Q29的第二极与第二十六电阻R124的第一端耦接，第二十六电阻R124的第二端与第二十七电阻R130的第一端以及第二十开关管Q32的栅极分别耦接，第二十七电阻R130的第一端与第二十开关管Q32的第一极以及接地端GND分别耦接；第二十开关管Q32的第二极与第一晶体管101的栅极Gate耦接。

在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG均为低电平时，第二十一开关管Q29导通，第二十开关管Q32导通；此时，休眠电路106控制导通第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接，高边驱动电路100进入休眠状态。

现有技术中，往往采用专用的高边驱动芯片（例如：BQ76200）进行背靠背NMOS（全称为N-channel Metal-Oxide-Semiconductor，是一种MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的类型）进行直接驱动。现有技术针对NMOS控制逻辑开发，使用放电保护信号输出端DSG、充电保护信号输出端CHG两个驱动信号单独控制，无法直接驱动VGaN实现电池管理系统BMS逻辑。

本发明的一些实施例中，可选地，第一晶体管101包括氮化镓晶体管。

本发明实施例中，通过第一晶体管101包括氮化镓晶体管。可以适应当前BMS应用的CHG\DSG双控制信号的生态，通过重新设计的VGaN高边驱动电路搭配VGaN，实现原有的BMS充电控制、放电控制以及休眠控制，推进VGaN在BMS中的应用，达到降本的目的。

另一些实施例中，第一晶体管101可以包括V-GaN晶体管。V-GaN晶体管是一种基于氮化镓（Gallium Nitride，GaN）材料的垂直结构晶体管。V-GaN晶体管是一种高性能功率晶体管，具有较高的开关速度、较低的导通电阻和较高的功率密度。这些特性使得 V-GaN 晶体管在射频（Radio Frequency，RF）功率放大器、直流-直流（DC-DC）转换器、电动车充电器等领域具有广泛的应用前景。

相比传统的硅基功率晶体管，V-GaN晶体管具有更好的高频特性和功率密度，同时具有更低的开关损耗。这使得V-GaN晶体管在高频、高功率密度和高效率要求较高的应用中具有优势。V-GaN晶体管的发展对于推动功率电子领域的技术进步和应用创新具有重要意义。

本发明实施例提供了一种高边驱动方法，基于本发明实施例中任一项的高边驱动电路100，控制子电路提供充电保护信号输出端与放电保护信号输出端；方法包括：

在充电保护状态，驱动开启电路102在充电保护信号输出端CHG发送的充电保护信号和放电保护信号输出端DSG发送的放电保护信号的控制下，控制导通电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；驱动管理电路在充电保护信号输出端CHG和放电保护信号输出端DSG的控制下，控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接，以及控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接；

在放电保护状态，驱动开启电路102在充电保护信号输出端CHG发送的充电保护信号和放电保护信号输出端DSG发送的放电保护信号的控制下，控制导通电源电压信号输出端VCC与第一晶体管101的栅极Gate之间的电连接；驱动管理电路在充电保护信号输出端CHG和放电保护信号输出端DSG的控制下，控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接，以及控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接。

相较于通过控制设置有两个硅基N型MOSFET共漏极连接的驱动电路实现独立控制充电回路和放电回路的技术方案，本发明实施例高边驱动方法控制采用单一的晶体管（即第一晶体管）的驱动电路即可实现充电回路和放电回路的独立控制，能够降低控制复杂度。

本发明的一些实施例中，可选地，驱动管理电路，包括：充电保护子电路104、放电保护子电路105；

充电保护子电路104与充电保护信号输出端CHG、放电保护子电路105、电源电压信号输出端VCC、第二电池连接端B+、第一晶体管101的第一极D1，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；放电保护子电路105与放电保护信号输出端DSG、第一晶体管101的第二极D2，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；

高边驱动方法，还包括：

在充电保护状态下，充电保护子电路104在充电保护信号输出端CHG的控制下，向放电保护子电路105发送第一控制信号，第一控制信号为电源电压信号输出端VCC输出的电源电压信号；放电保护子电路105在放电保护信号输出端DSG的控制下，向充电保护子电路104发送第二控制信号，第二控制信号为第二电池连接端B+信号；充电保护子电路104在充电保护信号输出端CHG以及第二控制信号的控制下，控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接；放电保护子电路105在放电保护信号输出端DSG以及第一控制信号的控制下，控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接；

