CN217656556U - 一种非隔离电池系统的bms辅助电源启动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，包括电源启动电路，所述电源启动电路的输入接口BAT+与蓄电池组的BAT+相连，所述电源启动电路的输入接口BAT‑与蓄电池组的负极BAT‑相连；降压电路，所述电源启动电路的输出正极VCC+连接到降压电路的输入端，所述降压电路的输出正极连接到电池电压采集电路的输入正极。有益效果：利用双N沟道场效应管的开关特性，作为电源输入端负极切换，利用单个P沟道场效应管Q1串在电源启动电路的输入接口BAT+，并用一个N沟道场效应管Q6控制此P沟道场效应管Q1的通断，进而用P沟道道场效应管Q1导通时后级的正电压来控制串联在负极的双N沟道场效应管，输入接口BAT‑未接时，使得系统进入误启动状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路。
背景技术
现有的BMS辅助电源输入多采用二极管串联在电源正极输入端进行防反接，用二极管串联在电源输入端进行防反接措施的电路由于二极管压降大，通过电流时损耗较大，除了低成本场合在用，其他有功耗要求的场合均无法使用，并且此类二极管防反接不受控，无法进行缓启或者启动控制。
专利申请号为CN202023094572.0专利中描述的，利用双P沟道场效应管的开关特性来作为辅助电源输入端的防反接措施；专利申请号CN202011371040.9 中描述的，采用一个P沟道场效应管串联在正极回路，一个N沟道场效应管在负极回路，也是利用两个场效应管的开关特性来作为辅助电源的防反接措施；专利申请号CN201921686810.1中描述的利用两个N沟道的场效应管串在电源输入的负极，利用两个场效应管的开关特性来解决普通二极管防反接的功耗问题，以及缓启动问题。其它类似场合基本都是使用上述专利中涉及到的电源启动电路，都是广泛应用于直流供电电源的启动电路。但是此类电源输入端启动电路运用于是在9V-36V的非隔离供电的BMS系统，存在如下缺陷：
由于非隔离供电的BMS系统辅助电源供电取自蓄电池组，而电池电压采集的采集线也是取自蓄电池组，当输入接口BAT-未接时，由于系统的各个模块电路都是共负极，而且采集线的负极会一直连接在电池上，这样就会导致在输入接口BAT-在未接线的情况下，系统也能上电工作，此时系统采集电压由于受到采集电路和蓄电池组之间连接的BAT-采集线会被当做辅助电源的负极供电线，产生电流，此电流会导致采集电路采集的电池电压不准，进而导致系统报故障，无法正常工作，此时系统处于误启动状态，这种情况多发生于新产品适配调试，生产测试时，在误启动情况下继续工作可能会烧毁采集线路。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，利用双N沟道场效应管的开关特性，作为电源输入端负极切换，利用单个P沟道场效应管Q1串在电源启动电路的输入接口BAT+，并用一个N沟道场效应管 Q6控制此P沟道场效应管Q1的通断，进而用P沟道道场效应管Q1导通时后级的正电压来控制串联在负极的双N沟道场效应管，输入接口BAT-未接时，系统此时在KeyOn给定启动电压，系统也无法上电，不会进入误启动状态。只有BAT- 线可靠接到蓄电池组的BAT-时，给定KeyOn启动电压，系统才会上电工作。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，包括
电源启动电路，所述电源启动电路的输入接口BAT+与蓄电池组的BAT+相连，所述电源启动电路的输入接口BAT-与蓄电池组的负极BAT-相连；
降压电路，所述电源启动电路的输出正极VCC+连接到降压电路的输入端，所述降压电路的输出正极连接到电池电压采集电路的输入正极，所述电池电压采集电路与蓄电池组相连，所述电源启动电路的输出负极、降压电路的负极、电池电压采集电路的负极均与蓄电池组的负极相连接；
所述电源启动电路的输入接口KeyOn，所述输入接口KeyOn给定启动电压后，电源启动电路开始工作，输出正电压给后级降压电路，降压电路工作输出提供电压给电池电压采集电路提供工作电源，电池电压采集电路正常工作，系统开始运行。
进一步的，所述电源启动电路包括与输入接口BAT+相连接的P沟道场效应管Q1电路，P沟道场效应管Q1电路连接到电阻R5的1端并连接到电源启动电路输出端VCC+，P沟道场效应管Q1与N沟道场效应管Q6电路相连接；
N沟道场效应管Q6电路与输入接口KeyOn相连接，N沟道场效应管Q6电路与N沟道场效应管Q7的D端及电源启动电路的输入接口BAT-连接；
N沟道场效应管Q7的G端连接到电阻R5的2端和电阻R6的1端以及N沟道场效应管Q8的G端，电阻R6的2端连接到N沟道场效应管Q7的S端及N沟道场效应管Q8的S端，N沟道场效应管Q8的D端连接到启动电源电路的输出负极。
