CN215921950U - 唤醒延时电路、电池管理系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了唤醒延时电路、电池管理系统和车辆，该电路包括：控制电路、延时滤波电路以及稳定电路，控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、场效应管和三极管；其中，第一电阻的第一端作为控制电路的输入端接收唤醒信号，三极管的基极连接到第一电阻的第二端，三极管的发射极接地；场效应管的源极连接到第三电阻的第一端，场效应管的栅极连接第四电阻的第一端，场效应管的漏极作为控制电路的输出端连接到延时滤波电路的输入端，延时滤波电路的输出端连接到稳定电路的输入端，稳定电路的输出端输出唤醒信号。本申请技术方案解决了车辆唤醒过程中，因受电磁干扰而造成的车辆异常唤醒、电池管理系统无法正常休眠的问题。

Description

唤醒延时电路、电池管理系统和车辆

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种唤醒延时电路、电池管理系统和车辆。

背景技术

动力电池包是整车动力的输出来源，而电池管理系统(BMS)是动力电池系统的管理控制核心，是新能源汽车必不可少的一部分，它负责控制电池的运行状态、采集电芯的电压和温度、诊断电池故障。为保证整车的安全运行，在各种严苛的环境中都需要保持BMS的正常运行。然而，新能源汽车运行过程中的电磁环境非常复杂，容易对BMS的控制信号造成影响，其中，唤醒信号作为BMS的重要控制信号，用于对电源芯片(SBC)进行唤醒，如果其受到影响，可能造成整车启动、运行和休眠功能异常的问题。

现有技术中，通常将唤醒信号直接发送至电源芯片，不会对唤醒信号进行延时滤波处理。

然而，如果直接将唤醒信号发送至电源芯片SBC的唤醒端口，当唤醒信号受到外部电磁干扰时，会造成BMS异常启动、不能休眠的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供唤醒延时电路、电池管理系统和车辆，其目的是在唤醒信号发送至电源芯片前，对唤醒信号进行延时滤波处理，以解决BMS异常启动、不能休眠的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种唤醒延时电路，包括控制电路、延时滤波电路以及稳定电路，控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、场效应管和三极管；

其中，第一电阻的第一端作为控制电路的输入端接收唤醒信号，第一电阻的第二端连接到第二电阻的第一端，第二电阻的第二端接地；

第三电阻的第一端连接到第一电阻的第一端，第三电阻的第二端连接到第四电阻的第一端，第四电阻的第二端连接到三极管的集电极，三极管的基极连接到第一电阻的第二端，三极管的发射极接地；

场效应管的源极连接到第三电阻的第一端，场效应管的栅极连接第四电阻的第一端，场效应管的漏极作为控制电路的输出端连接到延时滤波电路的输入端，延时滤波电路的输出端连接到稳定电路的输入端，稳定电路的输出端输出唤醒信号。

可选地，延时滤波电路可包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容和第二电容；其中，第五电阻的第一端作为延时滤波电路的输入端连接到控制电路的输出端，第五电阻的第二端连接到第一电容的第一端，第一电容的第二端接地；第六电阻的第一端连接到第五电阻的第二端，第六电阻的第二端接地；第七电阻的第一端连接到第五电阻的第一端，第七电阻的第二端连接到第二电容的第一端，第二电容的第二端接地；第八电阻的第一端连接到第七电阻的第二端，第八电阻的第二端接地；第五电阻的第二端作为延时滤波电路的第一输出端连接到稳定电路的第一输入端，第七电阻的第二端作为延时滤波电路的第二输出端连接到稳定电路的第二输入端，第七电阻的第一端作为延时滤波电路的第三输出端连接到稳定电路的第三输入端。

可选地，三极管可包括NPN型三极管。

可选地，场效应管可包括P沟道增强型场效应晶体管。

可选地，稳定电路可包括运算放大器；其中，运算放大器的正相输入端作为稳定电路的第一输入端连接到第五电阻的第二端，运算放大器的反相输入端作为稳定电路的第二输入端连接到第七电阻的第二端，运算放大器的第一电源接线端作为稳定电路的第三输入端连接到第七电阻的第一端，运算放大器的第二电源接线端接地，运算放大器的输出端作为稳定电路的输出端输出唤醒信号。

可选地，稳定电路还可包括第九电阻和第三电容；第九电阻的第一端连接到运算放大器的输出端，第九电阻的第二端作为稳定电路的输出端输出唤醒信号，第三电容的第一端连接到第九电阻的第二端，第三电容的第二端接地。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池管理系统，包括电源芯片和上述唤醒延时电路；其中，稳定电路的输出端连接到电源芯片的唤醒引脚。

可选地，电池管理系统还可包括微控制器；其中，控制电路的输入端连接到微控制器，以从微控制器接收唤醒信号。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括车载控制器和电池管理系统；其中，车载控制器连接到控制电路的输入端。