在放电保护状态下，充电保护子电路104在充电保护信号输出端CHG的控制下，向放电保护子电路105发送第一控制信号，第一控制信号为第二电池连接端B+信号；放电保护子电路105在放电保护信号输出端DSG的控制下，向充电保护子电路104发送第二控制信号，第二控制信号为电源电压信号输出端VCC输出的电源电压信号；充电保护子电路104在充电保护信号输出端CHG以及第二控制信号的控制下，控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接；放电保护子电路105在放电保护信号输出端DSG以及第一控制信号的控制下，控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接。

本发明的一些实施例中，可选地，充电保护子电路104包括：第一充电保护子电路1041、第二充电保护子电路1042；放电保护子电路105包括：第一放电保护子电路1051、第二放电保护子电路1052；

第一充电保护子电路1041与充电保护信号输出端CHG、第二充电保护子电路1042、电源电压信号输出端VCC、第二电池连接端B+，以及第二放电保护子电路1052分别耦接；第二充电保护子电路1042与第一放电保护子电路1051、第二电池连接端B+、第一晶体管101的第一极D1，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；

第一放电保护子电路1051与放电保护信号输出端DSG、电源电压信号输出端VCC、第二电池连接端B+，以及第二放电保护子电路1052分别耦接；第二放电保护子电路1052与第一晶体管101的第二极D2以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；

高边驱动方法，还包括：

在充电保护状态下，第一充电保护子电路1041在充电保护信号输出端CHG的控制下，向第二充电保护子电路1042以及第二放电保护子电路1052分别发送第一控制信号，第一控制信号为电源电压信号输出端VCC输出的电源电压信号；第一放电保护子电路1051在放电保护信号输出端DSG的控制下，向第二充电保护子电路1042以及第二放电保护子电路1052分别发送第二控制信号，第二控制信号为第二电池连接端B+信号；第二充电保护子电路1042在第一控制信号以及第二控制信号的控制下，控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接；第二放电保护子电路1052在第一控制信号以及第二控制信号的控制下，控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接；

在放电保护状态下，第一充电保护子电路1041在充电保护信号输出端CHG的控制下，向第二充电保护子电路1042以及第二放电保护子电路1052分别发送第一控制信号，第一控制信号为第二电池连接端B+信号；第一放电保护子电路1051在放电保护信号输出端DSG的控制下，向第二充电保护子电路1042以及第二放电保护子电路1052分别发送第二控制信号，第二控制信号为电源电压信号输出端VCC输出的电源电压信号；第二充电保护子电路1042在第一控制信号以及第二控制信号的控制下，控制断开第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第一极D1之间的电连接；第二放电保护子电路1052在第一控制信号以及第二控制信号的控制下，控制导通第一晶体管101的栅极Gate与第一晶体管101的第二极D2之间的电连接。

本发明的一些实施例中，可选地，高边驱动电路100还包括休眠电路106，休眠电路106与充电保护信号输出端CHG、放电保护信号输出端DSG、接地端GND，以及第一晶体管101的栅极Gate分别耦接；休眠电路106用于在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG的控制下，控制导通或断开第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接；

驱动方法包括：

在休眠状态，休眠电路106在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG的控制下，控制导通第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接。

示例性的，在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG均为低电平时，休眠电路106控制导通第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接，高边驱动电路100进入休眠状态。在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG任一为高电平时，休眠电路106控制断开第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接。

参见图8所示，休眠电路106包括：第二十开关管Q32、第二十一开关管Q29、第七二极管D5、第八二极管D8、第二十六电阻R124、第二十七电阻R130，以及第二十八电阻R127；

第七二极管D5的第一极与充电保护信号输出端CHG耦接，第八二极管D8的第一极与放电保护信号输出端DSG耦接，第七二极管D5的第二极与第八二极管D8的第二极以及第二十八电阻R127的第一端分别耦接，第二十八电阻R127的第二端与接地端GND耦接；

第八二极管D8的第二极与第二十一开关管Q29的栅极耦接，第二十一开关管Q29的第一极与VMCU耦接，第二十一开关管Q29的第二极与第二十六电阻R124的第一端耦接，第二十六电阻R124的第二端与第二十七电阻R130的第一端以及第二十开关管Q32的栅极分别耦接，第二十七电阻R130的第一端与第二十开关管Q32的第一极以及接地端GND分别耦接；第二十开关管Q32的第二极与第一晶体管101的栅极Gate耦接。

