CN214674406U - 一种放电电路及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种放电电路及用电设备，包括采样芯片、控制芯片、开关管和电流采样件。采样芯片包括第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子，开关管包括第一极、第二极和第三极。第一连接端子和用电设备的正极连接，第二连接端子和电流采样件的一端连接，第三连接端子和控制芯片的输入端连接；开关管的第一极和电流采样件的另一端连接，开关管的第二极和控制芯片的输出端连接，开关管的第三极和用电设备的负极连接。开关管导通时，开关管的漏源通态电阻非常小，因此放电效率很高，可以在短时间内快速放电，降低剩余电压对待时电压设备的损伤。仅在放电电流小于开关管的工作电流时，才导通开关管进行放电，降低对开关管的损伤。

Description

一种放电电路及用电设备

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种放电电路及用电设备。

背景技术

随着时代的发展，用电设备对电源产品的需求越来越高，也越来越多样化。很多用电设备需要在不工作的情况下放掉其剩余电量，以保证用电设备的安全，提高用电设备的寿命和可靠性。

为了释放用电设备的剩余电量，现有采用如图1中所示的电路进行放电的用电设备。具体的，其中K10为控制继电器，R10为放电电阻，VH+和VH-为需要释放的剩余电压。采用上述电路释放剩余电压时，其释放电压的效率取决于电阻R1的阻值的大小，电阻R1的阻值较大时，放电效率很低，导致用电设备长时间不能将剩余电量释放，可能会对用电设备造成伤害。电阻R1的阻值较小时，虽然放电效率较高，但是电阻R1发热严重，容易烧坏。

由上可见，上述电路释放电压的效率和对电阻R1的保护不能兼容，在放电效率较高时，对电阻R1的损伤较大，导致电阻R1寿命大幅度缩短，需要频繁检修和更换新的电阻，造成资源的浪费。而当对电阻R1的损伤较小时，其放电效率则很低，导致用电设备长时间不能将剩余电量释放，可能会对用电设备造成伤害。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种放电电路及用电设备，既能快速释放用电设备的剩余电压，提升放电效率，以降低剩余电压对用电设备的损伤；又能保护放电元器件，延长放电元器件的寿命，以节约资源。

本申请第一方面提供一种放电电路，包括：采样芯片、控制芯片、开关管和电流采样件；采样芯片包括第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子，开关管包括第一极、第二极和第三极；第一连接端子用于和用电设备的正极连接，第二连接端子和电流采样件的一端连接，第三连接端子和控制芯片的输入端连接；开关管的第一极和电流采样件的另一端连接，开关管的第二极和控制芯片的输出端连接，开关管的第三极用于和用电设备的负极连接；采样芯片采样流过电流采样件的放电电流后，将放电电流发送至控制芯片；控制芯片接收到放电电流后，将放电电流和开关管的安全工作电流进行比较，在放电电流小于安全工作电流的情况下，向开关管的第二极发送第一电信号，开关管的第一极接收到第一电信号后，开关管的第二极和开关管的第三极导通。

可选的，控制芯片还用于：在放电电流大于或等于安全工作电流的情况下，向开关管的第二极发送第二电信号，开关管的第一极接收到第二电信号后，开关管的第二极和开关管的第三极截止。

可选的，电流采样件包括电感。

可选的，开关管包括金属-氧化物-半导体场效应晶体管；开关管的第一极包括漏极，开关管的第二极包括栅极，开关管的第三极包括源极；第一电信号包括高电平信号，第二电信号包括低电平信号。

可选的，开关管包括NPN型三极管；开关管的第一极包括集电极，开关管的第二极包括基极，开关管的第三极包括发射极；第一电信号包括高电平信号，第二电信号包括低电平信号。

可选的，采样芯片还包括第四连接端子，第四连接端子用于连接电压源。

可选的，还包括第一处理电路，第四连接端子通过第一处理电路连接电压源；第一处理电路包括第一限流电阻和第一滤波电容；第一限流电阻的一端和第四连接端子连接，第一限流电阻的另一端和第一滤波电容的一端连接，第一滤波电容的另一端和地端连接；第一限流电阻和第一滤波电容之间设有第一节点，第一节点用于连接电压源。

