CN207232244U - 检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种检测电路，其应用于BMS系统中；所述检测电路包括开关单元、反激电源以及分压单元；开关单元用于将接收外接电源的输出电压，并依据MCU输出的控制信号建立或者断开外接电源与反击电源之间的电性连接；反激电源用于将接收到的电压进行整流滤波后输出；分压单元连接于反激电源的输出端，并对反激电源输出的电压做分压处理；当开关单元接收到第一控制信号时，开关单元建立外接电源与反击电源之间的电性连接；当开关单元接收到第二控制信号时，开关单元断开外接电源与反击电源之间的电性连接。本实用新型提供的检测电路成本较低且隔离电压较高。

Description

检测电路

【技术领域】

本实用新型涉电池技术领域，尤其涉及一种用于检测BMS系统输入电压的检测电路。

【背景技术】

电池管理系统(Battery Management System，BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，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。此外，BMS系统还需对其自身的低压供电进行检测，才能确保系统工作在允许的电压范围内，避免系统欠压或过压运行，进而保证系统稳定性以及可靠性。

目前，BMS系统检测输入电压的方法为采用模拟的隔离器件进行检测，然而，该方法由于采用模拟隔离器件，使得成本相对较高，且隔离电压相对较低。

鉴于此，实有必要提供一种成本较低且隔离电压较高的BMS系统输入电压的检测电路。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种检测电路，该检测电路成本较低且隔离电压较高。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种检测电路，其应用于BMS系统中；所述BMS系统接收外接电源输出的电压；所述检测电路用于检测所述外接电源的输出电压；所述外接电源包括外接电源正极以及外接电源负极；所述检测电路包括开关单元、反激电源以及分压单元；所述开关单元用于将接收外接电源的输出电压，并依据MCU输出的控制信号建立或者断开外接电源与所述反击电源之间的电性连接；所述反激电源用于将接收到的电压进行整流滤波后输出；所述分压单元连接于所述反激电源的输出端，并对所述反激电源输出的电压做分压处理；当所述开关单元接收到第一控制信号时，所述开关单元建立所述外接电源与所述反击电源之间的电性连接；当所述开关单元接收到第二控制信号时，所述开关单元断开外接电源与所述反击电源之间的电性连接；所述第一控制信号为高电平信号；所述第二控制信号为低电平信号；所述反激电源包括第二电子开关、变压器、整流元件、滤波元件、第四电阻、第五电阻以及第六电阻；所述第二电子开关的第一端通过所述第四电阻接收PWM控制信号；所述第二电子开关的第二端通过所述第五电阻与外接电源负极相连；所述第二电子开关的第三端与所述变压器的原边线圈的第一端相连；所述第二电子开关的第一端还通过所述第六电阻与外接电源负极相连；所述变压器的原边线圈的第二端与所述第一电子开关的第三端相连；所述变压器的副边线圈的第一端与所述整流元件的第一端相连；所述整流元件的第二端通过所述滤波元件与所述变压器的副边线圈的第二端相连。

在一个优选实施方式中，所述第二电子开关为第二MOS管，所述第二电子开关的第一端、第二端以及第三端分别与所述第二MOS管的栅极、源极以及漏极相对应。

在一个优选实施方式中，所述第二MOS管为N沟道增强型MOS管。

在一个优选实施方式中，所述整流元件为整流二极管；所述整流元件的第一端以及第二端分别对应所述整流二极管的阳极与阴极；所述滤波元件为滤波电容。

在一个优选实施方式中，所述反击电源还包括第七电阻；所述第七电阻的两端分别与所述滤波元件的两端相连。

在一个优选实施方式中，所述分压单元包括第八电阻以及第九电阻；所述第八电阻的一端与所述第七电阻的一端相连；所述第八电阻的另一端通过所述第九电阻与所述第七电阻的另一端相连。