进一步的，所述P沟道场效应管Q1电路包括P沟道场效应管Q1，所述P沟道场效应管Q1的S端连接到电阻R1的1端及电源启动电路的输入接口BAT+，P 沟道场效应管Q1的G端连接到电阻R1的2端并连接到R2的1端，电阻R2的2 端连接到N沟道场效应管Q6电路相连接。
进一步的，所述N沟道场效应管Q6电路包括N沟道场效应管Q6，所述N沟道场效应管Q6的D端与电阻R2的2端连接，所述N沟道场效应管Q6的G端连接到电阻R3的2端和电阻R4的1端，电阻R3的1端与输入接口KeyOn相连接，电阻R4的2端与电源启动电路的输入接口BAT-连接，N沟道场效应管Q6的S 端连接到电阻R4的2端和N沟道场效应管Q7的D端。
进一步的，所述蓄电池组为DC9V-36V。
进一步的，所述降压电路的输出正极+5V连接到电池电压采集电路的输入正极。
本实用新型的有益效果是：(1)通过设计的电路依靠双N沟道场效应管的开关特性，具备防反接功能；(2)电源启动电路的输入接口BAT-在未接时，系统无法供电，不会误启动，确保系统供电线正常接入时；(3)能更好地适配非隔离系统场景下的BMS系统。
利用双N沟道场效应管的开关特性，作为电源输入端负极切换，利用单个P 沟道场效应管Q1串在电源启动电路的输入接口BAT+，并用一个N沟道场效应管 Q6控制此P沟道场效应管Q1的通断，进而用P沟道道场效应管Q1导通时后级的正电压来控制串联在负极的双N沟道场效应管，输入接口BAT-未接时，系统不会得电，避免因BAT-接口线未接，而此时又给定了KeyOn启动信号，使得系统进入误启动状态。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路的电路图；
图2为电源启动电路的电路图；
图3为一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
根据本实用新型的实施例，提供了一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路。
参照图1-3，根据本实用新型实施例的非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，包括电源启动电路，所述电源启动电路的输入接口BAT+与蓄电池组的BAT+ 相连，所述电源启动电路的输入接口BAT-与蓄电池组的负极BAT-相连；
降压电路，所述电源启动电路的输出正极VCC+连接到降压电路的输入端，所述降压电路的输出正极连接到电池电压采集电路的输入正极，所述电池电压采集电路与蓄电池组相连，所述电源启动电路的输出负极、降压电路的负极、电池电压采集电路的负极均与蓄电池组的负极相连接；
所述电源启动电路的输入接口KeyOn，所述输入接口KeyOn给定启动电压后，电源启动电路开始工作，输出正电压给后级降压电路，降压电路工作输出提供电压给电池电压采集电路提供工作电源，电池电压采集电路正常工作，系统开始运行。
进一步的，所述电源启动电路包括与输入接口BAT+相连接的P沟道场效应管Q1电路，P沟道场效应管Q1电路连接到电阻R5的1端并连接到电源启动电路输出端VCC+，P沟道场效应管Q1与N沟道场效应管Q6电路相连接；
N沟道场效应管Q6电路与输入接口KeyOn相连接，N沟道场效应管Q6电路与N沟道场效应管Q7的D端及电源启动电路的输入接口BAT-连接；
N沟道场效应管Q7的G端连接到电阻R5的2端和电阻R6的1端以及N沟道场效应管Q8的G端，电阻R6的2端连接到N沟道场效应管Q7的S端及N沟道场效应管Q8的S端，N沟道场效应管Q8的D端连接到启动电源电路的输出负极。
进一步的，所述P沟道场效应管Q1电路包括P沟道场效应管Q1，所述P沟道场效应管Q1的S端连接到电阻R1的1端及电源启动电路的输入接口BAT+，P 沟道场效应管Q1的G端连接到电阻R1的2端并连接到R2的1端，电阻R2的2 端连接到N沟道场效应管Q6电路相连接。
进一步的，所述N沟道场效应管Q6电路包括N沟道场效应管Q6，所述N沟道场效应管Q6的D端与电阻R2的2端连接，所述N沟道场效应管Q6的G端连接到电阻R3的2端和电阻R4的1端，电阻R3的1端与输入接口KeyOn相连接，电阻R4的2端与电源启动电路的输入接口BAT-连接，N沟道场效应管Q6的S 端连接到电阻R4的2端和N沟道场效应管Q7的D端。
进一步的，所述蓄电池组为DC9V-36V。
进一步的，所述降压电路的输出正极+5V连接到电池电压采集电路的输入正极。
本案例的实现过程如下：
在非隔离供电的BMS系统(图1)，当系统连接完成之后，电源启动电路的输入接口BAT+通常是一直接在蓄电池组上的，只通过输入接口KeyOn来控制电源的通断。