可选的，还包括第二处理电路，第三连接端子通过第二处理电路和控制芯片的输入端连接；第二处理电路包括第二限流电阻和第二滤波电容；第二限流电阻的一端和第三连接端子连接，第二限流电阻的另一端和第二滤波电容的一端连接，第二滤波电容的另一端和地端连接；第二限流电阻和第二滤波电容之间设有第二节点，第二节点和控制芯片的输入端连接。

可选的，采样芯片还包括第五连接端子，第五连接端子用于和地端连接。

本申请第二方面提供一种用电设备，包括本申请第一方面中任一项的放电电路。

本申请实施例提供的放电电路包括：采样芯片、控制芯片、开关管和电流采样件。其中，采样芯片包括第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子，开关管包括第一极、第二极和第三极。具体的，第一连接端子用于和用电设备的正极连接，第二连接端子和电流采样件的一端连接，第三连接端子和控制芯片的输入端连接；开关管的第一极和电流采样件的另一端连接，开关管的第二极和控制芯片的输出端连接，开关管的第三极用于和用电设备的负极连接。采样芯片采样流过电流采样件的放电电流后，将放电电流发送至控制芯片；控制芯片接收到放电电流后，将放电电流和开关管的安全工作电流进行比较，在放电电流小于安全工作电流的情况下，向开关管的第二极发送第一电信号，开关管的第一极接收到第一电信号后，开关管的第二极和开关管的第三极导通。

本申请实施例提供的放电电路，通过设置电流采样件和采样芯片采样放电电流，通过设置开关管控制是否进行放电。开关管导通时，整个电路连通可以释放用电设备的剩余电压；并且由于开关管导通时，开关管的漏源通态电阻非常小，因此放电效率很高，可以在短时间内快速放电，降低剩余电压对待时电压设备的损伤。另外，由于仅在放电电流小于开关管的工作电流时，才导通开关管进行放电，还可以在放电过程中降低对开关管的损伤，延长开关管的寿命，从而节约资源。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，

图1是背景技术中的放电电路示意图；

图2是本申请实施例提供的放电电路的示意图；

图3是本申请另一实施例提供的放电电路的示意图。

附图标记说明：

100-放电电路，10-采样芯片，11-第一连接端子，12-第二连接端子，13-第三连接端子，14-第四连接端子，15-第五连接端子，20-控制芯片，30-开关管，31-第一极，32-第二极，33-第三极，40-电流采样件，R1-第一限流电阻，C1-第一滤波电容，C2-第二滤波电容，R2-第二限流电阻，200-用电设备。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明，后文中将详细的描述。

具体实施方式

以下详述本申请的实施例。

如图1所示，本申请实施例提供一种放电电路100，包括：采样芯片10、控制芯片20、开关管30和电流采样件40。其中，采样芯片10包括第一连接端子11、第二连接端子12和第三连接端子13，开关管30包括第一极31、第二极32和第三极33。

具体的，第一连接端子11用于和用电设备200的正极连接，第二连接端子12和电流采样件40的一端连接，第三连接端子13和控制芯片20的输入端连接；开关管30的第一极31和电流采样件40的另一端连接，开关管30的第二极32和控制芯片20的输出端连接，开关管30的第三极33用于和用电设备200的负极连接。

采样芯片10采样流过电流采样件40的放电电流后，将放电电流发送至控制芯片20；控制芯片20接收到放电电流后，将放电电流和开关管30的安全工作电流进行比较，在放电电流小于安全工作电流的情况下，向开关管30的第二极32发送第一电信号，开关管30的第一极31接收到第一电信号后，开关管30的第二极32和开关管30的第三极33导通。

本申请实施例提供的放电电路100，通过设置电流采样件40和采样芯片10采样放电电流，通过设置开关管30控制是否进行放电。开关管30导通时，整个电路连通可以释放用电设备200的剩余电压；并且由于开关管30导通时，开关管30的漏源通态电阻非常小，因此放电效率很高，可以在短时间内快速放电，降低剩余电压对待时电压设备的损伤。另外，由于仅在放电电流小于开关管30的工作电流时，才导通开关管30进行放电，还可以在放电过程中降低对开关管30的损伤，延长开关管30的寿命，从而节约资源。

