CN218850438U - 一种低功耗电池唤醒的防护接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种低功耗电池唤醒的防护接口电路。包括对接头和两个相互并联的第一二极管和第二二极管，对接头通过第六电阻与BMS系统的单片机连接，第一二极管和第二二极管的正极与对接头连接，第一二极管和第二二极管的负极通过第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻接地，第六电阻与对接头连接处通过第五电阻接入3.3V电源，并通过第七电阻接地，第七电阻并联有依次串联的第一电容和第二电容。本实用新型通过第五电阻构成简单的上拉电阻的电平变化来实现低功耗电池唤醒。加入第一二极管和第二二极管，利用二极管单相导通原理规避此电池充电不受控的场景，最后再利用电阻的特性，实现限流功能，保护单片机端口和电池的安全性问题。

Description

一种低功耗电池唤醒的防护接口电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其是一种低功耗电池唤醒的防护接口电路。

背景技术

众所周知，目前市场锂电池已经开始取代传统的铅酸电池，因为锂电轻小且高能量密度很受消费者的欢迎，但是有因为锂电化学成分比较活跃，为了安全使用每个锂电池都要加一个锂电池充放电控制板，我们统称BMS。因为BMS的引入导致电池不在使用的时候也会被耗电，如果长时间不充电或是在电池电量低的情况下存放，很容易使电池馈电引起电池失效或是电池寿命降低。解决此问题就需要一个可靠且低功耗的唤醒电路，在电池不使用时不对外输出，降低BMS的耗电。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种安全可靠且低功耗的唤醒电路，同时带有端口保护功能的电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低功耗电池唤醒的防护接口电路，包括对接头和两个相互并联的第一二极管和第二二极管，所述对接头通过第六电阻与BMS系统的单片机连接，所述第一二极管和第二二极管的正极与对接头连接，所述第一二极管和第二二极管的负极通过第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻接地，所述第六电阻与对接头连接处通过第五电阻接入3.3V电源，并通过第七电阻接地，所述第七电阻并联有依次串联的第一电容和第二电容，所述第六电阻与BMS系统的单片机连接处通过第三二极管接地，所述第三二极管以负极与第六电阻连接，所述第三二极管以正极接地。

优选地，所述第一二极管、第二二极管以及第三二极管均为肖特基二极管。

优选地，所述第五电阻的电阻值为499KΩ。

优选地，所述对接头为八管脚接头，其中所述对接头的1管脚与第一二极管和第二二极管连接，所述对接头的2管脚与第六电阻连接，所述对接头的5管脚和6管脚分别连接电池485通信协议线路。

由于采用了上述方案，本实用新型通过第五电阻构成简单的上拉电阻的电平变化来实现低功耗电池唤醒，唤醒后再通过485通信再做进一步的工作判断，否则485通信一直工作，电流会到达mA级别以上，无法实现低功耗模式。同时，加入第一二极管和第二二极管，利用二极管单相导通原理规避此电池充电不受控的场景，最后再利用电阻的特性，实现限流功能，保护单片机端口和电池的安全性问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供的一种低功耗电池唤醒的防护接口电路，包括对接头J1和两个相互并联的第一二极管D1和第二二极管D2，所述对接头J1通过第六电阻R6与BMS系统的单片机连接，所述第一二极管D1和第二二极管D2的正极与对接头J1连接，所述第一二极管D1和第二二极管D2的负极通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4接地，所述第六电阻R6与对接头J1连接处通过第五电阻R5接入3.3V电源，并通过第七电阻R7接地，所述第七电阻R7并联有依次串联的第一电容C1和第二电容C2，所述第六电阻R6与BMS系统的单片机连接处通过第三二极管D3接地，所述第三二极管D3以负极与第六电阻R6连接，所述第三二极管D3以正极接地。