在一个优选实施方式中，通过AD采样电路对所述分压单元进行采样，并通过公式Vout＝(R8+R9)*Vd/R9计算出第七电阻两端的电压Vout，再通过公式Vin＝Vout*(1-D)*N/D计算得出所述外接电源输出的电压值；其中，R8为所述第八电阻的阻值，R9为所述第九电阻的阻值，Vd为采样电压；D为所述PWM信号的固定占空比；N为所述变压器的原边线圈匝数与副边线圈匝数的比值。

在一个优选实施方式中，所述开关单元包括光耦合器、第一电子开关、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述光耦合器包括发光元件以及受光元件。所述发光元件的第一端用于接收所述MCU输出的控制信号；所述发光元件的第二端通过所述第一电阻接地；所述受光元件的第一端通过所述第二电阻与所述输入电源的负极相连；所述受光元件的第二端与所述第一电子开关的第一端相连；所述第一电子开关的第一端还通过所述第三电阻与所述外接电源的正极相连；进一步地，所述第一电子开关的第二端还与所述外接电源的正极相连；所述第一电子开关的第三端与所述反激电源相连。

在一个优选实施方式中，所述发光元件为发光二极管，所述发光元件的第一端以及第二端分别对应所述发光二极管的阳极与阴极；所述受光元件为光敏三极管，所述受光元件的第一端以及第二端分别对应所述光敏三极管的发射极以及集电极。

在一个优选实施方式中，所述第一电子开关为第一MOS管，所述第一电子开关的第一端、第二端以及第三端分别对应所述第一MOS管的栅极、源极以及漏极。

本实用新型提供的检测电路，通过对所述分压单元进行采样即可检测出所述BMS系统的输入电压值，避免使用了现有技术中所采用的模拟器件，进而节约了成本。此外，由于所述变压器的升压作用，使得输入电压与输出电压进行隔离且隔离电压较高。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的检测电路的功能模块图。

图2为本实用新型提供的检测电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

请参阅图1，其为本实用新型提供的检测电路100的功能模块图。检测电路100应用于BMS系统中用于检测BMS系统的输入电压以保证所述BMS系统稳定以及可靠的运行。外接电源200用于输出电压至所述BMS系统，可以理解地，所述检测电路用于检测外接电源200输出的电压。所述检测电路100包括开关单元10、反激电源20以及分压单元30。

开关单元10用于将接收外接电源200输出的电压，并依据MCU输出的控制信号建立或者断开外接电源200与所述反击电源20之间的电性连接。具体地，当所述开关单元10接收到第一控制信号时，所述开关单元10建立外接电源200与所述反击电源20之间的电性连接；当所述开关单元10接收到第二控制信号时，所述开关单元10断开外接电源200与所述反击电源20之间的电性连接。在本实施方式中，所述第一控制信号为高电平信号；所述第二控制信号为低电平信号。在本实施方式中，所述外接电源200输出的电压为交流电。可以理解地，所述外接电源200输出的电压即为所述BMS系统的输入电压。

反激电源20用于将接收到的电压进行转换后输出。在本实施方式中，所述反激电源20将所述输入电压进行整流滤波后输出，因此，所述反激电源20输出的电压为直流电。此外，所述反激电源20还用于对接收到的电压进行升压处理。

分压单元30连接于所述反激电源20的输出端，并对所述反激电源20输出的电压做分压处理。可以理解地，通过AD采样电路对所述分压单元30输出的电压进行采样，并通过计算可以得出所述反激电源20的输出电压。