可选地，电池管理系统还可包括微控制器，其中，微控制器设置在车载控制器与控制电路的输入端之间。

本申请实施例带来了以下有益效果：

本申请实施例提供了唤醒延时电路、电池管理系统和车辆，包括控制电路、延时滤波电路以及稳定电路，控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、场效应管和三极管；其中，第一电阻的第一端作为控制电路的输入端接收唤醒信号，第一电阻的第二端连接到第二电阻的第一端，第二电阻的第二端接地；第三电阻的第一端连接到第一电阻的第一端，第三电阻的第二端连接到第四电阻的第一端，第四电阻的第二端连接到三极管的集电极，三极管的基极连接到第一电阻的第二端，三极管的发射极接地；场效应管的源极连接到第三电阻的第一端，场效应管的栅极连接第四电阻的第一端，场效应管的漏极作为控制电路的输出端连接到延时滤波电路的输入端，延时滤波电路的输出端连接到稳定电路的输入端，稳定电路的输出端输出唤醒信号。本申请通过在唤醒信号发送至电源芯片前，对唤醒信号进行延时滤波处理，以解决BMS异常启动、不能休眠的问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的唤醒延时电路实施例一的结构示意图；

图2为本申请提供的唤醒延时电路实施例二的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电池管理系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的车辆的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，在对电源芯片进行唤醒时，通常不会对唤醒信号进行幅值筛选、延时滤波、电压稳定以及二次滤波等多个信号处理过程，因此，唤醒信号易受干扰，容易造成异常启动和不能休眠的问题。

基于此，本申请实施例提供唤醒延时电路、电池管理系统和车辆，通过对唤醒信号进行幅值筛选、延时滤波、电压稳定及二次滤波处理，以解决BMS异常启动、不能休眠的问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种唤醒延时电路进行详细介绍，图1为本申请提供的唤醒延时电路100实施例一的结构示意图，如图1所示，该电路包括：控制电路101、延时滤波电路102以及稳定电路103。

控制电路101的一端与延时滤波电路102的一端相连，延时滤波电路102的另一端与稳定电路103的一端相连。

具体的，唤醒信号从控制电路101的输入端输入，然后依次经过控制电路101、延时滤波电路102以及稳定电路103，并从稳定电路103的输出端输出至电源芯片的唤醒引脚。其中，控制电路101负责筛选唤醒信号幅值，延时滤波电路102实现对唤醒信号的延时与信号滤波，稳定电路103实现电压稳定。在一示例中，唤醒信号可以是KL15点火信号，由KL15开关控制输入。KL15是汽车钥匙上的ON档位，一端连接车载+12V电源，另一端连接BMS控制器。点火之前，KL15开关断开，没有唤醒信号输入，BMS控制器不工作；点火之后，KL15开关闭合，唤醒信号输入，唤醒BMS控制器。

图2为本申请提供的唤醒延时电路100实施例二的结构示意图，如图2所示：

控制电路101可包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、场效应管D1和三极管D2，这些器件的参数可以根据实际情况选择。其中，第一电阻R1的第一端作为控制电路101的输入端接收唤醒信号，第一电阻R1的第二端连接到第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端接地；第三电阻R3的第一端连接到第一电阻R1的第一端，第三电阻R3的第二端连接到第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端连接到三极管D2的集电极，三极管D2的基极连接到第一电阻R1的第二端，三极管D2的发射极接地；场效应管D1的源极(S极)连接到第三电阻R3的第一端，场效应管D1的栅极(G极)连接第四电阻R4的第一端，场效应管D1的漏极(D极)作为控制电路101的输出端连接到延时滤波电路的输入端。

具体的，当唤醒信号进入BMS时，首先经过控制电路101，控制电路101的主要功能是电压幅值检测以及信号控制，当唤醒信号电压值大于设定值后，控制电路101导通，后级电路才能工作。这里，三极管D2和场效应管D1作为控制电路101的核心，三极管D2控制场效应管D1的状态，三极管D2导通，则场效应管D1导通，三极管D2截止，则场效应管D1也随之截止，从而起到开关的作用。可以理解的，三极管D2的开启幅值是固定的，可根据开启幅值的阈值，匹配电阻R5/R6的比值，即可控制唤醒信号的幅值。

作为示例，唤醒信号未达到幅值，三极管D2就不会导通，场效应管D1也处于截止状态，此时唤醒信号无法进入延时滤波电路102，即无法传递下去，这样就能够有效阻断设置幅值以下的电信号的干扰，在唤醒信号达到幅值时，三极管D2导通，场效应管D1也随即导通，唤醒信号进入延时滤波电路102。需要说明的，场效应管D1包括P沟道增强型场效应晶体管、三极管D2包括NPN型三极管。

