CN217956749U - 开关控制电路、电池管理系统、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种开关控制电路、电池管理系统、电池包及用电设备。开关控制电路包括：电源开关、控制模块、分压支路以及第一开关；电源开关分别与电压输出端、控制模块以及分压支路电连接，电源开关被配置为能够响应控制模块的控制信号导通或断开电压输出端与分压支路的电连接；分压支路包括至少两个相互串联的电阻，其中，相互串联的电阻之间的节点与第一开关电连接，分压支路以及第一开关还均与电池包的负极端子电连接。

Description

开关控制电路、电池管理系统、电池包及用电设备

技术领域

本公开实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种开关控制电路、电池管理系统、电池包及用电设备。

背景技术

现如今，以MOS管为代表的半导体开关器件广泛应用于电池包的充电电路中，其为电池包的充电的稳定进行起到重要作用。

因此，为了保证充电电路能够正常使用，需要在半导体开关器件使用时对半导体开关器件导通和关断进行控制。

实用新型内容

为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种开关控制电路、电池管理系统、电池包及用电设备，以至少部分地解决上述问题。

根据本公开的一方面，提供了一种开关控制电路，该开关控制电路包括：电源开关、控制模块、分压支路以及第一开关；电源开关分别与电压输出端、控制模块以及分压支路电连接，电源开关被配置为能够响应控制模块的控制信号导通或断开电压输出端与分压支路的电连接；分压支路包括至少两个相互串联的电阻，其中，相互串联的电阻之间的节点与第一开关电连接，分压支路以及第一开关还均与电池包的负极端子电连接。

在一些可选的实施例中，控制模块包括：第一控制单元和第二开关，第一控制单元包括第一信号端子，第二开关电连接于第一信号端子与电源开关之间；和/或，控制模块包括：第二控制单元和第三开关，第二控制单元包括第二信号端子，第三开关电连接于第二信号端子与电源开关之间。

在一些可选的实施例中，控制模块还包括：第一电阻器、第二电阻器；第二开关为PMOS管，第一信号端子与第二开关的源极电连接，第二开关的栅极与第二电阻器的第一端电连接，第一电阻器的第一端与第一信号端子电连接，第一电阻器的第二端与第二电阻器的第一端电连接，第二开关的漏极与电源开关电连接；控制模块还包括：第三电阻器、第四电阻器；第三开关为NMOS管，第二信号端子与第三电阻器的第一端电连接，第三电阻器的第二端与第三开关的栅极电连接，第四电阻器的第一端与第三电阻器的第二端电连接，第四电阻器的第二端接地，第三开关的源极接地，第三开关的漏极与第二电阻器的第二端电连接。

在一些可选的实施例中，电源开关包括输入端口、输出端口、输出放电端口，电压输出端与输入端口电连接，输出端口与分压支路电连接；

开关控制电路还包括第五电阻器，第五电阻器的第一端与输出放电端口电连接，第五电阻器的第二端与输出端口电连接。

在一些可选的实施例中，开关控制电路还包括第一电容器，第一电容器的第一端与电源开关电连接，第一电容器的第二端接地。

在一些可选的实施例中，开关控制电路还包括：第四开关，第四开关为PMOS管；分压支路包括第六电阻器和第七电阻器，第六电阻器的第二端与第七电阻器的第二端电连接，第七电阻器的第一端与电池包的负极端子电连接；第四开关的源极与电源开关电连接，第四开关的漏极与第六电阻器的第一端电连接，第四开关的栅极接地。

在一些可选的实施例中，开关控制电路还包括：第八电阻器，第八电阻器的第一端与第五电阻器的第二端电连接，第八电阻器的第二端与第四开关的源极电连接。

在一些可选的实施例中，开关控制电路还包括：放电回路；放电回路包括第九电阻器、第十电阻器和第五开关；第九电阻器的第一端分别与电源开关以及分压支路电连接；第十电阻器的第一端与电源开关电连接，第十电阻器的第二端与电池包的负极端子电连接；第五开关分别与第十电阻器的第一端、第九电阻器的第二端以及电池包的负极端子电连接。

在一些可选的实施例中，开关控制电路还包括：第一二极管，第一二极管的阳极与电源开关电连接，第一二极管的阴极与第十电阻器的第一端电连接；和/或，开关控制电路还包括：第二二极管，第二二极管的阳极与第十电阻器的第一端电连接，第二二极管的阴极与第九电阻器的第一端电连接。

在一些可选的实施例中，开关控制电路还包括第十一电阻器，第十一电阻器的第一端连接在控制模块和电源开关之间，第十一电阻器的第二端接地。

在一些可选的实施例中，开关控制电路还包括：第三二极管、第二电容器和第三电容器，第二电容器的第一端以及第三电容器的第一端电连接后与电源开关电连接，第二电容器的第二端以及第三电容器的第二端电连接后接地；电压输出端与第三二极管的阳极电连接，第三二极管的阴极与第二电容器的第一端电连接。

根据本公开的第二方面，提供了一种电池管理系统，包括：如第一方面提供的任一项的开关控制电路。

根据本公开的第三方面，提供了一种电池包，其中，该电池包包括电池模组以及如第二方面提供的电池管理系统。

根据本公开的第三方面，提供了一种用电设备，包括：如第三方面提供的电池包。

由于本公开实施例的开关控制电路中存在电源开关，该电源开关与电压输出端、控制模块以及分压支路电连接，且该电源开关能够响应控制模块的控制信号导通或断开电压输出端与分压支路的电连接，而分压支路包括至少两个相互串联的电阻，相互串联的电阻之间的节点与第一开关电连接，分压支路以及第一开关均与电池包的负输出端电连接，因此在该第一开关用于电池包充电电路的充电MOS管时，可以通过控制模块对电源开关进行控制，以使电源开关导通或断开电压输出端与分压支路形成的电连接，从而使第一开关导通或者关断，通过这样的电路结构，可以实现对第一开关进行有效地控制，从而保证电池包的充电电路能够稳定工作。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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公开实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本公开的一种示例性的开关控制电路的示意图。

