短路保护电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种短路保护电路，涉及电源安全技术领域，该电路包括：采样单元、比较单元以及短路保护单元，所述采样单元，用于采集待保护的均衡电路的电流，并输出至所述比较单元，所述比较单元，用于将所述均衡电路的电流与预设的电流阈值比较，若判断获知所述均衡电路的电流大于预设的电流阈值，则控制所述短路保护单元断开所述均衡电路与直流电源的连接。本实用新型专利技术提供的补电式均衡电路，能快速有效地保护补电式均衡电路，提高了电路的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源安全
，具体涉及一种短路保护电路。
技术介绍
由于锂电池单体在生产制造的差异，导致锂电池在成组时存在一致性问题，并且由于电池组在使用过程中的温度差异，导致锂电池组随着循环次数的增加，这种不一致性逐渐增大，因此需要均衡电路对其进行均衡，改善电池组的一致性。均衡方式分为主动均衡和被动均衡，针对主动均衡，目前运用最多的是补电式均衡。均衡电路在使用时存在短路失效的风险，因此需要对其进行保护。目前针对电池均衡的短路保护存在以下问题：1、通过软件控制时，短路响应时间较长，对均衡开关器件和电池组本身造成损害，同时软件的失效会导致均衡电路存在无保护状态。2、依靠均衡电路自身的可靠性，致使均衡电路短路失效处于不可控的状态，可能造成锂电池组充放电安全性问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本技术要解决的技术问题是：当补电式均衡电路短路时，如何快速有效地保护补电式均衡电路和电池组。(二)技术方案为解决上述问题，本技术提供了一种短路保护电路，包括采样单元、比较单元以及短路保护单元；其中，所述采样单元，用于采集待保护的均衡电路的电流，并输出至所述比较单元；所述比较单元，用于将所述均衡电路的电流与预设的电流阈值比较，若判断获知所述均衡电路的电流大于预设的电流阈值，则控制所述短路保护单元断开所述均衡电路与直流电源的连接；所述短路保护单元包括驱动电路和短路保护开关；所述短路保护开关包括N沟道增强型MOS场效应管；所述驱动电路包括第一降压电阻；第一分流电阻；第一限流电阻；供电电阻；稳压管；乙类推挽式互补功率放大电路；所述稳压管的阳极与所述MOS场效应管的源极相连；所述稳压管的阴极与所述MOS场效应管的栅极通过所述第一降压电阻相连；所述稳压管并联第一分流电阻；所述稳压管的阴极通过第一限流电阻与所述乙类推挽式互补功率放大电路的输出端相连；所述乙类推挽式互补功率放大电路的输入端通过所述供电电阻与电源连接；所述乙类推挽式互补功率放大电路的输入端连接短路控制信号的输入端。优选地，所述供电电阻通过下拉电阻接地端。优选地，所述驱动电路还包括发光二极管；所述发光二极管的阳极与乙类推挽式互补功率放大电路的输出端通过第二降压电阻连接；所述发光二极管的阴极接地端。优选地，所述乙类推挽式互补功率放大电路包括一个NPN三极管和一个PNP三极管；所述NPN三极管的发射极与所述PNP三极管的发射极连接后作为所述乙类推挽式放大电路的输出端；所述NPN三极管的基极与所述PNP三极管的基极连接后作为所述乙类推挽式放大电路的输入端；所述NPN三极管的集电极连接电源；所述PNP三极管的集电极接地端。所述驱动电路还包括二极管，所述二极管与所述第一限流电阻并联，所述二极管的阳极与所述发光二极管的阴极相连，所述二极管的阴极与所述乙类推挽式互补功率放大电路的输出端相连。所述均衡电流采样电路包括调理电阻；第一滤波电容；求差放大电路；限幅二极管组；所述求差放大电路包括集成运算放大器；所述调理电阻接于所述求差放大电路的第一输入端和第二输入端之间；所述求差放大电路的第二输入端，通过所述第一滤波电容接地；所述限幅二极管组接于所述集成运算放大器的同相输入端和反相输入端之间，构成双向限幅二极管；从采样单元采集的电流信号经过调理电阻调理和求差放大电路放大后输出采样电流至比较单元。优选地，所述集成运算放大器采用单电源模式。所述比较单元包括均衡电流阈值电路；直流平衡电阻；电压比较器；上拉电阻；第二滤波电容；第三降压电阻；第四降压电阻；第二分流电阻；晶闸管；光耦开关；所述均衡电流阈值电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接电源，另一端连接第二电阻；所述第二电阻的另一端接地端；所述光耦开关具有四个管脚；所述电压比较器的反相输入端与所述第一电阻和所述第二电阻之间的位置相连；所述直流平衡电阻与所述电压比较器的正相输入端连接；所述上拉电阻一端与电源连接，一端与所述电压比较器的输出端连接；所述电压比较器的输出端通过所述第三降压电阻与所述晶闸管门极连接；所述第二滤波电容一端接所述晶闸管门极，另一端接地端；所述第二分流电阻一端连接晶闸管的门极，另一端接地端；所述晶闸管的阴极接地端，阳极通过所述第四降压电阻与所述光耦开关的第二管脚相连。优选地，所述比较单元还包括发光二极管和第五降压电阻；所述发光二极管的阳极通过所述第五降压电阻与所述光耦开关的第二管脚相连，所述发光二极管的阴极与晶闸管的阳极连接。(三)有益效果本技术提供了一种短路保护电路，其中的采样单元、比较单元以及短路保护单元采用全硬件设计，不涉及软件部分，避免了软件失效导致短路保护失效的问题。另外，通过驱动电路对短路保护开关通断的控制，实现了对均衡电路的保护，即当均衡电路短路时，能立即切断均衡电路，响应时间短。