在一种可选实施方式中，在放电电流大于或等于安全工作电流的情况下，控制芯片20向开关管30的第二极32发送第二电信号，开关管30的第一极31接收到第二电信号后，开关管30的第二极32和开关管30的第三极33截止。

也即在放电电流大于或等于开关管30的安全工作电流时，向开关管30发送第二电信号，以使开关管30可以快速截止，进一步降低放电电流对开关管30的损伤，延长开关管30的寿命。

在一种可选实施方式中，参考图2，开关管30可以金属-氧化物-半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)场效应晶体管。那么相对应的，开关管30的第一极31包括漏极D，开关管30的第二极32包括栅极G，开关管30的第三极33包括源极S。第一电信号包括高电平信号，第二电信号包括低电平信号。

选用MOS管Q作为开关管30，其输入阻抗高、开关速度快以及热稳定性好。在放电电流小于MOS管Q的安全工作电流时，给MOS管Q的栅极G提供高电平信号，以使MOS管Q导通，从而使得放电电路100开始工作。在放电电流大于MOS管Q的安全工作电流时，给MOS管Q的栅极G提供低电平信号，以使MOS管Q截止，从而保护MOS管Q，延长MOS管Q的寿命。

在另一种可选实施方式中，开关管30可以为NPN型三极管。那么相应的，开关管30的第一极31包括集电极，开关管30的第二极32包括基极，开关管30的第三极33包括发射极。第一电信号包括高电平信号，第二电信号包括低电平信号。

选用NPN型三极管，其造价较低，可以节省成本，节约资源。在放电电流大于NPN型三极管的安全工作电流时，给NPN型三极管的基极提供高电平信号，以使NPN型三极管导通，从而使得放电电路100开始工作。在放电电流大于NPN型三极管的安全工作电流时，给NPN型三极管的栅极G提供低电平信号，以使NPN型三极管截止，从而保护NPN型三极管，延长NPN型三极管的寿命。

在一种可选实施方式中，参考图3，电流采样件40为电感L。利用电感作为电流采样件40，不仅可以供采样芯片10正常采样放电电流，且在开关管30截止后，该电感通过开关管30的寄生二极管和寄生电阻释放能量，可以降低对电感的损伤，延长电感的寿命。

当然，本领域技术人员应当理解的是，在放电电流大于或等于安全工作电流的情况下，控制芯片20向开关管30的第二极32发送第二电信号的状态需保持一段时间，以使电感的能量完全释放。在电感的能量完全释放，且放电电流又小于开关管30的安全工作电流后，控制芯片20又向开关管30的第二极32发送第一电信号，如此往复，既能快速释放剩余电压，又能保护开关管30和电感的安全，延长开关管30和电感的使用寿命。

在一种可选实施方式中，参考图3，采样芯片10还包括第四连接端子14，第四连接端子14用于连接电压源。通过第四连接端子14连接电压源，以使电压源为采样芯片10提供电压，使得采样芯片10能够正常工作。

在一种可选实施方式中，参考图3，放电电路100还包括第一处理电路，第四连接端子14通过第一处理电路连接电压源；第一处理电路包括第一限流电阻R1和第一滤波电容C1。第一限流电阻R1的一端和第四连接端子14连接，第一限流电阻R1的另一端和第一滤波电容C1的一端连接，第一滤波电容C1的另一端和地端GND连接；第一限流电阻R1和第一滤波电容C1之间设有第一节点，第一节点用于连接电压源。

通过设置第一处理电路，利用第一处理电路中的第一滤波电容C1对电压源提供给采样芯片10的电压进行滤波，以提高提供给采样芯片10的电压的稳定性，降低电压对采样芯片10的损伤，延长采样芯片10的使用寿命。利用第一处理电路中的第一限流电阻R1对提供给采样芯片10的电流进行限流，降低大电流损坏采样芯片10的可能性。