本实施例中的延时滤波电路102可包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1和第二电容C2，其中，第五电阻R5的第一端作为延时滤波电路102的输入端连接到控制电路101的输出端，第五电阻R5的第二端连接到第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地；第六电阻R6的第一端连接到第五电阻R5的第二端，第六电阻R6的第二端接地；第七电阻R7的第一端连接到第五电阻R5的第一端，第七电阻R7的第二端连接到第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地；第八电阻R8的第一端连接到第七电阻R7的第二端，第八电阻R8的第二端接地；第五电阻R5的第二端作为延时滤波电路102的第一输出端连接到稳定电路103的第一输入端，第七电阻R7的第二端作为延时滤波电路102的第二输出端连接到稳定电路103的第二输入端，第七电阻R7的第一端作为延时滤波电路102的第三输出端连接到稳定电路103的第三输入端。

具体的，唤醒信号通过控制电路101的幅值筛选后，进入延时滤波电路102，该电路主要用于实现对唤醒信号的延时，并且延时时间不随唤醒信号的电压而变化。这里，第一电容C1的第一端接到运算放大器U1的同相输入端，第二电容C2的第一端接到运算放大器U1的反相输入端，依据运算放大器特性，当第一电容C1的第一端电压大于第二电容C2的第一端电压时，运算放大器U1的输出端输出高电平，当第一电容C1的第一端电压小于等于第二电容C2的第一端电压时，运算放大器U1输出端输出低电平。

作为示例，唤醒信号到达延时滤波电路102后，第一电容C1与第二电容C2开始充电，当第五电阻R5与第一电容C1的乘积大于第七电阻R7与第二电容C2的乘积，并且第五电阻R5/第六电阻R6的比值小于第七电阻R7/第八电阻R8的比值时，对第二电容C2的充电速度快于对第一电容C1的充电速度，因此，在开始充电阶段，第二电容C2第一端的电压高于第一电容C1第一端的电压，运算放大器U1输出端输出低电压；由于，第五电阻R5/第六电阻R6的比值小于第七电阻R7/第八电阻R8的比值，则在充电完成阶段，第一电容C1第一端的电压高于第二电容C2第一端的电压，运算放大器U1输出端输出高电压。可以理解的，调整第五电阻的电阻值和第一电容的容值，即可以实现对延时时间的调整。其中，延时时间的计算公式如下所示：

由上述公式可知，延时时间T与唤醒信号的电压无关。

本实施例中的稳定电路103可包括运算放大器U1，其中，运算放大器U1的正相输入端作为稳定电路103的第一输入端连接到第五电阻R5的第二端，运算放大器U1的反相输入端作为稳定电路103的第二输入端连接到第七电阻R7的第二端，运算放大器U1的第一电源接线端作为稳定电路103的第三输入端连接到第七电阻R7的第一端，运算放大器U1的第二电源接线端接地，运算放大器U1的输出端作为稳定电路103的输出端输出唤醒信号。

在一优选实施例中，稳定电路103还包括第九电阻R9和第三电容C3，第九电阻R9的第一端连接到运算放大器U1的输出端，第九电阻R9的第二端作为稳定电路103的输出端输出唤醒信号，第三电容C3的第一端连接到第九电阻R9的第二端，第三电容C3的第二端接地。

具体的，唤醒信号到达稳定电路103后，首先经过运算放大器U1，这里，通过调整运算放大器U1的正向输入端和反相输入端的电压，能够改变延时时间，将唤醒信号与BMS内部电路中不满足延时时间的干扰信号进行隔离。唤醒型号经过运算放大器U1后，经过由第九电阻R9和第三电容C3组成的二次滤波电路，对运算放大器U1输出的电压进行二次滤波，然后进入SBC唤醒端口，经过稳定电路103的电压稳定可靠，不受外部干扰影响。

唤醒信号经过控制电路101、延时滤波电路102以及稳定电路103的处理后，可为SBC唤醒端处提供稳定可靠的电压，并且能够实现延时滤波功能。可以理解的，整个电路具备以下多个技术效果：第一、电路全部器件均采用被动器件设计，不受软件控制，不使用时钟晶振等计时器件；第二、电路延时时间不随唤醒信号的幅值变化而变化；第三、可通过调整电阻值即可改变有效的唤醒信号的电压幅值；第四、唤醒信号的延时时间可调；第五、在不需要外部时钟源的情况下，即可实现延时；第六、功耗低，第一电容C1以及第二电容C2在充电稳定后，只有运算放大器消耗电流；第七、不但安全可靠，而且抗电磁干扰效果好；第八、使用唤醒信号本身作为运算放大器的电源。

