CN208923304U - 基于mos管的电池管理系统 - Google Patents

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胡广华
刘伟信
郭明星
李子航
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Abstract

本实用新型提供了一种基于MOS管的电池管理系统，涉及电池管理技术领域，包括：MOS管切换矩阵、MOS管选择单元、AD采集单元和中央处理器单元，MOS管选择单元连接至中央处理器单元和MOS管切换矩阵，AD采集单元连接至中央处理器单元和MOS管切换矩阵；其中，中央处理器单元包括STM32F103RBT6处理器芯片；MOS管切换矩阵包括多路MOS切换电路；MOS管选择单元包括多个74LS154译码器芯片和多片光耦TLP521‑4，MOS管选择单元对MOS管的门极电压进行驱动；AD采集单元包括ADS1220型AD采集芯片，ADS1220型AD采集芯片采集电池的电压，并输入到中央处理器单元。该系统在不丢失测量精度的前提下，降低了成本，串数比较灵活，技术风险较小。

Description

基于MOS管的电池管理系统
技术领域
本实用新型涉及电池管理技术领域，具体而言，涉及一种基于MOS 管的电池管理系统。
背景技术
目前大多数电池管理系统是使用专用的电池芯片来采集电池的单体电压。基于专用的电池芯片的缺点在于电池芯片的价格高导致BMS的成本高，并且检测电池的串数收到电池芯片的串数的限制，并且电池芯片一般为国外的芯片，技术风险较大。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，公开了一种基于MOS管的电池管理系统，在不丢失测量精度的前提下，降低了成本，串数比较灵活，技术风险较小。
本实用新型公开了一种基于MOS管的电池管理系统，包括：MOS管切换矩阵、MOS管选择单元、AD采集单元和中央处理器单元，MOS管选择单元连接至中央处理器单元和MOS管切换矩阵，AD采集单元连接至中央处理器单元和MOS管切换矩阵；其中，中央处理器单元包括 STM32F103RBT6处理器芯片；MOS管切换矩阵包括多路MOS切换电路； MOS管选择单元包括多个74LS154译码器芯片和多片光耦TLP521-4，MOS 管选择单元对MOS管的门极电压进行驱动；AD采集单元包括ADS1220 型AD采集芯片，ADS1220型AD采集芯片采集电池的电压，并输入到中央处理器单元。
根据本实用新型公开的基于MOS管的电池管理系统，优选地，MOS 管切换矩阵包括24路MOS切换电路。
根据本实用新型公开的基于MOS管的电池管理系统，优选地，MOS 管选择单元包括两片4-16译码器芯片74LS154和两片光耦TLP521-4及其外围电路组成，译码器芯片74LS154输入连接于光耦的输出端，光耦的输入端连接于中央处理器单元的IO引脚，译码器芯片74LS154的输出连接于 MOS管切换矩阵相应的MOS切换电路的输入端。
本实用新型的有益效果至少包括：
使用MOS管电路代替传统的电池芯片，主要工作元件为MOS管，有效降低系统成本；该系统采集的串数比较灵活，精度较高；MOS管为基础元器件，技术风险性较小，使用寿命长。
附图说明
图1示出了根据本实用新型的实施例的基于MOS管的电池管理系统的示意框图。
图2示出了根据本实用新型的实施例的基于MOS管的电池管理系统的 MOS管选择单元中的译码器芯片示意图。
图3示出了根据本实用新型的实施例的基于MOS管的电池管理系统的 MOS管选择单元中的光耦结构示意图。
图4示出了根据本实用新型的实施例的基于MOS管的电池管理系统的 MOS管切换电路示意图。
图5示出了根据本实用新型的实施例的基于MOS管的电池管理系统的 AD采集单元电路示意图。
图中：1.中央处理器单元、2.MOS管选择单元、3.MOS管切换矩阵、 4.AD采集单元。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。
如图所示，本实用新型的实施例公开了一种基于MOS管的电池管理系统，包括：MOS管切换矩阵3、MOS管选择单元2、AD采集单元4和中央处理器单元1，MOS管选择单元连接至中央处理器单元和MOS管切换矩阵，AD采集单元连接至中央处理器单元和MOS管切换矩阵；其中，中央处理器单元包括STM32F103RBT6处理器芯片；MOS管切换矩阵包括多路MOS切换电路；MOS管选择单元包括多个74LS154译码器芯片和多片光耦TLP521-4，MOS管选择单元对MOS管的门极电压进行驱动；AD采集单元包括ADS1220型AD采集芯片，ADS1220型AD采集芯片采集电池的电压，并输入到中央处理器单元。
