CN206650446U - 一种bms用的待机低功耗电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电池管理技术领域，提供了一种BMS用的待机低功耗电路，包括：第一开关模块以及第二开关模块；其中，第一开关模块的第一端与微控制单元的I/O口连接，以根据微控制单元控制第一开关模块的通断，第一开关模块的第二端与第二开关模块的第一端连接，第一开关模块的第三端接地，第二开关模块的第二端与电压输入模块连接，第二开关模块的第三端连接其他设备，以根据第一开关模块的通断控制第二开关模块的通断，以向其他设备供电或者切断电源。本实用新型中，通过采用开关模块，在BMS待机休眠时，切断不需要工作的模块的电压，当电路被唤醒时，自动给模块上电，减少了BMS系统的耗电量，提高了系统的运行效率，有效延长了电芯的寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于电池管理技术领域，尤其涉及一种BMS用的待机低功耗电路。
背景技术
电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)是电池与用户之间的纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；以及均衡管理和热管理等。
在各种电路设计中，都离不开电池，但是电池的性能是很复杂的，不同类型的电池特性亦相差很大。电池管理系统，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。随着电池管理系统的发展，也会增添其它的功能。但是一切的BMS电路设计中，低功耗是BMS电路的基本需求，在优秀的BMS锂电池保护板中，都会加入低功耗的电路设计，从而达到在电路休眠时电路功耗很低，消耗电芯电量很少，从而延长待机时间。
目前，现有的低功耗电路都是采样前端稳压芯片输出供电的，并且是采用直流电源供电，从电芯直接采集供电，就现有的低功耗电路的供电过程，本身易存在漏电情况，并且，不能根据电路的实际运行情况进行对外设供电与切断，容易使电池的寿命缩短，供电效率低。
实用新型内容
本实用新型提供一种BMS用的待机低功耗电路，旨在解决现有的低功耗电路，易发生漏电，不能根据电路的实际运行情况进行对外设供电与切断，容易使电池的寿命缩短，供电效率低的问题。
本实用新型是这样实现的，一种BMS用的待机低功耗电路，包括：
第一开关模块以及第二开关模块；
其中，所述第一开关模块的第一端与微控制单元的I/O口连接，以根据所述微控制单元控制所述第一开关模块的通断，所述第一开关模块的第二端与所述第二开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第三端接地，所述第二开关模块的第二端与电压输入模块连接，所述第二开关模块的第三端连接其他设备，以根据所述第一开关模块的通断控制所述第二开关模块的通断，以向其他设备供电或者切断电源。
优选的，所述第一开关模块包括第一MOS管以及第一分压电路，所述第二开关模块包括第二MOS管以及第二分压电路；
其中，所述第一分压电路的第一端与所述微控制单元的I/O口连接，所述第一分压电路的第二端与所述第一MOS管的S极连接并接地，所述第一分压电路的第三端与所述第一MOS管的G极连接，所述第二分压电路的第一端与所述第一MOS管的D极连接，所述第二分压电路的第二端与所述第二MOS管的S极以及电压输入模块连接，所述第二分压电路的第三端与所述第二MOS的G极连接，所述第二MOS管的D极与其他设备连接。
优选的，所述第一分压电路包括：第一电阻、第二电阻；
其中，所述第一电阻的一端与所述微控制单元的I/O口连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的一端以及第一MOS管的G极连接，所述第一MOS管的S极与所述第二电阻的另一端连接并接地，所述第一MOS管的D极与所述第二分压电路连接，以根据所述微控制单元控制所述第一开关模块的通断。
优选的，所述第二分压电路包括：第三电阻、第四电阻；
其中，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的D极连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端以及所述第二MOS管的G极连接，所述第二MOS管的S极与所述电压输入模块连接，所述第二MOS管的D极与所述其他设备连接，以向其他设备供电或者切断电源。
优选的，所述待机低功耗电路还包括用于滤除杂波的滤波模块。
优选的，所述滤波模块为电容，所述电容的一端与所述第四电阻的一端、第二MOS管的G极以及所述第二电阻的一端连接，所述电容的另一端接地。
优选的，所述第一MOS管为N沟道MOS管，所述第二MOS管为P沟道MOS管。
优选的，所述待机低功耗电路还包括唤醒模块，所述唤醒模块的一端与所述微控制单元的另一I/O口连接，以唤醒所述微控制单元，使所述第一开关模块与所述第二开关模块导通。