图2示出了根据本公开的另一种示例性的开关控制电路的电路结构示意图。

图3示出了根据本公开的再一种示例性的开关控制电路的电路结构示意图。

图4示出了根据电源开关为TPS22810芯片时的芯片内部电路结构示意图。

图5示出了根据本公开的一种示例性的电池管理系统的示意图。

图6示出了根据本公开的一种示例性的电池包的示意图。

图7示出了根据本公开的一种示例性的用电设备的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本公开实施例中的技术方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开实施例保护的范围。

根据本公开的第一方面，参照图1-图3，本公开提供了一种开关控制电路100，该开关控制电路100包括：电源开关10、控制模块20、分压支路以及第一开关Q1；电源开关10分别与电压输出端VCC、控制模块20以及分压支路电连接，电源开关10被配置为能够响应控制模块20的控制信号导通或断开电压输出端VCC与分压支路的电连接；分压支路包括至少两个相互串联的电阻，其中，相互串联的电阻之间的节点与第一开关Q1电连接，分压支路以及第一开关Q1还均与电池包的负极端子P-电连接。

由于本公开实施例的开关控制电路100中存在电源开关10，该电源开关10与电压输出端VCC、控制模块20以及分压支路电连接，且该电源开关10能够响应控制模块20的控制信号导通或断开电压输出端VCC与分压支路的电连接，而分压支路包括至少两个相互串联的电阻，相互串联的电阻之间的节点与第一开关Q1电连接，分压支路以及第一开关Q1均与电池包的负输出端P-电连接，因此在该第一开关Q1用于电池包充电电路的充电MOS管时，可以通过控制模块20对电源开关10进行控制，以使电源开关10导通或断开电压输出端VCC与分压支路形成的电连接，从而使第一开关10导通或者关断，通过这样的电路结构，可以实现对第一开关10进行有效地控制，从而保证电池包的充电电路能够稳定工作。

下面对本公开中的开关控制电路100进行详细说明，应理解，下文中的说明并不作为对本公开中的任何限制。

本公开中的第一开关Q1可以为MOS管，例如可以是用于电池充电电路的充电MOS管。在一些可选的实施例中，第一开关Q1为NMOS管，且分压支路中相互串联的电阻之间的节点与第一开关Q1的栅极电连接，第一开关Q1的源极与电池包的负极端子P-电连接。

本公开中的电压输出端VCC可以是外部电源的电压输出端，该电压输出端VCC可以向开关控制电路100中输出电源电压，当电源开关10响应于控制模块20的控制信号导通电压输出端VCC与分压支路的电连接后，电压输出端VCC通过电源开关10向分压支路输入电源电压，分压支路对该电源电压进行分压，第一开关Q1在分压后的电源电压的作用下导通。

电压输出端VCC所输出的电源电压的大小在此不进行限定，能够满足需要即可。示例性地，可以为+12V、+20V、+50V等等。下文为便于说明本实施例，均以+12V为例。

本公开中，电源开关10可以是开关芯片，其在得到控制模块20发送的控制信号后可以导通。例如在一些实施例中，控制信号可以用于电源开关10使能，电源开关10可以包括使能信号输入端口EN、输入端口VIN和输出端口VOUT，其中，控制模块20可以与使能信号输入端口EN电连接，电压输出端VCC与输入端口VIN电连接，分压支路与输出端口VOUT电连接，当控制模块20向使能信号输入端口EN发送控制信号后，电源开关10根据控制信号使能，电源开关10使能后输入端口VIN和输出端口VOUT之间导通，从而电压输入端VCC与分压支路形成导通，电压输入端VCC输出的电源电压(例如+12V)通过电源开关10输入到分压支路。

例如，该控制模块20发出的控制信号可以是高电平信号，电源开关10接收到控制模块20发出的高电平信号后导通，并在高电平信号维持时持续导通，以导通电压输出端VCC与分压支路的电连接；当高电平信号消失后，电源开关10关断，以断开电压输出端VCC与分压支路的电连接。

当电源开关10是开关芯片时，本公开中不具体限制电源开关10的芯片种类和具体型号。例如，电源开关10可以是单通道负载开关芯片，示例地，单通道负载开关芯片可以包括TPS22810芯片。在一示例的开关控制电路中，电源开关10的型号可以是TPS22810DBVR芯片。

本公开中，开关控制电路100的控制模块20可以包括任意的电路结构，只要能满足向电源开关10发送控制信号的需要即可。参照图1、图2、图3所示，在一些可选的实现方式中，控制模块20包括：第一控制单元MCU和第二开关Q2，第一控制单元MCU包括第一信号端子21，第二开关Q2电连接于第一信号端子21与电源开关10之间；和/或，控制模块20包括：第二控制单元AFE(Analog Front End，模拟前端)和第三开关Q3，第二控制单元AFE包括第二信号端子22，第三开关Q3电连接于第二信号端子22与电源开关10之间。

本公开中，第一控制单元MCU可以是电池管理系统的MCU主控单元，第二控制单元AFE可以是电池管理系统的前端采集电路中的控制单元。第一信号端子21为第一控制单元MCU的控制信号输出端子，第二信号端子22为第二控制单元AFE的控制信号输出端子。通过这样的电路结构使得本公开中的开关控制电路可以满足电池充电的不同需要。

