CN217767226U - 一种待机控制电路和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电路设计技术领域，具体涉及一种待机控制电路和装置，依据本申请的待机控制电路，在未有负载接入时，模拟前端电路处于待机状态，负载检测电路用于检测负载供电线路的输出端上是否接入负载，若是则输出一个唤醒信号给控制器；控制器用于接收到唤醒信号后输出一个待机唤醒信号给模拟前端电路，该模拟前端电路用于收到待机唤醒信号后从待机模式切换为工作模式，并输出一个开关控制信号以控制开关电路导通，进而使得负载供电线路导通以给负载供电。这样，在未有负载接入时，模拟前端电路处于待机状态，只有控制器处于工作状态，使得BMS系统整体的功耗很低，节约了电能。

Description

一种待机控制电路和装置

技术领域

本申请涉及电路设计技术领域，具体涉及一种待机控制电路和装置。

背景技术

公知的，移动电源(即电池)的容量是有限的，如果在移动电源工作过程中待机电流过大会使的移动电源的电能很快耗尽，故而减少待机电流可以有效的延长待机时间。例如，现有技术中的BMS(电池管理系统)处于待机工作状态时，BMS中的AFE仍需要续继工作来检测是否有负载接入，从而使BMS储放待机时间短。AFE(Active Front End，整流/回馈单元的功能)，AFE在行业内的中文名称是模拟前端，在BMS里面专指电池采样芯片，用来采集电芯电压和温度等。可见，在现有技术中，虽然BMS中控制器处于休眠状态但AFE依然处于工作模式，这样导致BMS普遍待机功耗大于200uA或更大，大量消耗了电池的电能，使得电池的工作时长变短，并且也会影响电池的使用寿命。

实用新型内容

本申请提供一种待机控制电路，其目的在于解决现有技术中BMS处于待机状态时功耗大的技术问题。

本申请提供一种待机控制电路,其包括：模拟前端电路、开关电路、控制器和负载检测电路；

所述开关电路设置在电池组与负载的之间的负载供电线路，所述模拟前端电路与所述开关电路的控制端连接；

所述负载检测电路的输入端与所述负载供电线路的输出端连接，该负载检测电路的输出端与所述控制器连接；所述负载检测电路用于检测所述负载供电线路的输出端上是否接入负载，若是则输出一个唤醒信号给所述控制器；

所述控制器与所述模拟前端电路连接，所述控制器还用于接收到所述唤醒信号后输出一个待机唤醒信号给所述模拟前端电路，该模拟前端电路用于收到所述待机唤醒信号后从待机模式切换为工作模式，并输出一个开关控制信号以控制所述开关电路导通，进而使得所述负载供电线路导通以给所述负载供电。

在一种实施例中，还包括降压电路，所述降压电路的输入端与所述电池组的正极连接，降压电路的输出端与所述控制器的供电端连接；该降压电路用于对所述电池组的输出电压进行降压处理后给所述控制器供电。

在一种实施例中，所述模拟前端电路包括第一采集端，该第一采集端分别与所述电池组的正极和负极连接，用于采集所述电池组的电池输出电压。

在一种实施例中，所述模拟前端电路还包括第二采集端，该第二采集端分别与所述负载供电线路的正极线路和负极线路连接，用于采集所述负载供电线路的上负载供电电压。

在一种实施例中，所述开关电路包括第一晶体管(Q1)和第二晶体管(Q2)；

所述第一晶体管(Q1)的第一极与所述电池组的正极连接，该第一晶体管(Q1)的第二极与所述第二晶体管(Q2)的第二极连接，该第二晶体管(Q2)的第一极用于连接负载的正极；所述第一晶体管(Q1)和第二晶体管(Q2)的控制极均与所述模拟前端电路连接。

在一种实施例中，所述负载检测电路包括第一电阻R1、第三电阻R3、二极管Z1、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4；

