CN206524663U - 一种bms用充电切换保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种BMS用充电切换保护电路，包括蓄电池G，分别与蓄电池G相连接的输出供电电路和输入保护电路，串接在输出供电电路和输入保护电路之间且用于控制蓄电池G对外供电的充放电控制电路；所述充放电控制电路由时间继电器K，以及P极与时间继电器K相连接、N极经时间继电器K的常闭触点K‑1后与蓄电池G的正极相连接的二极管D5组成。本实用新型提供一种BMS用充电切换保护电路，使得蓄电池在自身充电时不会再对相应的负载进行供电，降低了BMS的计算与控制量，避免了蓄电池持续充放电对其自身的损害，提高了蓄电池的使用寿命，并更好的提高了蓄电池充电的安全性。

Description

一种BMS用充电切换保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种充电保护电路，具体是指一种BMS用充电切换保护电路。

背景技术

BMS的全称为BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，即电池管理系统。电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术，其具体作用即是为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。

如今的BMS设计时由于其自身的计算与控制能力以及现有的电池充放电设计电路的缺陷，BMS将会允许蓄电池在自身进行充电的过程中继续对负载提供相应的电能。而在蓄电池持续的充放电过程中，很容易对蓄电池的功能造成损害，导致蓄电池使用寿命缩短，还可能导致蓄电池温度持续升高，甚至致使蓄电池发生爆炸。如此便会大大影响产品的正常使用，甚至对产品的使用安全造成极大的隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述问题，提供一种BMS用充电切换保护电路，使得蓄电池在自身充电时不会再对相应的负载进行供电，降低了BMS的计算与控制量，避免了蓄电池持续充放电对其自身的损害，提高了蓄电池的使用寿命，并更好的提高了蓄电池充电的安全性。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种BMS用充电切换保护电路，包括蓄电池G，分别与蓄电池G相连接的输出供电电路和输入保护电路，串接在输出供电电路和输入保护电路之间且用于控制蓄电池G对外供电的充放电控制电路；所述充放电控制电路由时间继电器K，以及P极与时间继电器K相连接、N极经时间继电器K的常闭触点K-1后与蓄电池G的正极相连接的二极管D5组成。

进一步的，所述输出供电电路由三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，N极与三极管VT1的基极相连接、P极与三极管VT4的集电极相连接的二极管D1，一端经电阻R2后与三极管VT1的发射极相连接、另一端与二极管D1的P极相连接的滑动变阻器RP1，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与三极管VT3的基极相连接的电阻R3，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的电容C1，正极与三极管VT4的集电极相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的电容C2，一端与电容C2的正极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接的电阻R4，N极与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的二极管D2，正极与三极管VT3的发射极相连接、负极与二极管D2的P极相连接的电容C3，以及一端与三极管VT4的基极相连接、另一端与电容C3的正极相连接的电阻R6组成；其中，三极管VT2的集电极与三极管VT3的基极相连接，二极管D1的P极与二极管D5的N极相连接，电容C1的负极与蓄电池G的负极相连接，三极管VT4的发射极与电容C3的负极组成该输出供电电路的输出端。

再进一步的，所述输入保护电路由三极管VT5，单向晶闸管VS1，单向晶闸管VS1，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的电容C4，一端与电容C4的负极相连接、另一端与单向晶闸管VS1的P极相连接的电阻R7，正极与电容C4的负极相连接、负极与单向晶闸管VS2的控制极相连接的电容C5，P极与三极管VT5的基极相连接、N极与单向晶闸管VS1的控制极相连接的二极管D3，N极经电阻R8后与电容C4的正极相连接、P极经电阻R9后与二极管D3的P极相连接的稳压二极管D4，一端与稳压二极管D4的P极相连接、另一端与单向晶闸管VS2的P极相连接的电阻R10，以及P极与稳压二极管D4的N极相连接的二极管D6组成；其中，单向晶闸管VS1的N极与单向晶闸管VS2的N极相连接，电容C4的正极与三极管VT4的发射极相连接，单向晶闸管VS1的N极与电容C3的负极相连接，二极管D6的N极与蓄电池G的正极相连接，单向晶闸管VS2的P极与蓄电池G的负极相连接，电容C4的正极与单向晶闸管VS2的N极组成该输入保护电路的输入端。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型使得蓄电池在自身充电时不会再对相应的负载进行供电，降低了BMS的计算与控制量，避免了蓄电池持续充放电对其自身的损害，提高了蓄电池的使用寿命，并更好的提高了蓄电池充电的安全性；

本实用新型通过设置时间继电器的方式来达到延迟切断蓄电池对负载供电的目的，避免了负载因供电终端而导致运行发生停止，更好的维持了负载的运行状态，提高了负载的运行稳定性；

本实用新型设置有二极管D5和二极管D6，能够很好的限制电流的流向，避免电流逆向流动导致电路运行出现紊乱，提高了电路运行的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的充电切换保护电路的电路结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种BMS用充电切换保护电路，包括蓄电池G，分别与蓄电池G相连接的输出供电电路和输入保护电路，串接在输出供电电路和输入保护电路之间且用于控制蓄电池G对外供电的充放电控制电路；所述充放电控制电路由时间继电器K，以及P极与时间继电器K相连接、N极经时间继电器K的常闭触点K-1后与蓄电池G的正极相连接的二极管D5组成。