参照图1所示的电路，其示出了控制模块20包括第一控制单元MCU和第二开关Q2的情形。可选地，在这一实施例中，第二开关Q2为PMOS管，控制模块20还包括：第一电阻器R1和第二电阻器R2，第一信号端子21与第二开关Q2的源极电连接，第二开关Q2的栅极与第二电阻器R2的第一端电连接，第一电阻器R1的第一端与第一信号端子21电连接，第一电阻器R1的第二端与第二电阻器R2的第一端电连接，第二开关Q2的漏极与电源开关10电连接，第二电阻器R2的第二端接地。

具体地，第二开关Q2作为PMOS管，在第一控制单元MCU通过第一信号端子21向第二开关Q2的源极输出控制信号，该控制信号为高电平信号，而第二开关Q2的栅极接地，使得第二开关Q2导通，从而使得控制信号到达电源开关10(例如电源开关10为TPS22810芯片，控制信号到达电源开关10的使能信号输入端口EN)，电源开关10响应于该高电平的控制信号而导通，以导通电压输出端VCC与分压支路的电连接。而当第一控制单元MCU输出低电平信号时，第二开关Q2关断，电源开关10关断，以断开电压输出端VCC与分压支路的电连接。

这样的可选电路结构，能够适用于可由电池管理系统的MCU主控单元(即第一控制单元MCU)控制的充电电路，能够使得开关控制电路100更好地对第一开关Q1的导通与关断进行控制，较好地满足对电池包充电的需求。

参照图2所示的电路，其示出了控制模块20包括第二控制单元AFE和第三开关Q3的情形。可选地，在这一实施例中，第三开关Q3为NMOS管，控制模块20还包括：第三电阻器R3、第四电阻器R4，第二信号端子22与第三电阻器R3的第一端电连接，第三电阻器R3的第二端与第三开关Q3的栅极电连接，第四电阻器R4的第一端与第三电阻器R3的第二端电连接，第四电阻器R4的第二端接地，第三开关Q3的源极接地，第三开关Q3的漏极与电源开关10电连接。

具体地，第三开关Q3作为NMOS管，在第二控制单元AFE通过第二信号端子22向第三开关Q3的栅极输出控制信号，该控制信号为高电平信号，而第三开关Q3的源极接地，使得第三开关Q3导通，从而使得控制信号到达电源开关10(例如电源开关10为TPS22810芯片，控制信号到达电源开关10的使能信号输入端口EN)，电源开关10响应于该高电平的控制信号而导通，以导通电压输出端VCC与分压支路的电连接。而当第二控制单元AFE输出低电平信号时，第三开关Q3关断，电源开关10关断，以断开电压输出端VCC与分压支路的电连接。

这样的可选电路结构，能够适用于可由电池管理系统的前端采集电路中的控制单元(即第二控制单元AFE)控制的充电电路，能够使得开关控制电路100更好地对第一开关Q1的导通与关断进行控制，较好地满足对电池包充电的需求。

参照图3所示的电路，其示出了控制模块20包括第一控制单元MCU和第二开关Q2以及第二控制单元AFE和第三开关Q3的情形。可选地，控制模块20还包括：第一电阻器R1、第二电阻器R2；第二开关Q2为PMOS管，第一信号端子21与第二开关Q2的源极电连接，第二开关Q2的栅极与第二电阻器R2的第一端电连接，第一电阻器R1的第一端与第一信号端子21电连接，第一电阻器R1的第二端与第二电阻器R2的第一端电连接，第二开关Q2的漏极与电源开关10电连接；控制模块20还包括：第三电阻器R3、第四电阻器R4；第三开关Q3为NMOS管，第二信号端子22与第三电阻器R3的第一端电连接，第三电阻器R3的第二端与第三开关Q3的栅极电连接，第四电阻器R4的第一端与第三电阻器R3的第二端电连接，第四电阻器R4的第二端接地，第三开关Q3的源极接地，第三开关Q3的漏极与第二电阻器R2的第二端电连接。

具体地，第二开关Q2为PMOS管，第三开关Q3为NMOS管，在这个电路结构中，当第一控制单元MCU通过第一信号端子21向第二开关Q2的源极输出高电平信号，且第二控制单元22同时通过第二信号端子22向第三开关Q3的栅极输出高电平信号后，使得第二开关Q2导通，第三开关Q3导通，从而使得高电平的控制信号到达电源开关10(例如电源开关10为TPS22810芯片，控制信号到达电源开关10的使能信号输入端口EN)，电源开关10响应于该高电平的控制信号而导通，以导通电压输出端VCC与分压支路的电连接。而当第一控制单元MCU和第二控制单元AFE中的至少一个输出低电平信号时，第二开关Q2关断，第三开关Q3关断，电源开关10关断，以断开电压输出端VCC与分压支路的电连接。

容易看出，这种电路结构中第二开关Q2、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三开关Q3、第三电阻器R3、第四电阻器R4形成了与门电路，只有第一控制单元MCU和第二控制单元AFE同时输出高电平信号，最终到达电源开关10的才是高电平的控制信号，反之，则电源开关10无法接收到控制模块20的高电平的控制信号。

这样的可选电路结构，能够适用于可由电池管理系统的MCU主控单元(即第一控制单元MCU)以及前端采集电路中的控制单元(即第二控制单元AFE)共同控制的充电电路，能够使得开关控制电路100更好地对第一开关Q1的导通与关断进行控制，较好地满足对电池包充电的需求。

