CN207382017U - 一种电池管理系统的充电器检测电路以及电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电池技术领域，提供了一种电池管理系统的充电器检测电路以及电池管理系统，该电池管理系统包括控制器，以及从电池组负端至充放电接口负端依次连接的放电控制单元与充电控制单元，充电器检测电路包括：并联于充电控制单元两端、用于当充电控制单元断开时进行充电器检测的第一检测单元，第一检测单元的检测信号输出至控制器；以及连接于电池组负端与放电控制单元之间、用于当充电控制单元导通时进行充电器检测的第二检测单元，第二检测单元的检测信号输出至控制器。在本实用新型中，充电控制单元断开时，通过检测充电控制单元两端的电压来判断是否有充电器接入，无论放电控制单元是否导通都不影响第一检测单元的检测效果。

Description

一种电池管理系统的充电器检测电路以及电池管理系统

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种充电器检测电路以及电池管理系统。

背景技术

电池广泛地应用于当今社会中，如手机电池、动力电池等，为了保证电池的安全性能，电池组负端至充放电接口负端依次连接了放电开关与充电开关，并设置了充电器检测电路，来检测电池是否处于充电状态。

现有的充电器检测电路，大都是检测是否有充电电流来判断是否有充电器接入，但是，在一些特定状态下，如在充电温度保护、BMS(电池管理系统)带有限流模块、电池充满电达到过充保护、电池处于低温状态以及在没有充放电存在的状态等情况下充电开关断开，没有充电电流，无法实现对充电器进行检测。

针对这一问题，一些充电器检测电路通过检测充电接口正端与充电接口负端的电压判断是否有充电器接入。然而采用这种方式，只有放电开关关断时才能检测充电器是否接入，在放电开关导通时，由于电池可以对充电接口正端与充电接口负端供电，无论是否有充电器接入，充电器检测电路的输入一直是高电压，因此无法检测充电器的接入状态。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电器检测电路以及电池管理系统，旨在解决现有电池检测电路在充电开关断开且放电开关导通时无法持续地判断充电器是否接入的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电池管理系统的充电器检测电路，所述电池管理系统包括控制器，以及从电池组负端至充放电接口负端依次连接的放电控制单元与充电控制单元，所述充电器检测电路包括：

并联于所述充电控制单元两端、用于当所述充电控制单元断开时进行充电器检测的第一检测单元，所述第一检测单元的检测信号输出至所述控制器；以及

连接于所述电池组负端与所述放电控制单元之间、用于当所述充电控制单元导通时进行充电器检测的第二检测单元，所述第二检测单元的检测信号输出至所述控制器。

进一步的，所述第二检测电路为一电流检测电路。

进一步的，所述电流检测电路至少包括采样一采样模块。

进一步的，所述第一检测单元包括：

第一信号转换模块，用于将所述充电控制单元两端的压差转换为开关信号；以及

第二信号转换模块，用于将所述第一信号转换模块的开关信号转化为所述控制器可识别的电平信号。

进一步的，所述第一信号转换模块与所述第二信号转换模块之间设有电压保护模块。

进一步的，所述第一信号转换模块包括：第一开关管及一限流电阻；

所述第一开关管的输入输出端中的一者连接于所述充电控制单元与所述充放电接口之间，另一者与所述第二信号转换模块连接；

所述限流电阻连接于所述第一开关管的控制端与所述充电控制单元的另一端之间。

进一步的，所述第二信号转换模块包括：串联于所述控制单元的供电电源与接地端之间的第二开关管与上拉电阻或下拉电阻。

优选的，所述电压保护模块为一二极管，所述二极管的阴极与所述第一信号转换模块连接。

进一步的，所述电压保护模块包括：

第三开关管与分压电阻；

所述第三开关管的输入端与所述分压电阻的一端连接至电池组的正极，所述第三开关管的控制端与所述分压电阻的另一端与所述第一信号转换模块连接，所述第三开关管的输出端连接至所述第二信号转换单元。

本实用新型还提供了一种电池管理系统，该电池管理系统包括如上任意一项所述的充电器检测电路。

本实用新型提供的充电器检测电路，第一检测单元并接与充电控制单元两端，第二检测单元串接于电池组负端与放电单元之间，当充电控制单元还未导通时，通过第一检测单元检测充电控制单元两端的电压来判断是否有充电器接入，无论放电控制单元是否导通都不影响第一检测单元的检测效果；此外充电控制单元导通时，还可通过第二检测单元来检测是否持续接入有充电器，使充电检测电路的功能更加完善。

附图说明

图1是本实用新型提供的充电检测电路的功能模块图；

图2是本实用新型实施例第一种实现方式的电路图；

图3是本实用新型实施例第二种实现方式的电路图。

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。

本实用新型提供的充电器检测电路，第一检测单元并接与充电控制单元两端，当充电控制单元还未导通时，通过第一检测单元检测充电控制单元两端的电压来判断是否有充电器接入，无论放电控制单元是否导通都不影响第一检测单元的检测效果。