输出供电电路由三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，滑动变阻器RP1，二极管D1，二极管D2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电容C1，电容C2，以及电容C3组成。

连接时，二极管D1的N极与三极管VT1的基极相连接、P极与三极管VT4的集电极相连接，滑动变阻器RP1的一端经电阻R2后与三极管VT1的发射极相连接、另一端与二极管D1的P极相连接，电阻R1的一端与二极管D1的N极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接，电阻R3的一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与三极管VT3的基极相连接，电容C1的正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接，电容C2的正极与三极管VT4的集电极相连接、负极与三极管VT3的基极相连接，电阻R4的一端与电容C2的正极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接，二极管D2的N极与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接，电容C3的正极与三极管VT3的发射极相连接、负极与二极管D2的P极相连接，电阻R6的一端与三极管VT4的基极相连接、另一端与电容C3的正极相连接。

其中，三极管VT2的集电极与三极管VT3的基极相连接，二极管D1的P极与二极管D5的N极相连接，电容C1的负极与蓄电池G的负极相连接，三极管VT4的发射极与电容C3的负极组成该输出供电电路的输出端。

该输出供电电路的输出端与负载相连接，并将处理后的电能提供给负载使用。

电阻R1选用阻值为1KΩ的电阻，该电阻R1作为二极管D1的限流电阻，以避免二极管D1因通过的电流过大而损坏，保证了其使用的稳定性；同时，通过二极管D1的管压将三极管VT1的发射极正向偏置电压钳位在一个固定值上，根据三极管的内部电流分配原则可知，该三极管VT1在正常工作时，只要滑动变阻器RP1的阻值不改变，其集电极的电流将为一个稳定值，即可以得知，当需要调节其输出电流时可以通过改变滑动变阻器RP1的阻值的方式来完成。二极管D1可以选用发光二极管也可以选用普通的1N5401二极管，滑动变阻器RP1则选用最高阻值为500Ω的滑动变阻器，电阻R2为固定值的电阻，主要作用是为了避免三极管VT1的基极与发射极短路，其阻值为30-50Ω即可。电容C1和电容C2均为缓冲电容，其容值均为110μF。

三极管VT3和三极管VT4与电阻R3、电阻R4以及电阻R6组成一个放大电路，可以对三极管VT1输出的电流进行放大处理，其中的电阻R3的阻值为10KΩ，电阻R4和电阻R6的阻值均为300Ω。三极管VT2、二极管D2以及电阻R5则是共同组成了一个限流电路。考虑到电流强度过强或者变化过于频繁容易造成蓄电池的损坏，特意在此增加一个限流电路，以在电流过高时能够即时的完成对电池的限流作用。当电流强度在限定的范围之下时，电阻R5两端的电压不足以使得三极管VT2和二极管D2导通，此时电路正常向后供电；而在电流强度超过限定电流时，电阻R5两端的电压升高，使得三极管VT2和二极管D2导通，进而使得三极管VT2能够进行分流，避免了主电路电流的进一步升高，从而保护了后续电路的正常运行。此处的电阻R5的阻值为10Ω，二极管D2选用型号为1N4001的二极管。电容C3是保护电容，其容值为220μF。

上述的三极管VT1的型号为2N2369，三极管VT2的型号为DX210C，三极管VT3的型号为3DK4B，三极管VT4的型号为3DD263C。

输入保护电路由三极管VT5，单向晶闸管VS1，单向晶闸管VS1，二极管D3，稳压二极管D4，二极管D6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C4，以及电容C5组成。

连接时，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的电容C4，一端与电容C4的负极相连接、另一端与单向晶闸管VS1的P极相连接的电阻R7，正极与电容C4的负极相连接、负极与单向晶闸管VS2的控制极相连接的电容C5，P极与三极管VT5的基极相连接、N极与单向晶闸管VS1的控制极相连接的二极管D3，N极经电阻R8后与电容C4的正极相连接、P极经电阻R9后与二极管D3的P极相连接的稳压二极管D4，一端与稳压二极管D4的P极相连接、另一端与单向晶闸管VS2的P极相连接的电阻R10，P极与稳压二极管D4的N极相连接的二极管D6。

其中，单向晶闸管VS1的N极与单向晶闸管VS2的N极相连接，电容C4的正极与三极管VT4的发射极相连接，单向晶闸管VS1的N极与电容C3的负极相连接，二极管D6的N极与蓄电池G的正极相连接，单向晶闸管VS2的P极与蓄电池G的负极相连接，电容C4的正极与单向晶闸管VS2的N极组成该输入保护电路的输入端。