所述二极管Z1的负极与所述第二晶体管Q2的第一极的连接，该二极管Z1的正极与所述第一电阻R1的一端连接，该第一电阻R1的另一端与所述第四晶体管Q4的控制极连接，该第四晶体管Q4的第一极与所述电池组的正极连接，第二极与所述第三晶体管Q3的控制极连接，该第三晶体管Q3的第一极接地，第二极与所述控制器连接；所述第三电阻R3的一端与所述第一电阻R1的另一端连接，第三电阻R3的另一端与所述电池组的正极连接。

在一种实施例中，还包括第二电阻R2；

所述第二电阻R2的一端与所述降压电路的输入端连接，另一端与所述第三晶体管Q3的第二极连接。

在一种实施例中，还包括第五电阻R5；

所述第五电阻R5串联在所述负载供电线路的负极线路上，该第五电阻R5的一端与所述电池组的负极连接，另一端与所述第二采集端的负极采集端连接。

在一种实施例中，还包括第一数据线DATA1、第二数据线DATA2和中断信号线Powerfailure；

所述控制器与所述模拟前端电路之间通过所述第一数据线(DATA1)、第二数据线(DATA2)和中断信号线(Power failure)连接。

本申请还提供一种待机控制装置，其包括如上所述的待机控制电路。

依据上述实施例的待机控制电路，在未有负载接入时，模拟前端电路处于待机状态，负载检测电路用于检测负载供电线路的输出端上是否接入负载，若是则输出一个唤醒信号给控制器；控制器用于接收到唤醒信号后输出一个待机唤醒信号给模拟前端电路，该模拟前端电路用于收到待机唤醒信号后从待机模式切换为工作模式，并输出一个开关控制信号以控制开关电路导通，进而使得负载供电线路导通以给负载供电。这样，在未有负载接入时，模拟前端电路处于待机状态，只有控制器处于工作状态，使得BMS系统整体的功耗很低，节约了电能。

附图说明

图1为本申请实施例的待机控制电路的电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供一种待机控制电路，在未有负载接入时，模拟前端电路处于待机状态，只有控制器处于工作状态，使得BMS系统整体的功耗很低，节约了电能。若检测到有负载接入时，控制器输出一个待机唤醒信号给模拟前端电路，该模拟前端电路用于收到待机唤醒信号后从待机模式切换为工作模式，并输出一个开关控制信号以控制开关电路的导通，进而使得负载供电线路的导通以给负载供电。

本申请中的晶体管为三端子晶体管，其三个端子为控制极、第一极和第二极。晶体管可以为双极型晶体管或场效应晶体管等。例如当晶体管为双极型晶体管时，其控制极是指双极型晶体管的基极，第一极可以为双极型晶体管的集电极或发射极，对应的第二极可以为双极型晶体管的发射极或集电极；当晶体管为场效应晶体管时，其控制极是指场效应晶体管的栅极，第一极可以为场效应晶体管的漏极或源极，对应的第二极可以为场效应晶体管的源极或漏极。

实施例一：

如图1，本实施例提供一种待机控制电路,其主要用于BMS系统中以控制系统的工作状态使得整体的功耗更低。本实施例控制电路包括：模拟前端电路4、开关电路3、控制器1和负载检测电路2。开关电路3设置在电池组与负载的之间的负载供电线路，模拟前端电路4与开关电路3的控制端连接，模拟前端电路4用于控制开关电路3的导通和关断，进而控制负载供电线路的导通和关断。

负载检测电路2的输入端与负载供电线路的输出端P+连接，该负载检测电路的输出端与控制器1连接；负载检测电路2用于检测负载供电线路的输出端(P+和P-)是否接入负载，若是则输出一个唤醒信号(WAKE)给控制器1；控制器1与模拟前端电路4连接，控制器1还用于接收到唤醒信号后输出一个待机唤醒信号给模拟前端电路4，该模拟前端电路4用于收到待机唤醒信号后从待机模式切换为工作模式，并输出一个开关控制信号以控制开关电路3导通，进而使得负载供电线路的导通以给负载供电。