在一种可选实施方式中，参考图3，放电电路100还包括第二处理电路，第三连接端子13通过第二处理电路和控制芯片20的输入端连接；第二处理电路包括第二限流电阻R2和第二滤波电容C2。第二限流电阻R2的一端和第三连接端子13连接，第二限流电阻R2的另一端和第二滤波电容C2的一端连接，第二滤波电容C2的另一端和地端GND连接；第二限流电阻R2和第二滤波电容C2之间设有第二节点，第二节点和控制芯片20的输入端连接。

通过设置第二处理电路，利用第二处理电路中的第二滤波电容C2和第二限流电阻R2分别对采样的放电电流进行滤波和限流，降低对控制芯片20的损伤，延长控制芯片20的使用寿命。

在一种可选实施方式中，参考图3，采样芯片10还包括第五连接端子15，第五连接端子15和地端GND连接。通过设置第五连接端子15接地，可以提高安全性能。

另外，本申请实施例还提供一种用电设备，包括本申请任意实施例中的放电电路。该用电设备可以为电堆等。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种放电电路，其特征在于，包括：采样芯片、控制芯片、开关管和电流采样件；

所述采样芯片包括第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子，所述开关管包括第一极、第二极和第三极；

所述第一连接端子用于和用电设备的正极连接，所述第二连接端子和所述电流采样件的一端连接，所述第三连接端子和所述控制芯片的输入端连接；所述开关管的第一极和所述电流采样件的另一端连接，所述开关管的第二极和所述控制芯片的输出端连接，所述开关管的第三极用于和所述用电设备的负极连接；

所述采样芯片采样流过所述电流采样件的放电电流后，将所述放电电流发送至所述控制芯片；所述控制芯片接收到所述放电电流后，将所述放电电流和所述开关管的安全工作电流进行比较，在所述放电电流小于所述安全工作电流的情况下，向所述开关管的第二极发送第一电信号，所述开关管的第一极接收到所述第一电信号后，所述开关管的第二极和所述开关管的第三极导通。

2.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述控制芯片还用于：在所述放电电流大于或等于所述安全工作电流的情况下，向所述开关管的第二极发送第二电信号，所述开关管的第一极接收到所述第二电信号后，所述开关管的第二极和所述开关管的第三极截止。

3.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述电流采样件包括电感。

4.根据权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述开关管包括金属-氧化物-半导体场效应晶体管；所述开关管的第一极包括漏极，所述开关管的第二极包括栅极，所述开关管的第三极包括源极；

所述第一电信号包括高电平信号，所述第二电信号包括低电平信号。

5.根据权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述开关管包括NPN型三极管；所述开关管的第一极包括集电极，所述开关管的第二极包括基极，所述开关管的第三极包括发射极；

所述第一电信号包括高电平信号，所述第二电信号包括低电平信号。

6.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述采样芯片还包括第四连接端子，所述第四连接端子用于连接电压源。

7.根据权利要求6所述的放电电路，其特征在于，还包括第一处理电路，所述第四连接端子通过所述第一处理电路连接所述电压源；所述第一处理电路包括第一限流电阻和第一滤波电容；

所述第一限流电阻的一端和所述第四连接端子连接，所述第一限流电阻的另一端和所述第一滤波电容的一端连接，所述第一滤波电容的另一端和地端连接；所述第一限流电阻和所述第一滤波电容之间设有第一节点，所述第一节点用于连接电压源。

8.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，还包括第二处理电路，所述第三连接端子通过所述第二处理电路和所述控制芯片的输入端连接；所述第二处理电路包括第二限流电阻和第二滤波电容；

所述第二限流电阻的一端和所述第三连接端子连接，所述第二限流电阻的另一端和所述第二滤波电容的一端连接，所述第二滤波电容的另一端和地端连接；所述第二限流电阻和所述第二滤波电容之间设有第二节点，所述第二节点和所述控制芯片的输入端连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的放电电路，其特征在于，所述采样芯片还包括第五连接端子，所述第五连接端子用于和地端连接。

10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的放电电路。

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