在该输入保护电路的输入端上仅能接13-14V的直流电源。

在蓄电池充电且其自身电压不到其额定电压时，稳压二极管D4截止，三极管VT3正向偏置导通，电流经过容值为1μF的电容C5后触发单向晶闸管VS2导通，电路正常供电，对蓄电池进行充电。其中电容C4的容值为73μF，作为缓冲电容以保护内部的元器件，避免前置电路损坏产生电流波动损坏各项元器件。在蓄电池充电完成，其额定电压达到13V的额定值时，稳压二极管D4被击穿，电流经电阻R9流向三极管VT5，使得三极管VT5反向偏置截止，且二极管D3导通触发单向晶闸管VS1，电容C5正极的电荷经单向晶闸管VS1加载在单向晶闸管VS2的N极上，使得单向晶闸管VS2得到瞬时的反向电压而截止，进而断开了电路对蓄电池的供电。其中，电阻R10设置的目的是保护稳压二极管D4，避免该稳压二极管D4因电流过高而损坏，其阻值为720Ω。电阻R8设置在主电路中，可以很好的对输出的电流进行缓冲，其阻值为130Ω。二极管D6的设置目的是限制电流的流向，避免蓄电池的电流回流，更好的保护蓄电池的使用，同时降低了电路的耗能。

上述的二极管D3和二极管D6的型号均为1N4148，稳压二极管D4的选用额定电压为13V的稳压二极管，单向晶闸管VS1和单向晶闸管VS2的型号均为BCR1AM，三极管VT5的型号为C9012。

充放电控制电路在有直流电源接入时运行，且在电流流经时间继电器K后0.5-2秒后控制该时间继电器的常闭触点K-1断开，以切断蓄电池对后续电路与负载的供电。时间继电器K的常闭触点K-1的具体断开时间可以根据实际的需求进行调整，其具体的调整方法为本领域技术人员的技术常识，在此不进行赘述。二极管D5选用型号为1N4148的二极管，其主要的设置目的是为了限制电流的流向，避免电流逆流而触发时间继电器K，提高了产品的准确性。

工作时，在不对蓄电池充电时，蓄电池内的电能经输出供电电路后供给负载使用。而在对蓄电池充电时，直流电源输入的电流同时经过时间继电器K和输入保护电路，经过出入保护电路处理后的电流将直接导入蓄电池并对其进行充电，而经过时间继电器K的电流则直接进入输出供电电路，并最终对负载进行供电，而时间继电器K在通电0.5-2秒后则切断其常闭触点K-1，以断开蓄电池G对后续电路和负载的供电。设置时间继电器K的目的是为了避免对负载的供电中断，以更好的维持负载的正常运行，以保护负载的使用安全与运行稳定性，大大提高了产品的使用效果。

如上所述，便可很好的实现本实用新型。

Claims (3)

1.一种BMS用充电切换保护电路，其特征在于：包括蓄电池G，分别与蓄电池G相连接的输出供电电路和输入保护电路，串接在输出供电电路和输入保护电路之间且用于控制蓄电池G对外供电的充放电控制电路；所述充放电控制电路由时间继电器K，以及P极与时间继电器K相连接、N极经时间继电器K的常闭触点K-1后与蓄电池G的正极相连接的二极管D5组成。

2.根据权利要求1所述的一种BMS用充电切换保护电路，其特征在于：所述输出供电电路由三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，N极与三极管VT1的基极相连接、P极与三极管VT4的集电极相连接的二极管D1，一端经电阻R2后与三极管VT1的发射极相连接、另一端与二极管D1的P极相连接的滑动变阻器RP1，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与三极管VT3的基极相连接的电阻R3，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的电容C1，正极与三极管VT4的集电极相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的电容C2，一端与电容C2的正极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接的电阻R4，N极与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的二极管D2，正极与三极管VT3的发射极相连接、负极与二极管D2的P极相连接的电容C3，以及一端与三极管VT4的基极相连接、另一端与电容C3的正极相连接的电阻R6组成；其中，三极管VT2的集电极与三极管VT3的基极相连接，二极管D1的P极与二极管D5的N极相连接，电容C1的负极与蓄电池G的负极相连接，三极管VT4的发射极与电容C3的负极组成该输出供电电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种BMS用充电切换保护电路，其特征在于：所述输入保护电路由三极管VT5，单向晶闸管VS1，单向晶闸管VS1，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的电容C4，一端与电容C4的负极相连接、另一端与单向晶闸管VS1的P极相连接的电阻R7，正极与电容C4的负极相连接、负极与单向晶闸管VS2的控制极相连接的电容C5，P极与三极管VT5的基极相连接、N极与单向晶闸管VS1的控制极相连接的二极管D3，N极经电阻R8后与电容C4的正极相连接、P极经电阻R9后与二极管D3的P极相连接的稳压二极管D4，一端与稳压二极管D4的P极相连接、另一端与单向晶闸管VS2的P极相连接的电阻R10，以及P极与稳压二极管D4的N极相连接的二极管D6组成；其中，单向晶闸管VS1的N极与单向晶闸管VS2的N极相连接，电容C4的正极与三极管VT4的发射极相连接，单向晶闸管VS1的N极与电容C3的负极相连接，二极管D6的N极与蓄电池G的正极相连接，单向晶闸管VS2的P极与蓄电池G的负极相连接，电容C4的正极与单向晶闸管VS2的N极组成该输入保护电路的输入端。