此外，在这一可选的电路结构中，使用时在无异常的情况下，可以由第一控制单元MCU主导发送控制信号，进而主导开关控制电路100对第一开关Q1的导通和关断的控制，而在第一控制单元MCU发生故障或者出现其他异常情况时，则可以由第二控制单元AFE来主导第一开关Q1的关断。例如，第一控制单元MCU发生故障的情形可以是，第一控制单元MCU发生故障并始终输出高电平信号，这时可以由第二控制单元AFE输出低电平信号，使第二开关Q2关断，控制模块20的控制信号为低电平信号，电源开关10关断，进而使分压支路与电压输出端VCC之间的电连接断开，第一开关Q1关断。又例如，第二控制单元AFE发送高电平信号在一些可选的情况下可以是基于第一控制单元MCU的指令进行，而在第一控制单元MCU与第二控制单元AFE通讯失败时，第一控制单元MCU无法给第二控制单元AFE指令，第二控制单元AFE在这种情况下不发出高电平信号，则第一开关Q1保持关断。再例如，由于第二控制单元AFE为电池管理系统的前端采集电路中的控制单元，其可以检测充电时的电池包的电压，当检测电压超过阈值时(例如超过该阈值时电池包出现过充现象)，则第二控制单元AFE不管第一控制单元MCU的动作，直接输出低电平信号使第二开关Q2关断，以关断第一开关Q1。应理解，这些仅作为一些示例性解释，而非对本公开中的限制。

在一些可选的实施方式中，参照图3所示，该开关控制电路还包括第四电容器C4，该第四电容器C4的第一端连接在第三开关Q3(如前述，第三开关Q3为NMOS管)的栅极，第四电容器C4的第二端接地。该第四电容器C4可以使第三开关Q3的栅源电压缓慢上升，可以调节第三开关Q3的导通速度，提高第三开关Q3导通状态的稳定性。

在一些可选的实施方式中，电源开关10包括输入端口VIN、输出端口VOUT、输出放电端口QOD，电压输出端VCC与输入端口VIN电连接，输出端口VOUT与分压支路电连接；开关控制电路还包括第五电阻器R5，第五电阻器R5的第一端与输出放电端口QOD电连接，第五电阻器R5的第二端与输出端口VOUT电连接。

具体地，本公开实施例的电源开关10可以是单通道负载开关芯片，例如TPS22810芯片，其具有快速输出放电功能(Quick Output Discharge，QOD功能)。以电源开关10是TPS22810芯片进行说明，其具有输入端口VIN、输出端口VOUT、输出放电端口QOD，还具有使能信号输入端口EN、接地端口GND等。

具体地，参照图3所示，电源开关10为TPS22810芯片时，使能信号输入端口EN与控制模块20电连接，电压输出端VCC与输入端口VIN电连接，输出端口VOUT与分压支路电连接，第五电阻器R5的第一端与输出放电端口QOD电连接，第五电阻器R5的第二端与输出端口VOUT电连接，接地端口GND接地。

当电源开关10为TPS22810芯片时，由于其芯片内部电路，通过调节其输出放电端口QOD和输出端口VOUT之间连接的第五电阻器R5的阻值大小，可以改变电源开关10的关断速度，进而能够灵活地改变第一开关Q1的关断速度。当第五电阻器R5的阻值越小，电源开关10的关断速度越快，进而第一开关Q1关断的速度也越快。基于此，本实施例能够进一步满足开关控制电路100控制第一开关Q1关断的需求。

TPS22810芯片的相关基本原理可参照芯片手册等现有技术进行理解，在此不进行赘述。

在一些可选的实施方式中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路100还包括第一电容器C1，第一电容器C1的第一端与电源开关10电连接，第一电容器C1的第二端接地。

仍以本公开中的电源开关10为单通道负载开关芯片TPS22810芯片进行说明，具体地，其除了具有输入端口VIN、输出端口VOUT、输出放电端口QOD，还具有使能信号输入端口EN、接地端口GND等，还包括CT端口，用于配置电源开关10的导通速度。则该第一电容器C1的第一端可以电连接于电源开关10的CT端口，第一电容器C1的第二端接地，则可以通过改变第一电容器C1的大小，来调节电源开关10的导通速度，从而改变第一开关Q1的导通速度，基于此能够进一步满足开关控制电路控制第一开关Q1导通的需求。当第一电容器C1越小，电源开关10的导通速度越快，进而第一开关Q1导通的速度也越快。基于此，本实施例能够进一步满足开关控制电路100控制第一开关Q1导通的需求。

在一些可选的实施例中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路100还包括：第四开关Q4，第四开关Q4为PMOS管；分压支路包括第六电阻器R6和第七电阻器R7，第六电阻器R6的第二端与第七电阻器R7的第二端电连接，第七电阻器R7的第一端与电池包的负极端子P-电连接；第四开关Q4的源极与电源开关10电连接，第四开关Q4的漏极与第六电阻器R6的第一端电连接，第四开关Q4的栅极接地。

具体地，以参照图3所示的电路结构进行说明，该电路结构中电源开关10为单通道负载开关芯片TPS22810芯片，由于第一开关Q1(例如第一开关Q1为NMOS管)的源极与电池包的负极端子P-连接，而第一开关Q1的栅极通过分压支路与电源开关10的输出端口VOUT连接，在电源开关10关断时，第一开关Q1的栅极通过分压支路和电源开关10的芯片内部电路接地。电池包的负极端子P-的电势比地的电势低，因而电池包的负极端子P-与电源开关10之间形成电压差，该电压差使得第一开关Q1的栅极和源极之间仍存在满足其导通条件的电压，使得第一开关Q1无法正常关断。

参照图1、图2或图3中，第一开关Q1的栅极连接在分压支路的第六电阻器R6和第七电阻器R7之间的节点上。

本公开中通过设置第四开关Q4，由于该第四开关Q4为PMOS管，其源极与电源开关10电连接，第四开关Q4的漏极与第六电阻器R6的第一端电连接，第四开关Q4的栅极接地，使得电源开关10关断时，第四开关Q4关断，第一开关Q1的栅极不会直接接地，因此在电池包的负极端子P-接入负压时，在电源开关10关断时第一开关Q1栅极和源极之间不会存在电压差，可以保证开关控制电路控制该第一开关Q1关断的可靠性。