以下结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，在本实用新型提供的实施例中，电池管理系统包括控制器，以及从电池组负端至充放电接口负端依次连接的放电控制单元与充电控制单元，电池管理系统的充电器检测电路包括：

并联于充电控制单元两端、用于当充电控制单元断开时进行充电器检测的第一检测单元，第一检测单元的检测信号输出至控制器；以及

连接于电池组负端与放电控制单元之间、用于当充电控制单元导通时进行充电器检测的第二检测单元，第二检测单元的检测信号输出至控制器。

在本实施例中，充电控制单元包括有充电开关，放电控制单元包括有放电开关，在充电控制单元未导通时，控制器可以根据第二检测单元的输出的信号作为是否接入充电器的判断依据，由于第二检测单元检测的是充电控制单元两端的电压，无论放电控制单元是否导通都不影响第二检测单元的检测效果，从而不会影响对是否有充电器接入的判断。此外在本实施例中，在充电控制单元导通时，还可以根据第一检测单元来检测是否有充电器接入使本实用新型提供的充电器检测电路更加完善。

在本实施例中，第二检测电路为一电流检测电路，即第二检测电路可以根据是否有电流通过来判断是否有充电器接入。此外，该电流检测电路至少包括一个采样模块，该采样模块可以是采样电阻，也可以是霍尔器件等。如图2所示，在本实施例中，采样单元采用采样电阻Rs，通过检测流过采样电阻Rs的电流来判断是否有充电器接入。电流检测包括检测电流的方向，当电流从B-到P-时有充电器接入。

在本实施例中，第一检测单元包括：

第一信号转换模块，用于将充电控制单元两端的压差转换为开关信号；以及第二信号转换模块，用于将所述第一信号转换模块的开关信号转化为控制器可识别的电平信号。

在本实用新型提供的实施例中，第一信号转换模块包括：第一开关管及一限流电阻；第一开关管的输入输出端中的一者连接于充电控制单元与充放电接口之间，另一者与第二信号转换模块连接；限流电阻连接于第一开关管的控制端与充电控制单元的另一端之间。具体的，如图2所示，在本实施例的第一种实现方式中，第一开关管为MOS管Q1，MOS管Q1的源极接于充电控制单元MC的源极，MOS管Q1的漏极与第二信号转换模块连接，限流电阻R1一端与MOS管Q1的栅极相接，另一端与充电控制单元MC的漏极相接。

此外，在本实用新型提供的实施例中，第二信号转换模块包括：串联于控制控制器的供电电源与接地端之间的第二开关管与上拉电阻或下拉电阻。如图1所示。在本实施例的第一实现方式中，第二开关管为三极管Q2，三极管Q2的发射极接地，集电极接上拉电阻R2的一端，上拉电阻R2的另一端接控制单元的供电电源Vcc，同时上拉电阻R2与三极管Q2相接的一端与控制器的输入端相接。可以理解的这些元器件的连接只是本实用新型的一种实现方式，不能用于限制本实用新型。

此外，为了电路安全，第一信号转换模块与第二信号转换模块之间设有电压保护模块。在本实用新型提供的实施例中，电压保护模块包括：第三开关管与分压电阻；第三开关管的输入端与分压电阻的一端连接至电池组的正极，第三开关管的控制端与分压电阻的另一端与第一信号转换模块连接，第三开关管的输出端连接至第二信号转换单元。具体的，如图1所示，在本实用新型提供的一个实施例中，第三开关管为MOS管Q3，分压电阻R3，MOS管Q3的输入端(栅极)与分压电阻R3的一端与第一信号转换模块连接，即与第一开关管的漏极相接，MOS管Q3的漏极与第二信号转换单元的第二开关管的输入端相接。

在本实施例的第一种实现方式中，充电检测电路的工作原理为：

当充电控制MOS管MC导通时，充电控制MOS管MC的漏极对源极之间的电压接近于零，控制器通过检测电阻RS上的电流检测是否有充电器接入(电流检测包括检测电流的方向：当电流从B-到P-时有充电器接入，电流从P-到B-时没有充电器接入)。

当充电控制MOS管MC关闭时，如果不接入充电器，充电控制MOS管MC的漏极对源极之间的电压接近于零或者为负电压，MOS管Q1关闭，MOS管Q3的栅极电压被R4上拉到B+(电池组正端)，MOS管Q3关闭，电流不能经过MOS管Q3和R5流到三极管Q2的基极，三极管Q2关闭，CHG_CK处的电压被R2上拉至VCC，控制器根据该CHG_CK处的高电位判断出此时没有接入充电器。

