CN210639605U - 用于多串锂电池bms的外部看门狗复位电路 - Google Patents
用于多串锂电池bms的外部看门狗复位电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，包括MCU心跳检测部分、异常延迟时间部分和复位MCU部分三个检测部分，所述的MCU心跳检测部分，规定MCU以恒定频率输出心跳信号和判断MCU是否处于异常状态，通过电阻、电容，二极管及MOS管一组成检测电路；所述异常延迟时间部分，使用电阻和电容组成的RC延迟电路；所述复位MCU部分，使用MOS管、电阻，二极管组成复位电路，当MCU出现异常且异常时间大于设定延迟时间时，启动复位电路，将MCU的RESET下拉到复位电压，复位MCU。本实用新型由高精度、高可靠性器件合理搭配实现，具有很高的稳定性，提高了使用者的安全性和实用性。
Description
技术领域
本实用新型属于看门狗复位技术领域，涉及用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路。以便促使产品在操作过程中更安全、可靠。
技术背景
锂电池作为当今时代的一种新能源被人们广泛运用，锂电池管理系统（BMS）最核心的是电芯监控、荷电状态和单体电池均衡。随着锂电池行业的不断发展，人们对锂电池BMS实现的功能要求越来越多，单纯的硬件无法满足顾客的功能要求，从而需要软件搭配，在使用MCU进行软件功能实现时往往抗干扰能力差，容易出现程序跑飞的现象，针对这一问题，本技术领域人员通过在MCU内部增加看门狗实现对程序的监控，但是此方法不足以保证MCU在出现内部异常情况下的复位功能，对多串锂电池产品的可靠性造成了不利的影响。
所述的看门狗电路在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续工作，会造成整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果，所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便利用一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片，俗称"看门狗"。
关于看门狗复位电路具有定时复位，只要不及时喂狗就自动复位的功能。如专利号：200610136563.9公开了一种外部看门狗电路，涉及一种处理器的复位电路。该电路包括看门狗芯片(U1)，其喂狗信号输入端(WDI)用于连接喂狗信号源，其复位输出端(RST)用于输出复位信号，还包括连接在看门狗芯片(U1)掉电检测输入端(PFI)的一阶RC电路，用于调节看门狗芯片(U1)掉电检测输入端(PFI)的输入电压到达基准电压的时间；所述看门狗芯片(U1)的掉电检测输出端(PFO)和复位输入端(MR)电连接，所述掉电检测输出端(PFO)和复位输入端(MR)的状态同为高电平或低电平。其能够调节看门狗输出的复位脉冲宽度，能够在CPU上电启动的时候，将看门狗禁止。
实用新型内容
针对现有技术缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，促使产品在操作过程中更安全、可靠。
本实用新型技术问题通过下述方案解决：一种用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，具有复位检测功能，包括MCU心跳检测部分、异常延迟时间部分和复位MCU部分三个检测部分，其中：
所述的MCU心跳检测部分，规定MCU以恒定频率输出心跳信号和判断MCU是否处于异常状态，通过电阻一、二、电容一，二极管一及MOS管一组成检测电路；
所述异常延迟时间部分，使用电阻三，电容二组成RC延迟电路，设定异常延迟时间；
所述复位MCU部分，使用MOS管二、电阻四、二极管二组成复位电路，当MCU出现异常且异常时间大于设定延迟时间时，启动复位电路，将MCU的RESET下拉到复位电压，复位MCU。
本实用新型提供了一种更安全、经济、便捷、高效、低功耗、抗干扰能力强的外部看门狗复位电路。
进一步的，所述的MOS管一为N沟道MOS管，其栅极G经电容一、电阻一、二与二极管一的正极连接，漏极D连接延时电路，电阻一的一端接VDD，电阻二的一端源和极S接地；二极管一的负极连接MCU的I/O接口，设定MCU通过I/O口输出固定频率高低电平，在电容一上实现充电放电过程，产生的高电平脉冲使MOS管一打开，在无脉冲情况下MOS管一关闭。
所述的MOS管二为N沟道MOS管，其栅极G连接延时电路，源极S接地，漏极D连接二管极二的负极，二管极二的正极与MCU连接，当MCU异常且持续时间大于RC延迟时间时，打开MOS管二，将MCU的RESET拉到GND，从而实现对MCU的复位。
本实用新型的优越性在于：用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路由高精度、高可靠性器件合理搭配实现，具有高稳定性，提高了使用者的安全性和实用性。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图；
图2 为MCU心跳检测示意图；
图3 为RC延迟示意图；
图4 为复位MCU示意图。
具体实施方式