在充电保护信号输出端CHG以及放电保护信号输出端DSG均为低电平时，第二十一开关管Q29导通，第二十开关管Q32导通；此时，休眠电路106控制导通第一晶体管101的栅极Gate与接地端GND之间的电连接，高边驱动电路100进入休眠状态。

本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括本发明实施例中任一项的高边驱动电路100。

电池管理系统（Battery Management System，BMS）是一种用于监控和管理电池性能的系统。它通常用于锂电池等各种类型的可充电电池，以确保其安全、稳定和高效运行。BMS的功能通常包括以下几个方面：1.电池状态监测：监测电池的电压、温度、电流等参数，以确保电池工作在安全范围内。2. 充放电控制：控制电池的充放电过程，避免过充、过放等情况，延长电池寿命。3. 故障诊断与保护：监测电池工作状态，及时发现故障并采取措施，保护电池和设备安全。4. 通信与数据记录：与外部系统进行通信，传输电池状态信息，记录历史数据，为后续分析提供支持。BMS在电动汽车、储能系统、便携式电子设备等领域广泛应用，是确保电池安全、性能和寿命的重要组成部分。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (13)

1.一种高边驱动电路，其特征在于，电池包包括：第一电池连接端、第二电池连接端、电池包第一端子和电池包第二端子，所述第一电池连接端与所述电池包第一端子相连，所述高边驱动电路包括：

控制子电路，包括充电保护信号输出端与放电保护信号输出端；

第一晶体管，所述第一晶体管的第一极与所述第二电池连接端耦接，所述第一晶体管的第二极与所述电池包第二端子耦接；

驱动开启电路，与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、电源电压信号输出端，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；用于在所述充电保护信号输出端发送的充电保护信号和所述放电保护信号输出端发送的放电保护信号的控制下，控制导通或断开所述电源电压信号输出端与所述第一晶体管的栅极之间的电连接；

驱动管理电路，与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、电源电压信号输出端、所述第二电池连接端、所述第一晶体管的第一极、所述第一晶体管的第二极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；用于在所述充电保护信号输出端和所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接，以及控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

2.根据权利要求1所述的高边驱动电路，其特征在于，

所述驱动管理电路，包括：充电保护子电路、放电保护子电路；

所述充电保护子电路与所述充电保护信号输出端、所述放电保护子电路、所述电源电压信号输出端、所述第二电池连接端、所述第一晶体管的第一极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；所述充电保护子电路用于在所述充电保护信号输出端的控制下，向所述放电保护子电路发送第一控制信号；所述第一控制信号为所述电源电压信号输出端输出的电源电压信号，或者为所述第二电池连接端输出的第二电池连接端信号；

所述放电保护子电路与所述放电保护信号输出端、所述第一晶体管的第二极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；所述放电保护子电路用于在所述放电保护信号输出端的控制下，向所述充电保护子电路发送第二控制信号；所述第二控制信号为所述电源电压信号，或者为所述第二电池连接端信号；

所述充电保护子电路还用于在所述充电保护信号输出端以及所述第二控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接；

所述放电保护子电路还用于在所述放电保护信号输出端以及所述第一控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

3.根据权利要求2所述的高边驱动电路，其特征在于，

所述充电保护子电路包括：第一充电保护子电路、第二充电保护子电路；

所述放电保护子电路包括：第一放电保护子电路、第二放电保护子电路；

所述第一充电保护子电路与所述充电保护信号输出端、所述第二充电保护子电路、所述电源电压信号输出端、所述第二电池连接端，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第二充电保护子电路与所述第一放电保护子电路、所述第二电池连接端、所述第一晶体管的第一极，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；

所述第一放电保护子电路与所述放电保护信号输出端、所述电源电压信号输出端、所述第二电池连接端，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第二放电保护子电路与所述第一晶体管的第二极以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；

所述第一充电保护子电路用于在所述充电保护信号输出端的控制下，向所述第二充电保护子电路以及所述第二放电保护子电路分别发送所述第一控制信号；

所述第一放电保护子电路用于在所述放电保护信号输出端的控制下，向所述第二充电保护子电路以及所述第二放电保护子电路分别发送所述第二控制信号；

所述第二充电保护子电路用于在所述第一控制信号以及所述第二控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接；