进一步，所述对接头J1为八管脚接头，其中所述对接头J1的1管脚与第一二极管D1和第二二极管D2连接，所述对接头J1的2管脚与第六电阻R6连接，所述对接头J1的5管脚和6管脚分别连接电池485通信协议线路。

本实施例主要通过第五电阻R5构成简单的上拉电阻的电平变化来实现低功耗电池唤醒，唤醒后再通过485通信再做进一步的工作判断，否则485通信一直工作，电流会到达mA级别以上，无法实现低功耗模式。同时，加入第一二极管D1和第二二极管D2，利用二极管单相导通原理规避此电池充电不受控的场景，最后再利用电阻的特性，实现限流功能，保护单片机端口和电池的安全性问题。

具体电路工作原理如下：

如图1所示的MCU_INT是BMS 单片机的唤醒信号，此信号可做为唤醒信号和连机器插稳信号，此信号低电平唤醒或是表示连接插稳。

电路中的第三二极管D3、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1和第二电容C2是MCU_INT端口的防护电路。第三二极管D3是肖特基，起钳位作用，保护单片机不被负压损坏；第七电阻R7和两个电容（第一电容C1和第二电容C2）并联是启动防静电防护和信号抗干扰的；第六电阻R6是起限流作用，防止端口外部高压把单片机烧毁，此设计是采用电阻特性实现的，电池遇到过功率（比如高压），阻值会变大起切断的作用。

第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2和第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4组成激活信号电路，其中第五电阻R5是499KΩ的电阻，当对接头J1的管脚1和2外部不被短接时，整个电路是无损耗的，即电池处于不工作模式，即休眠模式，此时电池功耗在100uA以内，维持基本唤醒功能。当对接头J1的管脚1和2被外部短接时，MCU_INT的信号被拉低，小于0.6V，单边机启动BMS，进入正常工作模式，通过485通信后开始充电或是放电，此时BMS系统本身耗电＞10mA。

因此，可以把电池BMS的低功耗耗电由原来的10mA降低到100uA以内，降低了1000倍，有效保护电池电量被耗干的风险。

第一二极管D1和第二二极管D2是肖特基二极管，耐压＞100V，此二极管除了给激活信号提供一个回路，同时也是防止非法充电的。原因如下：目前多数BMS是输出控制开关是负极控制，即MOSFET的开关在地端，如果不加此二极管外部在电池的正极和此信号端加一个电压就可以给电池充电，且不受控制。

本电路的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4是4个51K电阻并联，这里也是起到限流防护作用。当外部异常高压，大于第一二极管D1和第二二极管D2的反向耐压，第一二极管D1和第二二极管D2失效，反向电流就会流过这四个电阻,就可以起到限流或是切断，最大程度上保护电池的安全。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种低功耗电池唤醒的防护接口电路，其特征在于：包括对接头和两个相互并联的第一二极管和第二二极管，所述对接头通过第六电阻与BMS系统的单片机连接，所述第一二极管和第二二极管的正极与对接头连接，所述第一二极管和第二二极管的负极通过第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻接地，所述第六电阻与对接头连接处通过第五电阻接入3.3V电源，并通过第七电阻接地，所述第七电阻并联有依次串联的第一电容和第二电容，所述第六电阻与BMS系统的单片机连接处通过第三二极管接地，所述第三二极管以负极与第六电阻连接，所述第三二极管以正极接地。

2.如权利要求1所述的一种低功耗电池唤醒的防护接口电路，其特征在于：所述第一二极管、第二二极管以及第三二极管均为肖特基二极管。

3.如权利要求2所述的一种低功耗电池唤醒的防护接口电路，其特征在于：所述第五电阻的电阻值为499KΩ。

4.如权利要求3所述的一种低功耗电池唤醒的防护接口电路，其特征在于：所述对接头为八管脚接头，其中所述对接头的1管脚与第一二极管和第二二极管连接，所述对接头的2管脚与第六电阻连接，所述对接头的5管脚和6管脚分别连接电池485通信协议线路。

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