本实用新型实施例中，通过设置第一开关模块以及第二开关模块；其中，第一开关模块的第一端与微控制单元的I/O口连接，以根据微控制单元控制所述第一开关模块的通断，第一开关模块的第二端与所述第二开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第三端接地，第二开关模块的第二端与电压输入模块连接，第二开关模块的第三端连接其他设备，以根据第一开关模块的通断控制第二开关模块的通断，以向其他设备供电或者切断电源。通过采用开关模块，在BMS待机休眠时，切断不需要工作的模块的电压，当电路被唤醒时，自动给模块上电，减少了BMS系统的耗电量，提高了系统的运行效率，有效延长了电芯的寿命。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种BMS用的低功耗电路模块图；
图2是本实用新型实施例提供的一种BMS用的低功耗电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例中，通过设置第一开关模块以及第二开关模块；其中，第一开关模块的第一端与微控制单元的I/O口连接，以根据微控制单元控制所述第一开关模块的通断，第一开关模块的第二端与所述第二开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第三端接地，第二开关模块的第二端与电压输入模块连接，第二开关模块的第三端连接其他设备，以根据第一开关模块的通断控制第二开关模块的通断，以向其他设备供电或者切断电源。通过采用开关模块，在BMS待机休眠时，切断不需要工作的模块的电压，当电路被唤醒时，自动给模块上电，减少了BMS系统的耗电量，提高了系统的运行效率，有效延长了电芯的寿命。
参见图1，本实用新型实施例提供了一种BMS用的待机低功耗电路，包括：
第一开关模块1以及第二开关模块2；
其中，所述第一开关模块的第一端与微控制单元的I/O口连接，以根据微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)控制第一开关模块的通断，第一开关模块的第二端与第二开关模块的第一端连接，第一开关模块的第三端接地，第二开关模块的第二端与电压输入模块连接，第二开关模块的第三端连接其他设备，以根据第一开关模块的通断控制所述第二开关模块的通断，以向其他设备供电或者切断电源。通过采用开关模块，在BMS待机休眠时，切断不需要工作的模块的电压，当电路被唤醒时，自动给模块上电，减少了BMS系统的耗电量，提高了系统的运行效率，有效延长了电芯的寿命。
在本实用新型实施例中，当BMS电池管理系统中的电池包不需要进行充放电时，需要进入休眠状态，当电池包处于休眠状态时，微控制单元进入休眠模式为了达到低功耗，并满足安全性需求，电路很多模块需要断电，只有需要的时候才给这些模块上电，以达到低功耗的目的。
参见图2，在本实用新型的一个实施例中，第一开关模块包括第一MOS10,以及第一分压电路，第二开关模块包括第二MOS管20以及第二分压电路，其中，第一分压电路的第一端与微控制单元的I/O口连接，第一分压电路的第二端与第一MOS管20的S极连接并接地，第一分压电路的第三端与第一MOS管20的G极连接，第二分压电路的第一端与第一MOS管10的D极连接，第二分压电路的第二端与第二MOS管20的S极以及电压输入模块连接，第二分压电路的第三端与第二MOS的G极连接，第二MOS管20的D极与其他设备连接。
在本实用新型的一个实施例中，第一分压电路包括：第一电阻11、第二电阻12；
其中，第一电阻11的一端与微控制单元的I/O口连接，第一电阻11的第二端与第二电阻12的一端以及第一MOS管10的G极连接，第一MOS管10的S极与第二电阻12的另一端连接并接地，第一MOS管10的D极与第二分压电路连接，以根据所述微控制单元控制第一开关模块的通断。
在本实用新型的一个实施例中，第二分压电路包括：第三电阻、第四电阻；
其中，第三电阻13的一端与所述第一MOS管10的D极连接，第三电阻13的另一端与第四电阻14的一端以及第二MOS管20的G极连接，第二MOS管20的S极与电压输入模块连接，作为电路的电压输入端，第二MOS管20的D极与其他设备连接，以向其他设备供电或者切断电源。
在本实用新型的一个实施例中，当BMS电池管理系统中的电池包不需要进行充放电时，BMS电池管理系统处于待机状态时，为了使待机功耗尽可能最低，并满足安全性需求，会要求BMS中微控制单元能够尽可能的关闭待机时不使用的所有外接设备，同时MCU也会进入待机模式MCU进入休眠模式。
当MCU进入休眠模式时，MCU的I/O会检测到低电平，并将第一MOS管10的G极拉低，从而将第一MOS管10截止，第一MOS管10截止后会导致第二MOS管20的S极与G极电位相等，第二MOS管20的G极与S极之间没有压降，从而将电路切断，不为其他模块供电，以达到低功耗的目的。
在本实用新型的一个实施例中，当BMS电池管理系统进入休眠状态时，可插入充电器，只有当充电器输出电压大于电池电压(VC+>VBT1+)时，将MCU唤醒，MCU的I/O口输出高电平，通过第一电阻R11，与R12分压后，可使第一MOS管10打开。第一MOS管10导通后，第三电阻R13与第四电阻R14将对输入电压进行分压，此时只需调整好第三电阻R13与第四电阻R14的分压比，就可使第二MOS管20的G极与S极之间的压降达到其导通条件，从而使第二MOS管20导通，使得电路其他模块能够得到电源供电，整个电路可实现需要工作时开启，不需要工作时关闭切断电源，达到低功耗的目的。