请参阅图2，其为本实用新型提供的检测电路100的具体电路图。所述外接电源200包括外接电源正极Vin+以及外接电源负极Vin-，所述开关单元10包括光耦合器U1、第一电子开关Q1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3。具体地，所述光耦合器U1包括发光元件D1以及受光元件Q2。所述发光元件D1的第一端用于接收所述MCU输出的控制信号；所述发光元件D1的第二端通过所述第一电阻R1接地。所述受光元件Q2的第一端通过所述第二电阻R2与所述外接电源负极Vin-相连；所述受光元件Q2的第二端与所述第一电子开关Q1的第一端相连。所述第一电子开关Q1的第一端还通过所述第三电阻R3与所述外接电源正极Vin+相连；进一步地，所述第一电子开关Q1的第二端也与所述外接电源正极Vin+相连；所述第一电子开关Q1的第三端与所述反激电源20相连。在本实施方式中，所述发光元件D1为发光二极管，所述发光元件D1的第一端以及第二端分别对应所述发光二极管的阳极与阴极。所述受光元件Q2为光敏三极管，所述受光元件Q2的第一端以及第二端分别对应所述光敏三极管的发射极以及集电极。所述第一电子开关Q1为第一MOS管，所述第一电子开关Q1的第一端、第二端以及第三端分别对应所述第一MOS管的栅极、源极以及漏极。进一步地，所述光敏三极管为NPN型光敏三极管；所述第一MOS管为P沟道耗尽型MOS管。

所述反激电源20包括第二电子开关Q3、变压器T1、整流元件D2、滤波元件C1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7。具体地，所述第二电子开关Q3的第一端通过所述第四电阻R4接收PWM控制信号；所述第二电子开关Q3的第二端通过所述第五电阻R5与外接电源负极Vin-相连；所述第二电子开关Q3的第三端与所述变压器T1的原边线圈的第一端相连。进一步地，所述第二电子开关Q3的第一端还通过所述第六电阻R6与外接电源负极Vin-相连。可以理解地，所述PWM信号可以通过电源管理芯片、555电路或者MCU控制来实现。在本实施方式中，所述PWM信号由所述MCU的一个引脚控制，所述PWM信号的占空比可以通过程序来控制调整。在本实施方式中，所述第二电子开关Q3为第二MOS管，所述第二电子开关Q3的第一端、第二端以及第三端分别与所述第二MOS管的栅极、源极以及漏极相对应。进一步地，所述第二MOS管为N沟道增强型MOS管。

所述变压器T1的原边线圈的第二端与所述第一电子开关Q1的第三端相连；所述变压器T1的副边线圈的第一端与所述整流元件D2的第一端相连；所述整流元件D2的第二端通过所述滤波元件C1与所述变压器T1的副边线圈的第二端相连。在本实施方式中，所述整流元件D2整流二极管；所述整流元件D2的第一端以及第二端分别对应所述整流二极管的阳极与阴极。所述滤波元件C1为滤波电容。进一步地，所述第七电阻R7的两端分别与所述滤波元件C1的两端相连。

分压单元30包括第八电阻R8以及第九电阻R9。所述第八电阻R8的一端与所述第七电阻R7的一端相连；所述第八电阻R8的另一端通过所述第九电阻R9与所述第七电阻R7的另一端相连。可以理解地，所述第八电阻R8与所述第九电阻R9串联后再与所述第七电阻R7并联。

所述检测电路100的工作原理如下：

当需要对所述外接电源200输出的电压进行检测时，所述MCU输出高电平信号使得发光元件D1导通发光，进而触发所述受光元件Q2导通，从而使得所述第一电子开关Q1的栅极为低电平，从而使得所述第一电子开关Q1导通以建立所述外接电源200与所述变压器T1的电性连接。然后，控制所述MCU输出PWM信号至所述第二电子开关Q3的栅极使得所述第二电子开关Q3间歇性的导通与截止。接着，所述变压器T1将所述外接电源200输出的电压进行升压后输出并经过整流元件D2以滤波元件C1将所述交流电换换为直流电，此时，第七电阻R7两端的电压即为输出电压。最后，通过AD采样电路对Vd点的电压进行采样，并通过公式Vout＝(R8+R9)*Vd/R9计算出第七电阻两端的电压Vout。可以理解地，在该公式中，R8为第八电阻的阻值，R9为第九电阻的阻值，Vd为采样电压。进一步，再通过公式Vin＝Vout*(1-D)*N/D计算得出所述外接电源200输出的电压值，亦即，所述BMS系统的输入电压值。在该公式中，D为PWM信号的固定占空比；N为变压器T1的原边线圈匝数与副边线圈匝数的比值。当不需要检测时，所述MCU输出低电平信号以控制所述第一电子开关Q1截止，此时，所述检测电路停止工作。可以理解地，所述计算方法以及公式可以以软体的形式存储于所述MCU中，当检测出所述Vd点的电压后，所述MCU即可算出所述BMS系统的输入电压值。