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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为根据本技术提供的短路保护电路实施例原理框图；图2为根据本技术提供的驱动电路在系统电路上实施例电路示意图；图3为根据本技术提供的采样单元实施例电路结构示意图；图4为根据本技术提供的比较单元实施例电路结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术提供了一种短路保护电路的实施例，包括采样单元、比较单元、驱动电路以及短路保护开关；采样单元通过采样电阻对待保护的均衡电路的电流进行电流采集，采集的电流通过比较单元与预设的电流阈值比较，若判断获知所述均衡电路的电流大于预设的电流阈值，则驱动电路控制短路保护开关断开均衡电路与直流电源的连接；短路保护开关有三个引脚，第二引脚与均衡电路中的隔离直流源相连，第三引脚通过采样电阻与均衡开关电路相连，第一引脚与驱动电路相连。其中，采样单元、比较单元以及驱动电路以及短路保护开关采用全硬件设计，不涉及软件部分，避免了软件失效导致短路保护失效的问题。另外，通过驱动电路对短路保护开关通断的控制，实现了对均衡电路的保护，即当均衡电路短路时，可立即切断均衡电路，响应时间短。在具体实施时，这里的驱动电路可以通过多种方式实现，下面对其中一种实施方式进行具体介绍，如图2所示，为本实施例的驱动电路在系统电路上的电路示意图，稳压管D3的阳极与MOS场效应管U3的源极相连，阴极与MOS场效应管U3的栅极通过第一降压电阻R5相连；稳压管D3并联第一分流电阻R6；稳压管的阴极通过第一限流电阻R1与乙类推挽式互补功率放大电路的输出端相连；乙类推挽式互补功率放大电路的输入端与供电电阻R2串联后与电源连接；MOS场效应管U3的源极通过采样电阻R7与均衡开关U1相连；从采样电阻R7两端输出Is+和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短路保护电路，其特征在于，包括：采样单元、比较单元以及短路保护单元；其中，所述采样单元，用于采集待保护的均衡电路的电流，并输出至所述比较单元；所述比较单元，用于将所述均衡电路的电流与预设的电流阈值比较，若判断获知所述均衡电路的电流大于预设的电流阈值，则控制所述短路保护单元断开所述均衡电路与直流电源的连接；所述短路保护单元包括驱动电路和短路保护开关；所述短路保护开关包括N沟道增强型MOS场效应管；所述驱动电路包括第一降压电阻；第一分流电阻；第一限流电阻；供电电阻；稳压管；乙类推挽式互补功率放大电路；所述稳压管的阳极与所述MOS场效应管的源极相连；所述稳压管的阴极与所述MOS场效应管的栅极通过所述第一降压电阻相连；所述稳压管并联第一分流电阻；所述稳压管的阴极通过第一限流电阻与所述乙类推挽式互补功率放大电路的输出端相连；所述乙类推挽式互补功率放大电路的输入端通过所述供电电阻与电源连接；所述乙类推挽式互补功率放大电路的输入端连接短路控制信号的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种短路保护电路，其特征在于，包括：采样单元、比较单元以及短路保护单元；其中，所述采样单元，用于采集待保护的均衡电路的电流，并输出至所述比较单元；所述比较单元，用于将所述均衡电路的电流与预设的电流阈值比较，若判断获知所述均衡电路的电流大于预设的电流阈值，则控制所述短路保护单元断开所述均衡电路与直流电源的连接；所述短路保护单元包括驱动电路和短路保护开关；所述短路保护开关包括N沟道增强型MOS场效应管；所述驱动电路包括第一降压电阻；第一分流电阻；第一限流电阻；供电电阻；稳压管；乙类推挽式互补功率放大电路；所述稳压管的阳极与所述MOS场效应管的源极相连；所述稳压管的阴极与所述MOS场效应管的栅极通过所述第一降压电阻相连；所述稳压管并联第一分流电阻；所述稳压管的阴极通过第一限流电阻与所述乙类推挽式互补功率放大电路的输出端相连；所述乙类推挽式互补功率放大电路的输入端通过所述供电电阻与电源连接；所述乙类推挽式互补功率放大电路的输入端连接短路控制信号的输入端。2.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于：所述供电电阻通过下拉电阻接地端。3.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于：所述驱动电路还包括发光二极管；所述发光二极管的阳极与乙类推挽式互补功率放大电路的输出端通过第二降压电阻连接；所述发光二极管的阴极接地端。4.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于：所述乙类推挽式互补功率放大电路包括一个NPN三极管和一个PNP三极管；所述NPN三极管的发射极与所述PNP三极管的发射极连接后作为所述乙类推挽式放大电路的输出端；所述NPN三极管的基极与所述PNP三极管的基极连接后作为所述乙类推挽式放大电路的输入端；所述NPN三极管的集电极连接电源；所述PNP三极管的集电极接地端。5.如权利要求1至4任一所述的短路保护电路，其特征在于：所述驱动电路还包括二极管，所述二极管与所述第一限流电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾国建，颛孙明明，许海丽，余铿，范晓东，程晓伟，
申请(专利权)人：安徽锐能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34