如图3所示，为本申请实施例提供的方案能够适用的另一种场景，在该应用场景中，上述唤醒延时电路可应用于电池管理系统中。

图3为本申请实施例提供的电池管理系统10的结构示意图，如图3所示，该系统包括唤醒延时电路100和电源芯片200，其中，稳定电路103的输出端连接到电源芯片200的唤醒引脚。

可选地，电池管理系统还可包括微控制器300；其中，控制电路101的输入端连接到微控制器300，以从微控制器300接收唤醒信号。

所述电池管理系统能够执行上述唤醒延时电路，通过对唤醒信号进行幅值筛选、延时滤波、电压稳定及二次滤波处理，以解决BMS异常启动、不能休眠的问题。

如图4所示，为本申请实施例提供的方案能够适用的另一种场景，在该应用场景中，上述电池管理系统可应用于车辆中。

图4为本申请实施例还提供了一种车辆的结构示意图，如图4所示，该车辆1包括电池管理系统10和车载控制器20，其中，车载控制器20连接到控制电路101的输入端。

可选地，电池管理系统10可还包括微控制器300，其中，微控制器300设置在车载控制器20与控制电路101的输入端之间。

所述车辆能够执行上述唤醒延时电路，通过对唤醒信号进行幅值筛选、延时滤波、电压稳定及二次滤波处理，以解决BMS异常启动、不能休眠的问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考上述电路实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和电路，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述电路的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种唤醒延时电路，其特征在于，所述唤醒延时电路包括控制电路、延时滤波电路以及稳定电路，所述控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、场效应管和三极管；

其中，第一电阻的第一端作为所述控制电路的输入端接收唤醒信号，第一电阻的第二端连接到第二电阻的第一端，第二电阻的第二端接地；

第三电阻的第一端连接到第一电阻的第一端，第三电阻的第二端连接到第四电阻的第一端，第四电阻的第二端连接到三极管的集电极，三极管的基极连接到第一电阻的第二端，三极管的发射极接地；

场效应管的源极连接到第三电阻的第一端，场效应管的栅极连接第四电阻的第一端，场效应管的漏极作为控制电路的输出端连接到延时滤波电路的输入端，延时滤波电路的输出端连接到稳定电路的输入端，稳定电路的输出端输出唤醒信号。

2.如权利要求1所述的唤醒延时电路，其特征在于，所述延时滤波电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容和第二电容；

其中，第五电阻的第一端作为所述延时滤波电路的输入端连接到控制电路的输出端，第五电阻的第二端连接到第一电容的第一端，第一电容的第二端接地；

第六电阻的第一端连接到第五电阻的第二端，第六电阻的第二端接地；

第七电阻的第一端连接到第五电阻的第一端，第七电阻的第二端连接到第二电容的第一端，第二电容的第二端接地；

第八电阻的第一端连接到第七电阻的第二端，第八电阻的第二端接地；

第五电阻的第二端作为延时滤波电路的第一输出端连接到稳定电路的第一输入端，第七电阻的第二端作为延时滤波电路的第二输出端连接到稳定电路的第二输入端，第七电阻的第一端作为延时滤波电路的第三输出端连接到稳定电路的第三输入端。

3.如权利要求1所述的唤醒延时电路，其特征在于，所述三极管包括NPN型三极管。

4.如权利要求1所述的唤醒延时电路，其特征在于，所述场效应管包括P沟道增强型场效应晶体管。

5.如权利要求1所述的唤醒延时电路，其特征在于，所述稳定电路包括运算放大器；

其中，运算放大器的正相输入端作为稳定电路的第一输入端连接到第五电阻的第二端，运算放大器的反相输入端作为稳定电路的第二输入端连接到第七电阻的第二端，运算放大器的第一电源接线端作为稳定电路的第三输入端连接到第七电阻的第一端，运算放大器的第二电源接线端接地，运算放大器的输出端作为稳定电路的输出端输出唤醒信号。

6.如权利要求5所述的唤醒延时电路，其特征在于，所述稳定电路还包括第九电阻和第三电容；

其中，第九电阻的第一端连接到运算放大器的输出端，第九电阻的第二端作为稳定电路的输出端输出唤醒信号，第三电容的第一端连接到第九电阻的第二端，第三电容的第二端接地。

7.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括电源芯片和如权利要求1-6中的任一项所述的唤醒延时电路；

其中，所述稳定电路的输出端连接到电源芯片的唤醒引脚。

8.如权利要求7所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括微控制器；

其中，所述控制电路的输入端连接到微控制器，以从微控制器接收唤醒信号。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车载控制器和如权利要求7所述的电池管理系统；

其中，所述车载控制器连接到控制电路的输入端。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述电池管理系统还包括微控制器；

其中，所述微控制器设置在车载控制器与控制电路的输入端之间。

Images