本实用新型提供的检测电路100，通过反激电源20以及分压单元30即可检测出所述BMS系统的输入电压值，避免使用了现有技术中所采用的模拟器件，进而节约了成本。此外，由于所述变压器T1的升压作用，使得输入电压与输出电压进行隔离且隔离电压较高。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (9)

1.一种检测电路，其应用于BMS系统中；所述BMS系统接收外接电源输出的电压；所述检测电路用于检测所述外接电源的输出电压；所述外接电源包括外接电源正极以及外接电源负极；其特征在于：所述检测电路包括开关单元、反激电源以及分压单元；所述开关单元用于将接收外接电源的输出电压，并依据MCU输出的控制信号建立或者断开外接电源与所述反激电源之间的电性连接；所述反激电源用于将接收到的电压进行整流滤波后输出；所述分压单元连接于所述反激电源的输出端，并对所述反激电源输出的电压做分压处理；当所述开关单元接收到第一控制信号时，所述开关单元建立所述外接电源与所述反激电源之间的电性连接；当所述开关单元接收到第二控制信号时，所述开关单元断开外接电源与所述反激电源之间的电性连接；所述第一控制信号为高电平信号；所述第二控制信号为低电平信号；所述反激电源包括第二电子开关、变压器、整流元件、滤波元件、第四电阻、第五电阻以及第六电阻；所述第二电子开关的第一端通过所述第四电阻接收PWM控制信号；所述第二电子开关的第二端通过所述第五电阻与外接电源负极相连；所述第二电子开关的第三端与所述变压器的原边线圈的第一端相连；所述第二电子开关的第一端还通过所述第六电阻与外接电源负极相连；所述变压器的原边线圈的第二端与第一电子开关的第三端相连；所述变压器的副边线圈的第一端与所述整流元件的第一端相连；所述整流元件的第二端通过所述滤波元件与所述变压器的副边线圈的第二端相连。

2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述第二电子开关为第二 MOS管，所述第二电子开关的第一端、第二端以及第三端分别与所述第二MOS管的栅极、源极以及漏极相对应。

3.如权利要求2所述的检测电路，其特征在于：所述第二MOS管为N沟道增强型MOS管。

4.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述整流元件为整流二极管；所述整流元件的第一端以及第二端分别对应所述整流二极管的阳极与阴极；所述滤波元件为滤波电容。

5.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述反激电源还包括第七电阻；所述第七电阻的两端分别与所述滤波元件的两端相连。

6.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于：所述分压单元包括第八电阻以及第九电阻；所述第八电阻的一端与所述第七电阻的一端相连；所述第八电阻的另一端通过所述第九电阻与所述第七电阻的另一端相连。

7.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述开关单元包括光耦合器、第一电子开关、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述光耦合器包括发光元件以及受光元件；所述发光元件的第一端用于接收所述MCU输出的控制信号；所述发光元件的第二端通过所述第一电阻接地；所述受光元件的第一端通过所述第二电阻与所述外接电源负极相连；所述受光元件的第二端与所述第一电子开关的第一端相连；所述第一电子开关的第一端还通过所述第三电阻与所述外接电源的正极相连；所述第一电子开关的第二端还与所述外接电源的正极相连；所述第一电子开关的第三端与所述反激电源相连。

8.如权利要求7所述的检测电路，其特征在于：所述发光元件为发光二极管，所述发光元件的第一端以及第二端分别对应所述发光二极管的阳极与阴极； 所述受光元件为光敏三极管，所述受光元件的第一端以及第二端分别对应所述光敏三极管的发射极以及集电极。

9.如权利要求7所述的检测电路，其特征在于：所述第一电子开关为第一MOS管，所述第一电子开关的第一端、第二端以及第三端分别对应所述第一MOS管的栅极、源极以及漏极。