CN208257785U - 一种双向mosfet开关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双向MOSFET开关电路，包括驱动电路A、驱动电路B以及开关电路；本实用新型在传统开关电路中引入了两个驱动电路，可通过控制驱动电路中小功率MOS管的通断状态，从而控制开关电路中MOS管的通断，增加了整个电路工作的可靠性，并可以实现双向电流控制；同时由于在开关电路中采用两个MOS管并联的连接方式，提高MOSFET开关电路的过流能力，两组并联的两个MOS管采用背靠背的连接方式实现了双向导通能力，可以广泛应用于实现电动汽车电池管理系统的电池充放电功能。

Description

一种双向MOSFET开关电路

技术领域

本实用新型涉及开关电路技术领域，特别是一种用于电动汽车电池管理系统的双向MOSFET开关电路。

背景技术

传统的MOSFET开关电路采用单向开关电路，对锂电池充放电来说，必须通过不同的电路控制，才可以实现锂电池的充放电功能，常用的5V MOSFET过电流能力低，驱动能力较弱，不能很好的应用在电动汽车电池管理系统的充放电控制电路中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双向MOSFET开关电路，较传统MOSFET开关电路的过电流能力更高，驱动能力更强。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种双向MOSFET开关电路，包括：

驱动电路A，其包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及第一驱动装置和第二驱动装置；

所述电阻R1的一端接12V DC电源，电阻R1的另一端接电阻R2的一端；所述电阻R2的另一端接MOS管Q2的漏极，所述MOS管Q2的栅极分别连接电阻R4和电阻R5，所述电阻R4的另一端接第一驱动装置，所述电阻R5的另一端接地；所述MOS管Q1的源极接12V DC电源，MOS管Q1的栅极连接于电阻R1和电阻R2之间, MOS管Q1的漏极接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端接MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的栅极分别连接电阻R6的一端和MOS管Q4的漏极，所述电阻R6的另一端接12V DC电源，所述MOS管Q4的栅极接MOS管Q5的栅极，MOS管Q4的源极接地；所述MOS管Q5的漏极接MOS管Q2的源极，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q5的栅极分别连接电阻R7和电阻R8，所述电阻R7的另一端接第二驱动装置，所述电阻R8的另一端接地；

驱动电路B，其结构与驱动电路A相同；

开关电路，其包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8以及MOS管Q9；

所述电阻R9的一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极，电阻R9的另一端接MOS管Q8的栅极，所述MOS管Q8的源极接电池负极，MOS管Q8的漏极接MOS管Q9的漏极，所述电阻R10的一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极，电阻R10的另一端接MOS管Q6的栅极,所述MOS管Q6的源极接电池负极, MOS管Q6的漏极分别连接MOS管Q9的漏极和电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极；所述电阻R11的一端接驱动电路B中MOS管Q3的漏极，电阻R11的另一端接MOS管Q7的栅极，所述MOS管Q7的源极接输出负极，MOS管Q7的漏极分别连接MOS管Q8的漏极和电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端接驱动电路B中的MOS管Q3的漏极，所述电阻R12的一端接驱动电路B中的MOS管Q3的漏极，电阻R12的另一端接MOS管Q9的栅极，所述MOS管Q9的源极接输出负极。

进一步，所述第一驱动装置和第二驱动装置分别为单片机或MOS管驱动芯片。

进一步，所述MOS管Q1选用DMG3415UQ-7；MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5选用2N7002K-7；所述MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8、MOS管 Q9选用STB50NE10。

本实用新型具有的有益效果如下：

本实用新型在传统开关电路中引入了两个驱动电路，可通过控制驱动电路中小功率MOS管的通断状态，从而控制开关电路中MOS管的通断，增加了整个电路工作的可靠性，并可以实现双向电流控制；同时由于在开关电路中采用两个MOS管并联的连接方式，提高MOSFET开关电路的过流能力，两组并联的两个MOS管采用背靠背的连接方式实现了双向导通能力，可以广泛应用于实现电动汽车电池管理系统的电池充放电功能。

附图说明

图1是本实用新型的驱动电路A的结构示意图；

图2是本实用新型的开关电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

一种双向MOSFET开关电路，包括：驱动电路A，驱动电路B以及开关电路。

驱动电路A和驱动电路B的结构相同，参照图1所示，驱动电路A包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及第一驱动装置和第二驱动装置。

本实施例中的第一驱动装置选用型号为恩智浦单片机S32K144作为主MCU，第二驱动装置选用型号为飞思卡尔单片机S9S08DZ60作为备用MCU；实际应用中还可以采用现有的其他单片机或MOS管驱动芯片来进行驱动，此处不再一一举例。

各元件的具体连接关系如下：

所述电阻R1的一端接12V DC电源，电阻R1的另一端接电阻R2的一端；所述电阻R2的另一端接MOS管Q2的漏极，所述MOS管Q2的栅极分别连接电阻R4和电阻R5，所述电阻R4的另一端接主MCU，所述电阻R5的另一端接地。

所述MOS管Q1的源极接12V DC电源，MOS管Q1的栅极连接于电阻R1和电阻R2之间,MOS管Q1的漏极接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端接MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的栅极分别连接电阻R6的一端和MOS管Q4的漏极，所述电阻R6的另一端接12V DC电源，所述MOS管Q4的栅极接MOS管Q5的栅极，MOS管Q4的源极接地。

所述MOS管Q5的漏极接MOS管Q2的源极，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q5的栅极分别连接电阻R7和电阻R8，所述电阻R7的另一端接备用MCU，所述电阻R8的另一端接地。