所述第二放电保护子电路用于在所述第一控制信号以及所述第二控制信号的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

4.根据权利要求3所述的高边驱动电路，其特征在于，

所述第一充电保护子电路包括：第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，以及第六电阻；

所述第二开关管的第一极与所述第一电池连接端耦接，所述第二开关管的第二极与所述第一电阻的第一端耦接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端耦接，所述第二电阻的第二端与所述电源电压信号输出端；所述第一电阻的第二端还与所述第三开关管的控制极耦接，所述第二开关管的控制极与所述第三电阻的第一端耦接，所述第三电阻的第二端与所述充电保护信号输出端耦接；所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第一端耦接，所述第四电阻的第二端与所述第一电池连接端耦接；

所述第三开关管的第一极与所述电源电压信号输出端耦接，所述第三开关管的第二极与所述第五电阻的第一端耦接，所述第五电阻的第二端与所述第四开关管的控制极耦接，所述第三开关管的第二极与所述第一二极管的第一极耦接，所述第三开关管的第二极与所述第六电阻的第一端耦接，所述第六电阻的第二端与所述第二电池连接端耦接；

所述第四开关管的第一极与所述第一二极管的第二极、所述第二充电保护子电路，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第四开关管的第二极与所述第二电池连接端耦接。

5.根据权利要求3所述的高边驱动电路，其特征在于，

所述第二充电保护子电路包括：第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第二二极管、第七电阻，以及第八电阻；

所述第五开关管的第一极与所述第一放电保护子电路耦接，所述第五开关管的第二极、所述第六开关管的第一极以及所述第七开关管的控制极均与所述第七电阻的第一端耦接，所述第七电阻的第二端与所述第一晶体管的第一极耦接；

所述第五开关管的控制极与所述第一充电保护子电路耦接；

所述第六开关管的第二极与所述第二二极管的第一极耦接；所述第六开关管的控制极与所述第一晶体管的第一极耦接；

所述第七开关管的第一极与所述第一晶体管的第一极耦接；所述第七开关管的第二极与所述第八开关管的第二极耦接；

所述第八开关管的控制极与所述第二二极管的第二极耦接，所述第二二极管的第二极与所述第八电阻的第一端耦接，所述第八开关管的控制极与所述第八电阻的第一端耦接，所述第八电阻的第二端与所述第八开关管的第一极以及所述第一晶体管的栅极分别耦接。

6.根据权利要求3所述的高边驱动电路，其特征在于，

所述第一放电保护子电路包括：第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第三二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻，以及第十四电阻；

所述第九开关管的第一极与所述第一电池连接端耦接，所述第九开关管的第二极与所述第九电阻的第一端耦接，所述第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端耦接，所述第十电阻的第二端与所述电源电压信号输出端；所述第九电阻的第二端还与所述第十开关管的控制极耦接，所述第九开关管的控制极与所述第十一电阻的第一端耦接，所述第十一电阻的第二端与所述放电保护信号输出端耦接；所述第十二电阻的第一端与所述第十一电阻的第一端耦接，所述第十二电阻的第二端与所述第一电池连接端耦接；

所述第十开关管的第一极与所述电源电压信号输出端耦接，所述第十开关管的第二极与所述第十三电阻的第一端耦接，所述第十三电阻的第二端与所述第十一开关管的控制极耦接，所述第十开关管的第二极与所述第三二极管的第一极耦接，所述第十开关管的第二极与所述第十四电阻的第一端耦接，所述第十四电阻的第二端与所述第二电池连接端耦接；

所述第十一开关管的第一极与所述第三二极管的第二极、所述第二充电保护子电路，以及所述第二放电保护子电路分别耦接；所述第十一开关管的第二极与所述第二电池连接端耦接。

7.根据权利要求3所述的高边驱动电路，其特征在于，

所述第二放电保护子电路包括：第十二开关管、第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管、第四二极管、第五二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻，以及第十八电阻；