在一些可选的实施例中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路100还包括：第八电阻器R8，第八电阻器R8的第一端与第五电阻器R5的第二端电连接，第八电阻器R8的第二端与第四开关Q4的源极电连接。本公开中，通过调整第八电阻器R8的阻值大小，能够调整第一开关Q1关断的速度，其中，第八电阻器R8的阻值越小，则第一开关Q1关断的速度越快。

在一些可选的实施例中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路100还包括：放电回路；放电回路包括第九电阻器R9、第十电阻器R10和第五开关Q5；第九电阻器R9的第一端分别与电源开关10以及分压支路电连接；第十电阻器R10的第一端与电源开关10电连接，第十电阻器R10的第二端与电池包的负极端子P-电连接；第五开关Q5分别与第十电阻器R10的第一端、第九电阻器R9的第二端以及电池包的负极端子P-电连接。

例如第一开关Q1为NMOS管，在电源开关10关断后，通过分压支路作用于第一开关Q1的栅极和源极之间的电压消失，但由于第一开关Q1内部有寄生电容，寄生电容中存贮有电荷，需要时间将寄生电容存贮的电荷泄放掉才可完成第一开关Q1的关断，本公开中的放电回路可以用于加速第一开关Q1的寄生电容存贮的电荷的泄放，以提高第一开关Q1的关断速度。

具体地，参照图3所示进行说明，该第五开关Q5可以为三极管，例如图3中第五开关Q5为PNP三极管，第九电阻器R9的第一端和第十电阻器R10的第一端均通过第八电阻器R8与电源开关10电连接，第九电阻器R9的第一端与第六电阻器R6的第一端电连接，第五开关Q5的发射极与第九电阻器R9的第二端电连接，第五开关Q5的基极与第十电阻器R10的第一端电连接，第五开关Q5的集电极与电池包的负极端子P-电连接，第十电阻器R10的第二端与电池包的负极端子P-电连接。具体地，当第一开关Q1从导通状态进入关断状态时，第五开关Q5导通，第一开关Q1内部的寄生电容所贮存的电荷通过第六电阻器R6、第九电阻器R9和第五开关Q5泄放至电池包的负极端子P-，泄放后第一开关Q1实现关断。

在一些可选的实施例中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路还包括：第一二极管D1，第一二极管D1的阳极与电源开关10电连接，第一二极管D1的阴极与第十电阻器R10的第一端电连接；和/或，开关控制电路还包括：第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与第十电阻器R10的第一端电连接，第二二极管D2的阴极与第九电阻器R9的第一端电连接。

具体地，第一二极管D1和/或第二二极管D2可以防止第一开关Q1关断时泄放的电压反向输入电源开关10，从而降低其对电源开关10以及电压输出端VCC所对应的外部电源的影响，第二二极管D2同时防止第一开关Q1关断时其寄生电容贮存的电荷通过第一电阻器R6以及第十电阻器R10泄放。

在一些可选的实施例中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路还包括第十一电阻器R11，第十一电阻器R11的第一端连接在控制模块20和电源开关10之间，第十一电阻器R11的第二端接地。

具体地，参照图3所示进行说明，该电源开关10为单通道负载开关芯片TPS22810时，该第十一电阻器R11的第一端电连接于控制模块20和电源开关10的使能信号输入端口EN之间的电连接线上，第十一电阻器R11的第二端接地，本公开中的第十一电阻器R11用作下拉电阻，在控制模块20的第二开关Q2关断后，可以将电源开关10的使能信号输入端口EN的电平拉低为低电平，防止控制模块20的第二开关Q2关断后电源开关10的使能信号输入端口EN处于悬空状态。

在一些可选的实施例中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路还包括：第三二极管D3、第二电容器C2和第三电容器C3，第二电容器C2的第一端以及第三电容器C3的第一端电连接后与电源开关10电连接，第二电容器C2的第二端以及第三电容器C3的第二端电连接后接地；电压输出端VCC与第三二极管D3的阳极电连接，第三二极管D3的阴极与第二电容器C2的第一端电连接。

具体地，参照图3所示进行说明，该电源开关10为单通道负载开关芯片TPS22810时，该第二电容器C2的第一端以及第三电容器C3的第一端电连接后与电源开关10的输入端口VIN电连接，第二电容器C2的第二端以及第三电容器C3的第二端电连接后接地；电压输出端VCC与第三二极管D3的阳极电连接，第三二极管D3的阴极与第二电容器C2的第一端电连接。

具体地，第三二极管D3可作为防反向二极管使用，电压输出端VCC输出的电源电压为正电压(例如为+12V)可以通过第三二极管D3，第二电容器C2和第三电容器C3对电源电压进行储能稳压，减小电源开关10导通后电源电压(例如+12V)在驱动第一开关Q1(例如为NMOS管)时的跌落，输入到第二电容器C2和第三电容器C3的电源电压无法反向通过第三二极管D3输入回电压输出端VCC，有利于保护外部电源；此外在第二电容器C2和第三电容器C3的储能稳压作用下，电源开关10的输入端口VIN处的电压不会瞬间上升或者下降，可防止因电压输出端VCC输出的电源电压瞬间跌落而导致的开关控制电路的误断开，继而保证该开关控制电路对第一开关Q1进行开关控制的稳定。

在一些可选的实施例中，参照图1、图2或图3所示，该开关控制电路100还包括：滤波模块，控制模块20通过该滤波模块与电源开关10电连接。该滤波模块用于对控制模块20的控制信号(例如为高电平信号)进行滤波处理。

