CN205407570U - 电池管理系统中低功耗mos管的开关电路 - Google Patents

Abstract

一种可防止MOS管在关断过程中因电荷过大释放较慢而烧毁MOS管的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路。包括MOS管M1的驱动电路，在MOS管M1的驱动电路与MOS管M1之间设有可使MOS管M1快速导通与截止的灌流电路。本实用新型在MOS管的驱动电路与MOS管之间增设由NPN型晶体管与PNP型晶体管互补构成的射极跟随器，当需要令MOS管截止时，可使其栅极上的电荷泻放快，缩短了MOS管截止前的关断时间，避免MOS管烧毁；当需要令MOS管导通时，又可使供电电源电压快速施加于栅极上，同样，缩短了MOS管导通前的打开时间。本实用新型采用分立元件，结构简单、成本低廉，功耗较低。

Description

电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路

技术领域

本实用新型涉及开关电路，特别涉及一种电池管理系统中用于控制MOS管的低功耗开关电路。

背景技术

电子技术、计算机技术及控制技术的发展，推动笔记本电脑、手机、笔记本电脑、PDA、数码相机等设备向小型化、智能化、升级换代快的方向发展，这类产品大多采用锂离子电池供电，而锂离子电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都有相关控制电路，其优点是电压高，单节锂离子电池的电压可达到3.6V，远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。

目前，当需要关断电路中MOS管的时候，常规电路会通过一个阻值很大的电阻来泻放掉栅极上的电荷完成关断，而由于电阻阻值比较大，所以关断的过程需要耗费较多的时间，往往容易烧毁MOS管。因此，急需一种在关断MOS管时能够有效的加快MOS管关断速度的电路。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可防止MOS管在关断过程中因电荷过大释放较慢而烧毁MOS管的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路。该开关电路可有效保护MOS管。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路，包括MOS管M1的驱动电路，在MOS管M1的驱动电路与MOS管M1之间设有可使MOS管M1快速导通与截止的灌流电路。

所述灌流电路由NPN型的第三晶体管Q3、PNP型的第四晶体管Q4和第九电阻R9构成，其中，

第三晶体管Q3的基极与第四晶体管Q4的基极相接，第三晶体管Q3的发射极与第四晶体管Q4的发射极相接，第三晶体管Q3的集电极通过滤波电容、二极管D1接于供电电源端，第四晶体管Q4的集电极接于MOS管M1的源极并接地端，第九电阻R9跨接于所述滤波电容与第三晶体管Q3的基极之间；

第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的基极还通过第八电阻R8接于所述的驱动电路的输出端，驱动电路的输入端接于PWM信号端；

第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的发射极通过第十电阻R10、第十一电阻R11接于MOS管M1的栅极；MOS管M1的源极接地端，其漏极接于电池管理系统。

所述驱动电路包括第一晶体管Q1与第二晶体管Q2，其中，

第一晶体管Q1的基极通过第四电阻R4接于所述的PWM信号端，其发射极通过第六电阻R6接地端，其集电极接于第二晶体管Q2的基极；

第二晶体管Q2的发射极接于所述二极管D1的负极，其集电极接于第八电阻R8；

在第二晶体管Q2的基极与发射极之间跨接第七电阻R7。

其特征在于：在MOS管M1的栅极与源极之间跨接第十二电阻R12。

所述滤波电容由第三电容C3与第四电容C4并联构成。

第一晶体管Q1为NPN型，第二晶体管Q2为PNP型。

本实用新型在MOS管的驱动电路与MOS管之间增设由NPN型晶体管与PNP型晶体管互补构成的射极跟随器，当需要令MOS管截止时，可使其栅极上的电荷泻放快，缩短了MOS管截止前的关断时间，避免MOS管烧毁；当需要令MOS管导通时，又可使供电电源电压快速施加于栅极上，同样，缩短了MOS管导通前的打开时间。本实用新型采用分立元件，结构简单、成本低廉，功耗较低。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

附图标记：

驱动电路1、灌流电路2、MOS管M1。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的电池管理系统中低功耗MOS管M1的开关电路由MOS管M1的驱动电路1、灌流电路2和MOS管M1构成。

所述驱动电路1包括第一晶体管Q1和第二晶体管Q2。

第一晶体管Q1的基极作为该驱动电路1的信号输入端，其通过第四电阻R4接于单片机的脉宽调制信号输出端(即PWM信号端)，其发射极通过第六电阻R6接地端，其集电极接于第二晶体管Q2的基极；