图2所示，在电源启动电路的输入接口BAT-连接正常的情况下，电源启动电路的输入接口KeyOn给定启动电压后，电源启动电路开始工作，输出正电压给后级降压电路，降压电路工作输出提供+5V电压给电池电压采集电路提供工作电源，电池电压采集电路正常工作，系统开始运行。
当电源启动电路的输入接口BAT-未连接时，由于输入接口KeyOn控制的参考地被双N沟道场效应管隔开，处于悬浮状态，控制P沟道场效应管Q1通断的 N沟道场效应管Q6处于关闭状态，此时电源启动电路不启动。
当电源启动电路的输入接口BAT-连接后，给定输入接口KeyOn控制电压高电平，则此时控制P沟道场效应管Q1的D端变为电源电压，处于高电平状态，此电平通过图中的电阻R5给串联在负极电路的双N沟道场效应管Q7、Q8的G 端供电，双N沟道场效应管Q7、Q8同时打开，此时将供电输入端接口BAT-和系统的负极BAT-连通，此时系统可正常工作。
当关闭输入接口KeyOn控制电压时，N沟道场效应管Q6关闭，进一步地P 沟道场效应管Q1关闭，系统进入断电状态。在此重启时会按照上述步骤重复执行，其流程框图如附图3所示。
N沟道场效应管Q7和N沟道场效应管Q8为双N沟道场效应管。
利用双N沟道场效应管的开关特性，作为电源输入端负极切换，利用单个P 沟道场效应管Q1串在电源启动电路的输入接口BAT+，并用一个N沟道场效应管 Q6控制此P沟道场效应管Q1的通断，进而用P沟道道场效应管Q1导通时后级的正电压来控制串联在负极的双N沟道场效应管，输入接口BAT-未接时，系统无法上电，不会进入误启动状态。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，其特征在于，包括
电源启动电路，所述电源启动电路的输入接口BAT+与蓄电池组的BAT+相连，所述电源启动电路的输入接口BAT-与蓄电池组的负极BAT-相连；
降压电路，所述电源启动电路的输出正极VCC+连接到降压电路的输入端，所述降压电路的输出正极连接到电池电压采集电路的输入正极，所述电池电压采集电路与蓄电池组相连，所述电源启动电路的输出负极、降压电路的负极、电池电压采集电路的负极均与蓄电池组的负极相连接；
所述电源启动电路的输入接口KeyOn，所述输入接口KeyOn给定启动电压后，电源启动电路开始工作，输出正电压给后级降压电路，降压电路工作输出提供电压给电池电压采集电路提供工作电源，电池电压采集电路正常工作，系统开始运行。
2.根据权利要求1所述的一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，其特征在于，所述电源启动电路包括与输入接口BAT+相连接的P沟道场效应管Q1电路，P沟道场效应管Q1电路连接到电阻R5的1端并连接到电源启动电路输出端VCC+，P沟道场效应管Q1与N沟道场效应管Q6电路相连接；
N沟道场效应管Q6电路与输入接口KeyOn相连接，N沟道场效应管Q6电路与N沟道场效应管Q7的D端及电源启动电路的输入接口BAT-连接；
N沟道场效应管Q7的G端连接到电阻R5的2端和电阻R6的1端以及N沟道场效应管Q8的G端，电阻R6的2端连接到N沟道场效应管Q7的S端及N沟道场效应管Q8的S端，N沟道场效应管Q8的D端连接到启动电源电路的输出负极。
3.根据权利要求2所述的一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，其特征在于，所述P沟道场效应管Q1电路包括P沟道场效应管Q1，所述P沟道场效应管Q1的S端连接到电阻R1的1端及电源启动电路的输入接口BAT+，P沟道场效应管Q1的G端连接到电阻R1的2端并连接到R2的1端，电阻R2的2端连接到N沟道场效应管Q6电路相连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，其特征在于，所述N沟道场效应管Q6电路包括N沟道场效应管Q6，所述N沟道场效应管Q6的D端与电阻R2的2端连接，所述N沟道场效应管Q6的G端连接到电阻R3的2端和电阻R4的1端，电阻R3的1端与输入接口KeyOn相连接，电阻R4的2端与电源启动电路的输入接口BAT-连接，N沟道场效应管Q6的S端连接到电阻R4的2端和N沟道场效应管Q7的D端。
5.根据权利要求1所述的一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，其特征在于，所述蓄电池组为DC9V-36V。
6.根据权利要求1所述的一种非隔离电池系统的BMS辅助电源启动电路，其特征在于，所述降压电路的输出正极+5V连接到电池电压采集电路的输入正极。
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