具体地，参照图3所示，该滤波模块包括第十二电阻器R12和第五电容器C5，该第十二电阻器R12的第一端与第二开关Q2的漏极电连接，该电源开关10为单通道负载开关芯片TPS22810时，第十二电阻器R12的第二端与电源开关10的使能信号输入端口EN连接，第五电容器C5的第一端与第十二电阻器R12的第二端电连接，第五电容器C5的第二端接地。

在一些可选的实施例中，参照图3所示，该开关控制电路100还包括：稳压二极管D4，该稳压二极管D4的第一端与第六电阻器R6的第一端电连接，稳压二极管D4的第二端与第七电阻器R7的第一端电连接。该稳压二极管D4可用于稳定第一开关Q4(例如为NMOS管)的栅源电压，防止其栅源电压过大。

下面，再结合图3中的本公开实施例中的一个示例性的开关控制电路100进行进一步说明，应理解，下文内容并不作为对本公开实施例中的任何限制。

参照图3所示，该开关控制电路100包括电源开关10、控制模块20、分压支路以及第一开关Q1，第一开关Q1为NMOS管，电源开关10包括单通道负载开关芯片TPS22810，第一开关Q1的源极与电池包的负极端子P-电连接；

电源开关10包括输入端口VIN、输出端口VOUT、输出放电端口QOD、使能信号输入端口EN、CT端口、接地端口GND，其中接地端口GND接地；

该开关控制电路100还包括第三二极管D3、第二电容器C2和第三电容器C3，第二电容器C2的第一端以及第三电容器C3的第一端电连接后与电源开关10的输入端口VIN电连接，第二电容器C2的第二端以及第三电容器C3的第二端电连接后接地；电压输出端VCC与第三二极管D3的阳极电连接，第三二极管D3的阴极与第二电容器C2的第一端电连接；

该开关控制电路100还包括第十一电阻器R11，第十一电阻器R11的第一端与电源开关10的使能信号输入端口EN电连接，第十一电阻器R11的第二端接地；

该开关控制电路100还包括滤波模块，滤波模块包括第十二电阻器R12和第五电容器C5，第十二电阻器R12的第二端与电源开关10的使能信号输入端口EN连接，第五电容器C5的第一端与第十二电阻器R12的第二端电连接，第五电容器C5的第二端接地；

控制模块20包括第一控制单元MCU和第二开关Q2，以及第二控制单元AFE和第三开关Q3；控制模块20还包括：第一电阻器R1、第二电阻器R2；第二开关Q2为PMOS管，第一信号端子21与第二开关Q2的源极电连接，第二开关Q2的栅极与第二电阻器R2的第一端电连接，第一电阻器R1的第一端与第一信号端子21电连接，第一电阻器R1的第二端与第二电阻器R2的第一端电连接，第二开关Q2的漏极与第十二电阻器R12的第一端电连接，以通过滤波模块与电源开关10形成电连接；控制模块20还包括：第三电阻器R3、第四电阻器R4；第三开关Q3为NMOS管，第二信号端子22与第三电阻器R3的第一端电连接，第三电阻器R3的第二端与第三开关Q3的栅极电连接，第四电阻器R4的第一端与第三电阻器R3的第二端电连接，第四电阻器R4的第二端接地，第三开关Q3的源极接地，第三开关Q3的漏极与第二电阻器R2的第二端电连接；

该开关控制电路100还包括第四电容器C4，第四电容器C4的第一端连接在第三开关Q3的栅极，第四电容器C4的第二端接地；

该开关控制电路100还包括第一电容器C1，第一电容器C1的第一端与电源开关的CT端口连接，第一电容器C1的第二端接地；

该开关控制电路100还包括第五电阻器R5、第八电阻器R8、第四开关Q4、第一二极管D1、第二二极管D2，第四开关Q4为PMOS管；分压支路包括第六电阻器R6和第七电阻器R7；第五电阻器R5的第一端与电源开关10的输出放电端口QOD电连接，第五电阻器R5的第二端与电源开关10的输出端口VOUT电连接，第八电阻器R8的第一端与第五电阻器R5的第二端电连接，第八电阻器R8的第二端与第四开关Q4的源极电连接，第四开关Q4的栅极接地，第四开关Q4的漏极与第一二极管D1的阳极电连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极电连接，第二二极管D2的阴极与第六电阻器R6的第一端电连接，第六电阻器R6的第二端与第七电阻器R7的第二端电连接，第七电阻器R7的第一端与电池包的负极端子P-电连接；

该开关控制电路100还包括放电回路，该放电回路包括第九电阻器R9、第十电阻器R10和第五开关Q5，第五开关Q5为PNP三极管，第九电阻器R9的第一端和第二二极管D2的阴极电连接，已通过第二二极管D2、第一二极管D1、第四开关Q4、第八电阻器R8与电源开关10形成电连接，第九电阻器R9的第一端与第六电阻器R6的第一端电连接，第九电阻器R9的第二端与第五开关Q5的发射极电连接，第十电阻器R10的第一端与第一二极管D1的阴极电连接，第五开关Q5的基极与第十电阻器R10的第一端电连接，第五开关Q5的集电极与电池包的负极端子P-电连接，第十电阻器R10的第二端与电池包的负极端子P-电连接。

再参照图4所示，其示出了电源开关10为TPS22810芯片时的芯片内部电路结构图，从中可以看出，该电源开关10的输出端口VOUT与输入端口VIN之间存在第一MOS管Q6，而其输出放电端口QOD与接地端口GND之间存在第二MOS管Q7，CT端口与第一MOS管Q6的栅极电连接，应理解，该芯片内部结构属于现有技术，其他细节在此不进行赘述，在这里仅利用其对本公开进行示例性解释。