第二晶体管Q2的发射极接于所述二极管D1的负极，其集电极接于第八电阻R8；

在第二晶体管Q2的基极与发射极之间跨接第七电阻R7。其可保证第一晶体管Q1导通让它工作在放大区以及第二晶体管Q2的发射极的直流电压比基极高，从而使其能导通。

该驱动电路1的二个晶体管构成一个多级放大电路，能够提供一个较稳定的驱动电压。

该驱动电路1在输入端还包括第五电阻R5，其可保证在缺省时第一晶体管Q1的基极为低电平。

所述灌流电路2由NPN型的第三晶体管Q3、PNP型的第四晶体管Q4和第九电阻R9构成，其中，

第三晶体管Q3的基极与第四晶体管Q4的基极相接，第三晶体管Q3的发射极与第四晶体管Q4的发射极相接，第三晶体管Q3的集电极通过滤波电容、二极管D1接于供电电源VCC端，第四晶体管Q4的集电极接于MOS管M1的源极并接地端，第九电阻R9跨接于所述滤波电容与第三晶体管Q3的基极之间；

第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的基极还通过第八电阻R8接于所述的驱动电路1的输出端(即第二晶体管Q2的集电极)；

第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的发射极通过第十电阻R10、第十一电阻R11接于MOS管M1的栅极；MOS管M1的源极接地端，其漏极接于电池管理系统中待控制部件。

在MOS管M1的栅极与源极之间跨接第十二电阻R12。

所述滤波电容由第三电容C3与第四电容C4(为电解电容)并联构成。其一端连接于二极管D1的负极，另一端经第九电阻R9接第四晶体管Q4的基极。二极管D1导通后对第三电容C3、第四电容C4充电，第三电容C3和第四电容C4存储电荷，通过第四晶体管Q4给MOS管M1的源极提供浮动驱动电源。二极管D1，保证电流的单向导通，避免电流反灌。

灌流电路2具有减小内阻、增加激励电流的作用，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4为互补的射极跟随器，等效于两只在方波激励信号控制下轮流导通的开关，当高电平到来时，第三晶体管Q3导通、第四晶体管Q4截止，供电电源通过二极管D1、滤波电容、第三晶体管Q3集射极、第十电阻R10、第十一电阻R11对MOS管M1的栅极充电，由于第三晶体管Q3为饱和导通，供电电源的正极等效于直接加到MOS管M1的栅极上，瞬间充电电流极大，充电时间极短，保证了MOS管M1的迅速打开；当低电平到来时，第三晶体管Q3截止，第四晶体管Q4导通，MOS管M1的栅极所充的电荷经过第四晶体管Q4的发射极、集电极到地端迅速放电，由于第四晶体管Q4为饱和导通，所以放电时间极短，保证了MOS管M1的迅速关断。

其中，第十电阻R10和第十一电阻R11为激励信号内阻，第十电阻R10和第十一电阻R11的阻值非常小，使激励信号能提供足够的电流，使得MOS管M1的栅极迅速的充电和放电，驱动MOS管M1迅速打开和关断。

Claims (6)

1.一种电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路，包括MOS管M1的驱动电路(1)，其特征在于：在MOS管M1的驱动电路(1)与MOS管M1之间设有可使MOS管M1快速导通与截止的灌流电路(2)。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路，其特征在于：所述灌流电路(2)由NPN型的第三晶体管Q3、PNP型的第四晶体管Q4和第九电阻R9构成，其中，

第三晶体管Q3的基极与第四晶体管Q4的基极相接，第三晶体管Q3的发射极与第四晶体管Q4的发射极相接，第三晶体管Q3的集电极通过滤波电容、二极管D1接于供电电源端，第四晶体管Q4的集电极接于MOS管M1的源极并接地端，第九电阻R9跨接于所述滤波电容与第三晶体管Q3的基极之间；

第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的基极还通过第八电阻R8接于所述的驱动电路(1)的输出端，驱动电路(1)的输入端接于PWM信号端；

第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的发射极通过第十电阻R10、第十一电阻R11接于MOS管M1的栅极；MOS管M1的源极接地端，其漏极接于电池管理系统。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路，其特征在于：所述驱动电路(1)包括第一晶体管Q1与第二晶体管Q2，其中，

第一晶体管Q1的基极通过第四电阻R4接于所述的PWM信号端，其发射极通过第六电阻R6接地端，其集电极接于第二晶体管Q2的基极；

第二晶体管Q2的发射极接于所述二极管D1的负极，其集电极接于第八电阻R8；

在第二晶体管Q2的基极与发射极之间跨接第七电阻R7。

4.根据权利要求1－3中任一项所述的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路，其特征在于：在MOS管M1的栅极与源极之间跨接第十二电阻R12。

5.根据权利要求2所述的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路，其特征在于：所述滤波电容由第三电容C3与第四电容C4并联构成。

6.根据权利要求3所述的电池管理系统中低功耗MOS管的开关电路，其特征在于：第一晶体管Q1为NPN型，第二晶体管Q2为PNP型。