其中，第一MOS管为N沟道MOS管，第二MOS管为P沟道MOS管，N沟道MOS管的导通条件为高电压导通，即Vgs大于一定值就会导通，而P沟道MOS管的导通条件为低电平导通，即Vgs小于一定值就会导通，因此当MCU输出高电平时，N沟道MOS管导通，并且N沟道MOS管导通后，经第三电阻13与第四电阻14的分压后，将P沟道MOS管的G极与S极之间的压降达到其导通条件，以导通P沟道MOS管。
在本实用新型的一个实施例中，待机低功耗电路还包括用于滤除杂波的滤波模块，通过滤波模块可滤除杂波，使电路更加稳定可靠。
其中，该滤波模块为电容15，电容15的一端与第四电阻14的一端、第二MOS管的G极以及第二电阻的一端连接，电容15的另一端接地。
在本实用新型的一个实施例中，该滤波模块还可以为RC滤波电路。
在本实用新型的一个实施例中，待机低功耗电路还包括唤醒模块，唤醒模块的一端与微控制单元的另一I/O口连接，以唤醒该微控制单元，使第一开关模块与第二开关模块导通，并为系统中的模块上电，以实现低功耗。
本实用新型实施例中，通过设置第一开关模块以及第二开关模块；其中，第一开关模块的第一端与微控制单元的I/O口连接，以根据微控制单元控制所述第一开关模块的通断，第一开关模块的第二端与所述第二开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第三端接地，第二开关模块的第二端与电压输入模块连接，第二开关模块的第三端连接其他设备，以根据第一开关模块的通断控制第二开关模块的通断，以向其他设备供电或者切断电源。通过采用开关模块，在BMS待机休眠时，切断不需要工作的模块的电压，当电路被唤醒时，自动给模块上电，减少了BMS系统的耗电量，提高了系统的运行效率，有效延长了电芯的寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述待机低功耗电路包括：
第一开关模块以及第二开关模块；
其中，所述第一开关模块的第一端与微控制单元的I/O口连接，以根据所述微控制单元控制所述第一开关模块的通断，所述第一开关模块的第二端与所述第二开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第三端接地，所述第二开关模块的第二端与电压输入模块连接，所述第二开关模块的第三端连接设备，以根据所述第一开关模块的通断控制所述第二开关模块的通断，以向设备供电或者切断电源。
2.如权利要求1所述的BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一MOS管以及第一分压电路，所述第二开关模块包括第二MOS管以及第二分压电路；
其中，所述第一分压电路的第一端与所述微控制单元的I/O口连接，所述第一分压电路的第二端与所述第一MOS管的S极连接并接地，所述第一分压电路的第三端与所述第一MOS管的G极连接，所述第二分压电路的第一端与所述第一MOS管的D极连接，所述第二分压电路的第二端与所述第二MOS管的S极以及电压输入模块连接，所述第二分压电路的第三端与所述第二MOS的G极连接，所述第二MOS管的D极与设备连接。
3.如权利要求2所述的BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述第一分压电路包括：第一电阻、第二电阻；
其中，所述第一电阻的一端与所述微控制单元的I/O口连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的一端以及第一MOS管的G极连接，所述第一MOS管的S极与所述第二电阻的另一端连接并接地，所述第一MOS管的D极与所述第二分压电路连接，以根据所述微控制单元控制所述第一开关模块的通断。
4.如权利要求3所述的BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述第二分压电路包括：第三电阻、第四电阻；
其中，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的D极连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端以及所述第二MOS管的G极连接，所述第二MOS管的S极与所述电压输入模块连接，所述第二MOS管的D极与所述设备连接，以向设备供电或者切断电源。
5.如权利要求4所述的BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述待机低功耗电路还包括用于滤除杂波的滤波模块。
6.如权利要求5所述的BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述滤波模块为电容，所述电容的一端与所述第四电阻的一端、第二MOS管的G极以及所述第二电阻的一端连接，所述电容的另一端接地。
7.如权利要求2所述的BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管，所述第二MOS管为P沟道MOS管。
8.如权利要求1所述的BMS用的待机低功耗电路，其特征在于，所述待机低功耗电路还包括唤醒模块，所述唤醒模块的一端与所述微控制单元的另一I/O口连接，以唤醒所述微控制单元，使所述第一开关模块与所述第二开关模块导通。
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