通过控制驱动电路A和驱动电路B中小功率的MOS管的通断状态，进而可以驱动开关电路中大功率MOS管的通断。

参照图2所示，开关电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8以及MOS管Q9。

所述电阻R9的一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极，电阻R9的另一端接MOS管Q8的栅极，所述MOS管Q8的源极接电池负极，MOS管Q8的漏极接MOS管Q9的漏极，所述电阻R10的一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极，电阻R10的另一端接MOS管Q6的栅极,所述MOS管Q6的源极接电池负极, MOS管Q6的漏极分别连接MOS管Q9的漏极和电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极。

所述电阻R11的一端接驱动电路B中MOS管Q3的漏极，电阻R11的另一端接MOS管Q7的栅极，所述MOS管Q7的源极接输出负极，MOS管Q7的漏极分别连接MOS管Q8的漏极和电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端接驱动电路B中的MOS管Q3的漏极，所述电阻R12的一端接驱动电路B中的MOS管Q3的漏极，电阻R12的另一端接MOS管Q9的栅极，所述MOS管Q9的源极接输出负极。

开关电路采用两两MOS管并联，增加开关过流电流，提高驱动能力，同时两组并联的MOS管背靠背串联连接，实现双向导通功能，可应用于电动汽车电池管理系统的电池充放电功能。

图中的DSG.DRV表示放电开关驱动信号、DSG.GI为放电开关驱动信号测试点，CHG.DRV表示充电开关驱动信号、CHG.GI为充电开关驱动信号测试点，B-.COMI为充放电开关连接点测试点、P-1为输出负极测试点。

作为本实施例的优选实施方式，上述MOS管Q1选用DMG3415UQ-7；MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5选用2N7002K-7；MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8、MOS管 Q9选用STB50NE10。设置电阻R1、R2、R3、R4、R6、R7取1K，电阻R5、R8取100K；电阻R9、R10、R11、R12取1K，电阻R13、R14取100K。

本实用新型的工作原理如下：

当需要电源放电时，可以通过驱动电路A中主MCU和备用MCU控制MOS管Q2、Q5、Q4导通，此时电阻R1和R2之间的电压为6V，因此MOS管Q1导通，此时MOS管Q3的栅极电压为0V，因此MOS管Q3不导通，此时DSG.DRV电压为12V，因此MOS管Q6、Q8导通，MOS管Q7、Q9通过体二极管或通过驱动电路B驱动形成通路，从而形成从输出负极到电源负极的放电回路。

当主MCU出现故障无法控制MOS管Q2断开时，此时可以通过备用MCU控制MOS管Q5、Q2断开，此时R1和R2之间的电压为12V，因此MOS管Q1不导通，MOS管Q3栅极电压为12V，因此MOS管Q3导通，此时DSG.DRV电压为0V，因此MOS管Q6、Q8不导通，放电回路断开。

当给电源充电时，参照上述放电过程中驱动电路A的驱动过程，由驱动电路B驱动MOS管Q7、Q9导通，MOS管Q6、Q8通过体二极管或通过驱动电路A驱动形成通路，从而形成从电源负极到输出负极的充电回路。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种双向MOSFET开关电路，其特征在于，包括：

驱动电路A，其包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及第一驱动装置和第二驱动装置；

所述电阻R1的一端接12V DC电源，电阻R1的另一端接电阻R2的一端；所述电阻R2的另一端接MOS管Q2的漏极，所述MOS管Q2的栅极分别连接电阻R4和电阻R5，所述电阻R4的另一端接第一驱动装置，所述电阻R5的另一端接地；所述MOS管Q1的源极接12V DC电源，MOS管Q1的栅极连接于电阻R1和电阻R2之间, MOS管Q1的漏极接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端接MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的栅极分别连接电阻R6的一端和MOS管Q4的漏极，所述电阻R6的另一端接12V DC电源，所述MOS管Q4的栅极接MOS管Q5的栅极，MOS管Q4的源极接地；所述MOS管Q5的漏极接MOS管Q2的源极，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q5的栅极分别连接电阻R7和电阻R8，所述电阻R7的另一端接第二驱动装置，所述电阻R8的另一端接地；

驱动电路B，其结构与驱动电路A相同；

开关电路，其包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8以及MOS管Q9；

所述电阻R9的一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极，电阻R9的另一端接MOS管Q8的栅极，所述MOS管Q8的源极接电池负极，MOS管Q8的漏极接MOS管Q9的漏极，所述电阻R10的一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极，电阻R10的另一端接MOS管Q6的栅极,所述MOS管Q6的源极接电池负极, MOS管Q6的漏极分别连接MOS管Q9的漏极和电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端接驱动电路A中的MOS管Q3的漏极；所述电阻R11的一端接驱动电路B中MOS管Q3的漏极，电阻R11的另一端接MOS管Q7的栅极，所述MOS管Q7的源极接输出负极，MOS管Q7的漏极分别连接MOS管Q8的漏极和电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端接驱动电路B中的MOS管Q3的漏极，所述电阻R12的一端接驱动电路B中的MOS管Q3的漏极，电阻R12的另一端接MOS管Q9的栅极，所述MOS管Q9的源极接输出负极。

2.根据权利要求1所述的一种双向MOSFET开关电路，其特征在于，所述第一驱动装置和第二驱动装置分别为单片机或MOS管驱动芯片。

3.根据权利要求1所述的一种双向MOSFET开关电路，其特征在于，所述MOS管Q1选用DMG3415UQ-7；MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5选用2N7002K-7；所述MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8、MOS管 Q9选用STB50NE10。