参阅图1，本实用新型用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路框图，一种用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，具有复位检测功能，由MCU心跳检测部分、异常延迟时间部分和复位MCU部分三个检测部分，其中：
如图1和2所示，所述的MCU心跳检测部分，规定MCU以恒定频率输出心跳信号，通过电连接的电阻一、二R1、R2、电容一C1，二极管一D1及MOS管一Q1组成检测电路，判断MCU是否处于异常状态；
如图2，本实施例所用的MOS管一Q1为N沟道MOS管，其栅极G经电容一C1、电阻一、二R1、R2与二极管一D1的正极连接，漏极D连接延时电路，源极S接地；二极管一D1的负极连接MCU，设定MCU通过I/O口输出固定频率高低电平，在电容一C1上实现充电放电过程，产生的高电平脉冲使MOS管一Q1打开，在无脉冲情况下MOS管一Q1关闭。
MCU心跳检测部分中，MCU正常情况下以固定频率发生高低电平，这样在电容C1上会持续发生充电和放电现象，在MOS管Q1的栅极G会持续出现类似于图中所画的波形，会间断性的将MOS管Q1打开；若MCU出现异常情况，MCU的心跳出现错误，这样在电容C1上就无法形成持续的充放电，如此MOS管Q1持续处于关闭状态。
如图1和3所示，所述异常延迟时间部分，由电阻三R3和电容二C2组成RC延迟电路，设定异常延迟时间。参阅图3，RC延迟示意图，VDD通过电阻三R3给电容二C2充电。
如图1和4所示，所述复位MCU部分，由电连接的MOS管二Q2、电阻四R4和二极管二D2组成复位电路，当MCU出现异常且异常时间大于设定延迟时间时，启动复位电路，将MCU的RESET下拉到复位电压，复位MCU。如图4所示，本实施例MOS管二Q2也是采用为N沟道MOS管，其栅极G连接延时电路，源极S接地，漏极D连接二管极二D2的负极，二管极二D2的正极与MCU连接，当MCU异常且持续时间大于RC延迟时间时，打开MOS管二（Q2），将MCU的RESET拉到GND，从而实现对MCU的复位。
当MCU出现异常时，在MCU心跳输出端无法输出正常电平，导致MOS管一Q1持续处于关闭状态，在异常时间超出设置的RC延迟时间后，就会导致MOS管二Q2打开，从而使MCU的RESET脚拉低至复位电压，最终实现MCU复位。
参阅图4，正常情况下MCU的RESET通过电阻四R4拉高至VDD，当MCU异常时，通过打开MOS管二Q2，将MCU的RESET脚拉低至复位电压，从而使MCU复位。
本实施例工作特点是：
（1）设定MCU通过I/O口输出固定频率高低电平，在电容一C1上实现充电放电过程，产生的高电平脉冲使MOS管一Q1打开，在无脉冲情况下MOS管一Q1关闭；
（2）使用高精度电阻及电容搭建RC延迟电路，确定延迟时间；
（3）通过MOS管二Q2、电阻四R4，二极管二D2组成复位电路，当MCU异常且持续时间大于RC延迟时间时，打开MOS管二Q2，将MCU的RESET拉到GND，从而实现对MCU的复位。
本实用新型用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，不仅成本低廉、容易实现，而且性能非常稳定，有效的解决了MCU内部异常导致的无法复位问题。
Claims (3)
1.一种用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，具有复位检测功能，其特征在于，包括MCU心跳检测部分、异常延迟时间部分和复位MCU部分三个检测部分，其中：
所述的MCU心跳检测部分，规定MCU以恒定频率输出心跳信号和判断MCU是否处于异常状态，通过电阻一、二（R1、R2）、电容一（C1），二极管一（D1）及MOS管一（Q1）组成检测电路；
所述异常延迟时间部分，使用电阻三（R3），电容二（C2）组成RC延迟电路，设定异常延迟时间；
所述复位MCU部分，使用MOS管二（Q2）、电阻四（R4），二极管二（D2）组成复位电路，当MCU出现异常且异常时间大于设定延迟时间时，启动复位电路，将MCU的RESET下拉到复位电压，复位MCU。
2.根据权利要求1所述用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，其特征在于：所述的MOS管一（Q1）为N沟道MOS管，其栅极G经电容一（C1）、电阻一、二（R1、R2）与二极管一（D1）的正极连接，漏极（D）连接延时电路，电阻一（R1）的一端接VDD，源极S和电阻二（R2）的一端接地；二极管一（D1）的负极连接MCU的I/O接口，设定MCU通过I/O口输出固定频率高低电平，在电容一（C1）上实现充电放电过程，产生的高电平脉冲使MOS管一（Q1）打开，在无脉冲情况下MOS管一（Q1）关闭。
3.根据权利要求1或2所述用于多串锂电池BMS的外部看门狗复位电路，其特征在于：MOS管二（Q2）为N沟道MOS管，其栅极G连接延时电路，源极S接地，漏极D连接二管极二（D2）的负极，二管极二（D2）的正极连接MCU，当MCU异常且持续时间大于RC延迟时间时， MOS管二（Q2）打开，将MCU的RESET拉到GND，从而实现对MCU的复位。
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