当充电控制MOS管MC关闭时，如果接入充电器，充电控制MOS管MC的漏极对源极之间的电压为正电压，MOS管Q1被打开，MOS管Q3的栅极电压被R4下拉，MOS管Q3打开，电流经过MOS管Q3和R5流到三极管Q2的基极，三极管Q2打开，CHG_CK处接地(即接GND)，控制器根据该CHG_CK的低电位判断出此时接入了充电器。

如图3所示，在本实施例的第二种实现方式中，第一开关管为三极管Q10，三极管Q10的发射极与充电控制单元MC的源极，MOS管Q10的漏极与第二信号转换模块连接，限流电阻R10一端与MOS管Q10的栅极相接，另一端与充电控制单元MC的漏极相接。第二开关管为三极管Q20，三极管Q20的发射极接供电电源Vcc，同时下拉电阻R20的一端与三极管Q20的集电极相接，下拉电阻的另一端接地。电压保护模块为一二极管D，二极管D的阴极与第一信号转换模块连接，即第一信号转换模块与第二信号转换模块之间单向导通，且电流从第二信号转换模块到第一信号转换模块导通(图3中，二极管D的阴极与三极管Q10的集电极相接)。

在本实施例的第二实现方式中，充电检测电路的工作原理为：当充电控制MOS管MC导通时，充电控制MOS管MC的漏极对源极之间的电压接近于零，控制器通过检测电阻RS上的电流(电流检测包括检测电流的方向：当电流从B-到P-时有充电器接入，电流从P-到B-时没有充电器接入)检测是否有充电器接入。

当充电控制MOS管MC关闭时，如果不接入充电器，充电控制MOS管MC的漏极对源极之间的电压接近于零或者为负电压，三极管Q10关闭，三极管Q20的基极电流不能通过电阻R5和二极管D流向P-，极管Q20关闭，CHG_CK处接地(即接GND)，控制器根据该CHG_CK的低电位判断出此时没有接入充电器。

当充电控制MOS管MC关闭时，如果接入充电器，充电控制MOS管MC的漏极对源极之间的电压为正电压，三极管Q10打开，三极管Q20的基极电流通过电阻R5和二极管D流向P-，三极管Q20打开，CHG_CK处的电压被Q1上拉至VCC，控制器根据该CHG_CK的高电位判断出此时接入了充电器。

实用新型还提供了一种电池管理系统，该管理系统包括了上述实施例所述的充电检测电路。在本实施例中，该管理系统使用了上述实施例的充电器检测电路，使电池对充电器是否接入的检测更精确，从而使该电池管理系统的各种控制工作更精确。此外一般情况下，没有充电或放电，为了省电电池管理系统都会延时一定时间进入休眠，但当电池长期处于浮充(没有充放电电流)时，电池管理系统不能休眠，通过本实施例则可以解决这一问题。

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 (10)

1.一种电池管理系统的充电器检测电路，所述电池管理系统包括控制器，以及从电池组负端至充放电接口负端依次连接的放电控制单元与充电控制单元，其特征在于，所述充电器检测电路包括：

并联于所述充电控制单元两端、用于当所述充电控制单元断开时进行充电器检测的第一检测单元，所述第一检测单元的检测信号输出至所述控制器；以及

连接于所述电池组负端与所述放电控制单元之间、用于当所述充电控制单元导通时进行充电器检测的第二检测单元，所述第二检测单元的检测信号输出至所述控制器。

2.如权利要求1所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述第二检测单元为一电流检测电路。

3.如权利要求2所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述电流检测电路至少包括一采样模块。

4.如权利要求1所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述第一检测单元包括：

第一信号转换模块，用于将所述充电控制单元两端的压差转换为开关信号；以及

第二信号转换模块，用于将所述第一信号转换模块的开关信号转化为所述控制器可识别的电平信号。

5.如权利要求4所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述第一信号转换模块与所述第二信号转换模块之间设有电压保护模块。

6.如权利要求4所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述第一信号转换模块包括：第一开关管及一限流电阻；

所述第一开关管的输入输出端中的一者连接于所述充电控制单元与所述充放电接口之间，另一者与所述第二信号转换模块连接；

所述限流电阻连接于所述第一开关管的控制端与所述充电控制单元的另一端之间。

7.如权利要求4所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述第二信号转换模块包括：串联于所述控制单元的供电电源与接地端之间的第二开关管与上拉电阻或下拉电阻。

8.如权利要求5所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述电压保护模块为一二极管，所述二极管的阴极与所述第一信号转换模块连接。

9.如权利要求5所述的电池管理系统的充电器检测电路，其特征在于，所述电压保护模块包括：

第三开关管与分压电阻；

所述第三开关管的输入端与所述分压电阻的一端连接至电池组的正极，所述第三开关管的控制端与所述分压电阻的另一端与所述第一信号转换模块连接，所述第三开关管的输出端连接至所述第二信号转换单元。

10.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的充电器检测电路。