下面，参照图3和图4对该开关控制电路100的工作过程进行简述：

开关控制电路100对第一开关Q1的导通进行控制：

参照图3所示，当第一控制单元MCU和第二控制单元AFE同时输出高电平，第二开关Q2导通，第三开关Q3导通，在此电路结构中以第二开关Q2的漏极作为控制模块20的输出端，则控制模块20的输出端输出高电平的控制信号，该控制信号通过第十二电阻器R12和第五电容器C5组成的滤波模块滤波后输入到电源开关10的使能信号输入端口EN；外部电源的电压输出端VCC输出电源电压(以+12V为例)通过第三二极管D3、并经过第二电容器C2和第三电容器C3储能稳压后接到电源开关10的输入端口VIN。

参照图4所示，高电平的控制信号进入使能信号输入端口EN后，经过其电源开关10的逻辑控制单元使电源开关10使能，之后高电平的控制信号作用于第一MOS管Q6的栅极，第一MOS管Q6导通，使得电源开关10的输入端口VIN和输出端口VOUT之间的电路导通，电源电压(+12V)从输入端口VIN传输到输出端口VOUT。

由于电源开关10中的第一MOS管Q6自身存在寄生电容，当寄生电容被充满电后第一MOS管Q6导通，因此电源开关10的CT端口接入第一电容器C1，相当于与第一MOS管Q6的寄生电容相并联，第一电容器C1相当于增大了第一MOS管Q6的寄生电容，因此第一电容器C1的电容值越大，第一MOS管Q6导通所需的充电时间也就越长，因此通过改变该第一电容器C1的大小，能够调节该电源开关10的导通速度，进而调节第一开关Q1的导通速度。

参照图3所示，电源电压(+12V)传输到输出端口VOUT后，电源开关10导通了电压输出端VCC与分压支路的电连接，电源电压(+12V)通过第八电阻器R8使第四开关Q4导通，并经过第一二极管D1、第二二极管D2，作用于分压支路中的第六电阻器R6和第七电阻器R7，使得第一开关Q1的栅极和源极之间电压满足导通条件，第一开关Q1导通，基于此，以完成该开关控制电路对第一开关Q1的导通的控制。

开关控制电路100对第一开关Q1的关断进行控制：

参照图3所示，当第一控制单元MCU和第二控制单元AFE中的至少一个发出低电平信号，使得第二开关Q2关断，由于电源开关10的使能信号输入端口EN与作为下拉电阻使用的第十一电阻器R11连接，使能信号输入端口EN的电平被拉低为低电平，因而第十一电阻器R11防止使能信号输入端口EN处于悬空状态。

再结合图4所示，由于使能信号输入端口EN的电平为低电平，低电平信号经过其电源开关10的逻辑控制单元后，使第一MOS管Q6关断，进而电源开关10的输入端口VIN与输出端口VOUT之间的电路断开；该低电平信号通过非门F反相为高电平信号，使第二MOS管Q7导通，另外由于第一MOS管Q6的寄生电容贮存有电荷，当电荷泄放后第一MOS管Q6才关断，因此该第一MOS管Q6的寄生电容贮存的电荷从输出端口VOUT通过第五电阻器R5、电源开关10的输出放电端口QOD、导通的第二MOS管Q7、接地端口GND泄放到地实现电源开关10的关断，因此通过改变第五电阻器R5的阻值大小可调整电源开关10的关断速度，第五电阻器R5的阻值越小，电源开关10的关断速度越快。

参照图3和图4所示，假设该开关控制电路的电路结构中没有第四开关Q4存在，则第一开关Q1的栅极通过第六电阻器R6、第八电阻器R8、第五电阻器R5、电源开关10的输出放电端口QOD以及电源开关10内部导通的第二MOS管Q7接地，使得第一开关Q1的源极与电池包的负极端子P-电连接，而电池包的负极端子P-的电势比地的电势低，因而电池包的负极端子P-与电源开关10之间形成电压差，该电压差使得第一开关Q1的栅极和源极之间仍存在满足其导通条件的电压，使得第一开关Q1无法正常关断。而如图3所示在存在该第四开关Q4的情况下，在电源开关10关断时，第四开关Q4会关断，因此第一开关Q1的栅极不会直接接地，因此在电池包的负极端子P-接入负压时，在电源开关10关断时第一开关Q1栅极和源极之间不会存在能使第一开关Q1导通的电压差，可以保证开关控制电路控制该第一开关Q1关断的可靠性。

由于电源开关10的外围电路中的各个元件和线路也存在一定的寄生电容，在电源开关10关断后，寄生电容中贮存的电荷可以通过第八电阻器R8、第五电阻器R5、电源开关10的输出放电端口QOD、导通的第二MOS管Q7、接地端口GND泄放到地，通过改变第八电阻器R8的阻值大小可调整第一开关Q1的关断速度，第八电阻器R8的阻值越小，第一开关Q1关断的速度越快。

在前面所述的过程中电源开关10关断后，电源开关10断开电压输出端VCC与分压支路的电连接，第一开关Q1关断过程中，第一开关Q1的寄生电容贮存的电荷通过放电回实现加速泄放，以提高第一开关Q1的关断速度。具体地，当第一开关Q1从导通状态进入关断状态时，第五开关Q5导通，第一开关Q1内部的寄生电容所贮存的电荷通过第六电阻器R6、第九电阻器R9和第五开关Q5泄放至电池包的负极端子P-，泄放后第一开关Q1实现关断，基于此，完成该开关控制电路对第一开关Q1的导通的控制。