所述第十二开关管的第一极与所述第一充电保护子电路耦接，所述第十二开关管的第二极与所述第十三开关管的第二极以及所述第十五电阻的第一端分别耦接，所述第十五电阻的第二端与所述第十三开关管的控制极以及所述第五二极管的第二极分别耦接，所述第五二极管的第一极与所述第一晶体管的第二极耦接；所述第十二开关管的控制极与所述第一放电保护子电路耦接；

所述第十三开关管的第一极与所述第十四开关管的第一极、所述第十五开关管的控制极分别与所述第十六电阻的第一端耦接，所述第十六电阻的第二端与所述第一晶体管的第二极耦接；

所述第十四开关管的第二极与所述第四二极管的第一极耦接；所述第十四开关管的控制极与所述第一晶体管的第二极耦接；

所述第十五开关管的第一极与所述第十七电阻的第一端耦接，所述第十七电阻的第二端与所述第一晶体管的第二极耦接；所述第十五开关管的第二极与所述第十六开关管的第二极耦接；

所述第十六开关管的第一极与所述第十八电阻的第一端以及所述第一晶体管的栅极分别耦接，所述第十八电阻的第二端与所述第四二极管的第二极耦接，所述第十六开关管的控制极与所述第四二极管的第二极耦接。

8.根据权利要求1所述的高边驱动电路，其特征在于，

所述驱动开启电路包括：第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管、第六二极管、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻，以及第二十五电阻；

所述第六二极管的第二极与所述第一晶体管的栅极耦接；所述第六二极管的第一极与所述第十九电阻的第一端耦接，所述第十九电阻的第二端与所述第十七开关管的第二极耦接；

所述第十七开关管的第一极与所述电源电压信号输出端以及所述第二十电阻的第一端分别耦接；所述第十七开关管的控制极与所述第二十电阻的第二端以及所述第二十一电阻的第一端分别耦接，所述第二十一电阻的第二端与所述第十八开关管的第二极耦接；

所述第十八开关管的第一极与所述第十九开关管的第二极以及所述第二十二电阻的第一端分别耦接；第十八开关管的控制极与所述第二十三电阻的第一端以及所述第二十二电阻的第二端分别耦接，所述第二十三电阻的第二端与所述充电保护信号输出端耦接；

所述第十九开关管的第一极与所述第一电池连接端以及所述第二十四电阻的第一端分别耦接；所述第十九开关管的控制极与所述第二十五电阻的第一端以及所述第二十四电阻的第二端分别耦接，所述第二十五电阻的第二端与所述放电保护信号输出端耦接。

9.根据权利要求1所述的高边驱动电路，其特征在于，还包括：

休眠电路，所述休眠电路与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、接地端，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；

所述休眠电路用于在所述充电保护信号输出端以及所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述接地端之间的电连接。

10.根据权利要求1所述的高边驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管包括氮化镓晶体管。

11.一种高边驱动方法，其特征在于，基于权利要求1至10中任一项所述的高边驱动电路，所述控制子电路提供充电保护信号输出端与放电保护信号输出端；所述方法包括：

在充电保护状态，所述驱动开启电路在所述充电保护信号输出端发送的充电保护信号和所述放电保护信号输出端发送的放电保护信号的控制下，控制导通所述电源电压信号输出端与所述第一晶体管的栅极之间的电连接；所述驱动管理电路在所述充电保护信号输出端和所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接，以及控制断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接；

在放电保护状态，所述驱动开启电路在所述充电保护信号输出端发送的充电保护信号和所述放电保护信号输出端发送的放电保护信号的控制下，控制导通所述电源电压信号输出端与所述第一晶体管的栅极之间的电连接；所述驱动管理电路在所述充电保护信号输出端和所述放电保护信号输出端的控制下，控制断开所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第一极之间的电连接，以及控制导通所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二极之间的电连接。

12.根据权利要求11所述的高边驱动方法，其特征在于，所述高边驱动电路还包括休眠电路，所述休眠电路与所述充电保护信号输出端、所述放电保护信号输出端、接地端，以及所述第一晶体管的栅极分别耦接；所述休眠电路用于在所述充电保护信号输出端以及所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通或断开所述第一晶体管的栅极与所述接地端之间的电连接；

所述驱动方法包括：

在休眠状态，所述休眠电路在所述充电保护信号输出端以及所述放电保护信号输出端的控制下，控制导通所述第一晶体管的栅极与所述接地端之间的电连接。

13.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的高边驱动电路。