其中，本实施例的控制器1为MCU(微控制单元)，负载检测电路2为AFE(可以理解为电池采样芯片)。由于MCU和AFE的结构对于本领域技术人员来说是公知的，因此本实施例中不再赘述。本实施例的电池组包括多个电池单元，如图1中的电池组包括CELL1、CELL2……CELLN。

在一种实施例中，待机控制电路还包括降压电路5(即BUCK电路)，降压电路5的输入端与电池组的正极B+连接，降压电路5的输出端与控制器1的供电端连接；该降压电路5用于对电池组的输出电压进行降压处理后给控制器1供电，使得控制器1处于工作状态。由于电池组直接输出的电压较高，不能直接供给控制器1，因此需要经过降压电路5进行降压处理后才能供给控制器1。

本实施例中，模拟前端电路4包括第一采集端，该第一采集端分别与电池组的正极和负极连接，用于采集电池组的电池输出电压。如图1，第一采集端包括正极采集端A1和负极采集端A2，正极采集端A1和负极采集端A2分别用于采集电池组正极和负极之间的电压。

本实施例中，模拟前端电路4还包括第二采集端，该第二采集端分别与负载供电线路的正极线路和负极线路连接，用于采集负载供电线路的上负载供电电压。如图1，第二采集端也包括正极采集端B1和负极采集端B2，正极采集端B1和负极采集端B2分别用于采集正极线路和负极线路上的电压。

其中，本实施例的开关电路3包括第一晶体管Q1和第二晶体管Q2；第一晶体管Q1的第一极与电池组的正极连接，该第一晶体管Q1的第二极与第二晶体管Q2的第二极连接，该第二晶体管Q2的第一极用于连接负载的正极；第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的控制极均与模拟前端电路4连接。本实施例的第一晶体管Q1和第二晶体管Q2均为N沟道型MOS管，第一晶体管Q1的第一极为源极，第二极为漏极，控制极为栅极。

其中，本实施例的负载检测电路2包括第一电阻R1、第三电阻R3、二极管Z1、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4。二极管Z1的负极与第二晶体管Q2的第一极的连接，该二极管Z1的正极与所述第一电阻R1的一端连接，该第一电阻R1的另一端与第四晶体管Q4的控制极连接，该第四晶体管Q4的第一极与电池组的正极连接，第二极与第三晶体管Q3的控制极连接，该第三晶体管Q3的第一极接地，第二极与控制器连接。第三电阻R3的一端与第一电阻R1的另一端连接，第三电阻R3的另一端与电池组的正极连接。本实施例中的第三晶体管Q3和第四晶体管Q4为三极管，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4的第一极为发射极，第二极为集电极，控制极为基极。当BMS待机时Q1和Q2关闭，当负载接入P+和P-两端时，电池端B+通过R3->R1->Z1->负载，其中在R3两端产生压降，故而使Q4导通再通过R4使Q3导通，WAKE原本为高电平，而此时Q3导通后使WAKE电位被拉低，MCU被唤醒。

在一种实施例中，待机控制电路还包括第二电阻R2；第二电阻R2的一端与降压电路5的输入端连接，另一端与第三晶体管Q3的第二极连接。第二电阻R2起到降压的作用。

在一种实施例中，待机控制电路还包括第五电阻R5；第五电阻R5串联在负载供电线路的负极线路上，该第五电阻R5的一端与电池组的负极连接，另一端与第二采集端的负极采集端B2连接。

本实施例中的待机控制电路还包括第一数据线DATA1、第二数据线DATA2和中断信号线Power failure；控制器1与模拟前端电路4之间通过第一数据线DATA1、第二数据线DATA2和中断信号线Power failure连接，以实现通信。

本实施例中，在P+和P-之间没有负载接入时，MCU控制AFE处于待机状态，此时BMS待机且Q1和Q2关闭，当负载接入P+和P-两端时，电池端B+通过R3->R1->Z1->负载，其中在R3两端产生压降，故而使Q4导通再通过R4使Q3导通，WAKE原本为高电平，而此时Q3导通后使WAKE电位被拉低，MCU被唤醒，从而MCU通过Power failure/DATA1/DATA2总线使AFE工作，此时AFE再控制Q1和Q2打开，至此BMS完全处于打开工作状态。这样在待机状态时节约了能耗，延长了电池组使用时长和寿命。