应理解，上面所述的该开关控制电路对第一开关Q1的导通和关断进行控制过程仅是便于理解的示例，而不作为对本公开的任何限制。

综上可见，由于本公开实施例的开关控制电路中存在电源开关10，该电源开关10与电压输出端VCC、控制模块20以及分压支路电连接，且该电源开关10能够响应控制模块20的控制信号导通或断开电压输出端VCC与分压支路的电连接，而分压支路包括至少两个相互串联的电阻，相互串联的电阻之间的节点与第一开关Q1电连接，分压支路以及第一开关Q1均与电池包的负输出端P-电连接，因此在该第一开关Q1用于电池包充电电路的充电MOS管时，可以通过控制模块20对电源开关10进行控制，以使电源开关10导通或断开电压输出端VCC与分压支路形成的电连接，从而使第一开关10导通或者关断，通过这样的电路结构，可以实现对第一开关10进行有效地控制，从而保证电池包的充电电路能够稳定工作。

参照图5所示，根据本公开的第二方面，提供了一种电池管理系统200，包括：如第一方面提供的任一项的开关控制电路100。

参照图6所示，根据本公开的第三方面，提供了一种电池包300，其中，该电池包300包括电池模组310以及如第二方面提供的电池管理系统200。

参照图7所示，根据本公开的第三方面，提供了一种用电设备400，包括：如第三方面提供的电池包300。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本领域技术人员在考虑说明书及实践后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括：电源开关、控制模块、分压支路以及第一开关；

所述电源开关分别与电压输出端、所述控制模块以及所述分压支路电连接，所述电源开关被配置为能够响应所述控制模块的控制信号导通或断开所述电压输出端与所述分压支路的电连接；

所述分压支路包括至少两个相互串联的电阻，其中，相互串联的电阻之间的节点与所述第一开关电连接，所述分压支路以及所述第一开关还均与电池包的负极端子电连接。

2.根据权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，

所述控制模块包括：第一控制单元和第二开关，所述第一控制单元包括第一信号端子，所述第二开关电连接于所述第一信号端子与所述电源开关之间；

和/或，

所述控制模块包括：第二控制单元和第三开关，所述第二控制单元包括第二信号端子，所述第三开关电连接于所述第二信号端子与所述电源开关之间。

3.根据权利要求2所述的开关控制电路，其特征在于，

所述控制模块还包括：第一电阻器、第二电阻器；所述第二开关为PMOS管，所述第一信号端子与所述第二开关的源极电连接，所述第二开关的栅极与第二电阻器的第一端电连接，所述第一电阻器的第一端与所述第一信号端子电连接，所述第一电阻器的第二端与第二电阻器的第一端电连接，所述第二开关的漏极与所述电源开关电连接；

所述控制模块还包括：第三电阻器、第四电阻器；所述第三开关为NMOS管，所述第二信号端子与第三电阻器的第一端电连接，所述第三电阻器的第二端与所述第三开关的栅极电连接，所述第四电阻器的第一端与所述第三电阻器的第二端电连接，所述第四电阻器的第二端接地，所述第三开关的源极接地，所述第三开关的漏极与所述第二电阻器的第二端电连接。

4.根据权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，

所述电源开关包括输入端口、输出端口、输出放电端口，所述电压输出端与输入端口电连接，所述输出端口与分压支路电连接；

所述开关控制电路还包括第五电阻器，所述第五电阻器的第一端与所述输出放电端口电连接，所述第五电阻器的第二端与所述输出端口电连接。

5.根据权利要求1或4所述的开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括第一电容器，所述第一电容器的第一端与所述电源开关电连接，所述第一电容器的第二端接地。

6.根据权利要求4所述的开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括：第四开关，所述第四开关为PMOS管；

所述分压支路包括第六电阻器和第七电阻器，所述第六电阻器的第二端与所述第七电阻器的第二端电连接，所述第七电阻器的第一端与所述电池包的负极端子电连接；

所述第四开关的源极与所述电源开关电连接，所述第四开关的漏极与所述第六电阻器的第一端电连接，所述第四开关的栅极接地。

7.根据权利要求6所述的开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括：第八电阻器，所述第八电阻器的第一端与所述第五电阻器的第二端电连接，所述第八电阻器的第二端与所述第四开关的源极电连接。

8.根据权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括：放电回路；

所述放电回路包括第九电阻器、第十电阻器和第五开关；

所述第九电阻器的第一端分别与所述电源开关以及所述分压支路电连接；

所述第十电阻器的第一端与所述电源开关电连接，所述第十电阻器的第二端与所述电池包的负极端子电连接；

所述第五开关分别与所述第十电阻器的第一端、所述第九电阻器的第二端以及所述电池包的负极端子电连接。

9.根据权利要求8所述的开关控制电路，其特征在于，

所述开关控制电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述电源开关电连接，所述第一二极管的阴极与所述第十电阻器的第一端电连接；

和/或，

所述开关控制电路还包括：第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第十电阻器的第一端电连接，所述第二二极管的阴极与所述第九电阻器的第一端电连接。

10.根据权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括第十一电阻器，所述第十一电阻器的第一端连接在所述控制模块和电源开关之间，所述第十一电阻器的第二端接地。

11.根据权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括：第三二极管、第二电容器和第三电容器，

所述第二电容器的第一端以及所述第三电容器的第一端电连接后与所述电源开关电连接，所述第二电容器的第二端以及所述第三电容器的第二端电连接后接地；

所述电压输出端与所述第三二极管的阳极电连接，所述第三二极管的阴极与所述第二电容器的第一端电连接。

12.一种电池管理系统，包括：如权利要求1-11中任一项所述的开关控制电路。

13.一种电池包，其中，所述电池包包括电池模组以及如权利要求12所述的电池管理系统。

14.一种用电设备，其特征在于，包括：如权利要求13所述的电池包。

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