根据上述实施例，优选地，MOS管切换矩阵包括24路MOS切换电路； MOS切换电路包括高端MOS管Q2，高端MOS管Q2的漏极连接于相应的电池节点，高端MOS管Q2的源极连接于低端MOS管Q3的漏极，所有编号为奇数的低端MOS管的源极连接于AD采集单元的AIN0引脚，所有编号为偶数的低端MOS管的源极连接于AD采集单元的AIN1引脚。高端 MOS管Q2的源极还连接于稳压管D1的正极，稳压管D1的负极，高端 MOS管Q2的门极，低端MOS管Q1的门极连接于一点，并连接于限流电阻R1的一端和选择MOS管Q1的漏极，限流电阻R1的另一端接电池组的总正，选择MOS管Q1的源极接电池组的总负，选择MOS管Q1的门极接限流电阻R2的一端，限流电阻R2的另一端接5V电源，选择MOS管Q1 的门极还连接于MOS管选择单元的输出引脚。
根据上述实施例，优选地，MOS管选择单元包括两片4-16译码器芯片74LS154和两片光耦TLP521-4及其外围电路组成，译码器芯片74LS154 输入连接于光耦的输出端，光耦的输入端连接于中央处理器单元的IO引脚，译码器芯片74LS154的输出连接于MOS管切换矩阵相应的MOS切换电路的输入端。
根据上述实施例，优选地，AD采集单元与中央处理器单元的连接关系为：AD采集单元的SCLK引脚连接于中央处理器单元的PA5引脚，AD采集单元的CS引脚连接于中央处理器单元的PA1引脚，AD采集单元的DIN 引脚连接于中央处理器单元的PA7引脚，AD采集单元的DOUT引脚连接于中央处理器单元的PA6引脚，AD采集单元的DRDY引脚连接于中央处理器单元的PA2引脚。
根据上述实施例，优选地，AD采集单元与MOS管切换矩阵的连接关系为：AD采集单元的AIN0引脚连接于所有编号为奇数的MOS切换电路的输出，AD采集单元的AIN1引脚连接于所有编号为偶数的MOS切换电路的输出。
本实用新型的工作流程包括：通过中央处理器单元的IO输出低电平使光耦TLP521-4导通，使得所述4-16译码器74LS154相应的输出引脚输出低电平，使得相邻的两个MOS切换电路导通，将电池电压输出到AD采集单元的输入引脚上，完成电压的采集。
根据本实用新型的上述实施例，使用MOS管电路代替传统的电池芯片，系统复杂度降低，主要工作元件为MOS管，有效降低系统成本；该系统采集的串数比较灵活，精度较高；MOS管为基础元器件，技术风险性较小，使用寿命长。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于MOS管的电池管理系统，其特征在于，包括：MOS管切换矩阵、MOS管选择单元、AD采集单元和中央处理器单元，所述MOS管选择单元连接至所述中央处理器单元和所述MOS管切换矩阵，所述AD采集单元连接至所述中央处理器单元和所述MOS管切换矩阵；其中，所述中央处理器单元包括STM32F103RBT6处理器芯片；所述MOS管切换矩阵包括多路MOS切换电路；所述MOS管选择单元包括多个74LS154译码器芯片和多片光耦TLP521-4，所述MOS管选择单元对MOS管的门极电压进行驱动；所述AD采集单元包括ADS1220型AD采集芯片，所述ADS1220型AD采集芯片采集电池的电压，并输入到所述中央处理器单元。
2.根据权利要求1所述的基于MOS管的电池管理系统，其特征在于，所述MOS管切换矩阵包括24路MOS切换电路。
3.根据权利要求1所述的基于MOS管的电池管理系统，其特征在于，所述MOS管选择单元包括两片4-16译码器芯片74LS154和两片光耦TLP521-4及其外围电路组成，所述译码器芯片74LS154输入连接于光耦的输出端，所述光耦的输入端连接于中央处理器单元的IO引脚，所述译码器芯片74LS154的输出连接于MOS管切换矩阵相应的MOS切换电路的输入端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111781869A (zh) * 2020-06-10 2020-10-16 上海空间电源研究所 一种高可靠卫星电源控制器矩阵指令系统及其控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111781869A (zh) * 2020-06-10 2020-10-16 上海空间电源研究所 一种高可靠卫星电源控制器矩阵指令系统及其控制方法
CN111781869B (zh) * 2020-06-10 2021-07-09 上海空间电源研究所 一种高可靠卫星电源控制器矩阵指令系统及其控制方法

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