实施例二：

本实施例提供一种待机控制装置，其包括如上述实施例一提供的待机控制电路。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种待机控制电路,其特征在于，包括：模拟前端电路、开关电路、控制器和负载检测电路；

所述开关电路设置在电池组与负载的之间的负载供电线路，所述模拟前端电路与所述开关电路的控制端连接；

所述负载检测电路的输入端与所述负载供电线路的输出端连接，该负载检测电路的输出端与所述控制器连接；所述负载检测电路用于检测所述负载供电线路的输出端上是否接入负载，若是则输出一个唤醒信号给所述控制器；

所述控制器与所述模拟前端电路连接，所述控制器还用于接收到所述唤醒信号后输出一个待机唤醒信号给所述模拟前端电路，该模拟前端电路用于收到所述待机唤醒信号后从待机模式切换为工作模式，并输出一个开关控制信号以控制所述开关电路导通，进而使得所述负载供电线路导通以给所述负载供电。

2.如权利要求1所述的待机控制电路,其特征在于，还包括降压电路，所述降压电路的输入端与所述电池组的正极连接，降压电路的输出端与所述控制器的供电端连接；该降压电路用于对所述电池组的输出电压进行降压处理后给所述控制器供电。

3.如权利要求1所述的待机控制电路,其特征在于，所述模拟前端电路包括第一采集端，该第一采集端分别与所述电池组的正极和负极连接，用于采集所述电池组的电池输出电压。

4.如权利要求1所述的待机控制电路,其特征在于，所述模拟前端电路还包括第二采集端，该第二采集端分别与所述负载供电线路的正极线路和负极线路连接，用于采集所述负载供电线路的上负载供电电压。

5.如权利要求2所述的待机控制电路,其特征在于，所述开关电路包括第一晶体管(Q1)和第二晶体管(Q2)；

所述第一晶体管(Q1)的第一极与所述电池组的正极连接，该第一晶体管(Q1)的第二极与所述第二晶体管(Q2)的第二极连接，该第二晶体管(Q2)的第一极用于连接负载的正极；所述第一晶体管(Q1)和第二晶体管(Q2)的控制极均与所述模拟前端电路连接。

6.如权利要求5所述的待机控制电路,其特征在于，所述负载检测电路包括第一电阻(R1)、第三电阻(R3)、二极管(Z1)、第三晶体管(Q3)和第四晶体管(Q4)；

所述二极管(Z1)的负极与所述第二晶体管(Q2)的第一极的连接，该二极管(Z1)的正极与所述第一电阻(R1)的一端连接，该第一电阻(R1)的另一端与所述第四晶体管(Q4)的控制极连接，该第四晶体管(Q4)的第一极与所述电池组的正极连接，第二极与所述第三晶体管(Q3)的控制极连接，该第三晶体管(Q3)的第一极接地，第二极与所述控制器连接；所述第三电阻(R3)的一端与所述第一电阻(R1)的另一端连接，第三电阻(R3)的另一端与所述电池组的正极连接。

7.如权利要求6所述的待机控制电路,其特征在于，还包括第二电阻(R2)；

所述第二电阻(R2)的一端与所述降压电路的输入端连接，另一端与所述第三晶体管(Q3)的第二极连接。

8.如权利要求4所述的待机控制电路,其特征在于，还包括第五电阻(R5)；

所述第五电阻(R5)串联在所述负载供电线路的负极线路上，该第五电阻(R5)的一端与所述电池组的负极连接，另一端与所述第二采集端的负极采集端连接。

9.如权利要求1所述的待机控制电路,其特征在于，还包括第一数据线(DATA1)、第二数据线(DATA2)和中断信号线(Power failure)；

所述控制器与所述模拟前端电路之间通过所述第一数据线(DATA1)、第二数据线(DATA2)和中断信号线(Power failure)连接。

10.一种待机控制装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的待机控制电路。

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