一种动力电池包管理系统电源电路技术方案

本发明专利技术提供了一种动力电池包管理系统电源电路，包含两路电源输入；三路控制信号输入；一路电源输出；三路负载供电电路；所述的两路电源输入分别串接防反接电路后相互并成连接在PNP三极管Q1的发射极上，所述的三路控制信号输入分别串接防反接电路后相互并成连接在NPN三极管Q2的基极上，NPN三极管Q2的发射极接地；NPN三极管Q2的集电极与PNP三极管Q1的基极相连接；PNP三极管Q1的集电极接电源输出；电源输出分别接三路负载供电电路。本发明专利技术的动力电池包管理系统电源电路，能可靠地为系统提供供电管理，通过供电逻辑时序的控制，实现系统安全上电控制和系统低功耗控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源电路，特别涉及一种动力电池包管理系统电源电路。
技术介绍
新能源汽车动力电池包管理系统中，可靠的电源电路已经成为整个系统性能优劣的关键，可靠安全的电源电路的设计一般要充分考虑以下几个因素：1、充分评估动力电池包管理系统供电的负荷大小：设计动力电池包管理系统电源电路时，需要从系统的概念出发，严格分析电源电路输入和输出的电气范围，尤其是计算负载所需要的电流、电压等参数，配合一定的设计裕量，来决定电源管理电路的设计容量；2、充分评估管理系统功率消耗：混合动力汽车用电池包是除了传统的燃油动力外，汽车上的又一个动力源，通过在特定的工况中合理分配油电的使用率，来达到节能减排的目的，动力电池包管理系统作为混合动力系统的电池包控制核心，本身就应该充分考虑电力消耗，因此动力电池包管理系统的电路设计必须考虑自身工作的功率损耗，通过合理的电源电路设计，使电路的功耗降到最低；3、充分评估电源部分器件的热管理：电源器件都有自己的热特性，在实际应用中，在考虑负载容量的同时，需要考虑在不同温度条件下的器件的耗散功率，温升，线性输出等特性和参数，从而选择能够满足负载容量需求的电源器件。4、充分评估电源反接的安全防护：在电源系统电路中，因为误接线、短路等误操作导致电源电路损毁的现象比比皆是，究其原因就是电源系统的电路没有设置防反接措施，当电源和地接反时，一些极性器件工作不正常，导致发热损毁，集成器件因为灌电流导致击穿，电解电容严重时会发生爆炸漏液，造成系统极大地破坏，因此在管理系统的电源电路设计中，必须要设置电源防反接电路。综上所述，电源电路的设计必须要充分论证其可行性，才能安全可靠，在市场上所见的一些动力电池包管理系统的电源电路中，往往只是在特定的条件下满足电源系统的要求，并没有从负荷、功耗、防反接多方面因素去评估电源电路的特性，当电源电路设计冗余过大，往往造成“大牛拉小车”的现象，造成资源的浪费和器件成本的增加，如果设计裕量不够，则系统的安全性和可靠性无法得到满足，当器件由于长时间工作导致一些老化或者性能降低时，会存在器件失效的风险。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种更为安全可靠的动力电池包管理系统电源电路。本专利技术通过以下方案实现：一种动力电池包管理系统电源电路，包括蓄电池电源信号输入Vi 1、IG电源信号输入Vi2、IG控制信号输入IG_CTRL、系统自控制信号输入VCC_CTRL、定时中断控制信号输入IRQ_CTRL、电源输出Vo、外设供电电路Vo1、系统基准电压供电电路Vo2和系统控制供电电路Vo3，IG电源串接开关K1后分别形成IG电源信号输入Vi2和IG控制信号输入IG_CTRL，蓄电池电源信号输入Vi1串接第一防反接电路、IG电源信号输入Vi2串接第二防反接电路后相互并接后连接在PNP三极管Q1的发射极上，IG控制信号输入IG_CTRL串接第三防反接电路、系统自控制信号输入VCC_CTRL串接第四防反接电路、定时中断控制信号输入IRQ_CTRL串接第五防反接电路后相互并接后连接在NPN三极管Q2的基极上，NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的集电极连接在PNP三极管Q1的基极上，PNP三极管Q1的集电极连接电源输出Vo，电源输出Vo分别连接外设供电电路、系统基准电压供电电路和系统控制供电电路。外设供电电路是为控制系统的外部设备供电，在动力电池包管理系统中，外设供电电路主要为电流传感器电路；系统基准电压供电电路为动力电池包管理系统提供精确的AD基准电压；系统控制供电电路主要为单片机、运算放大器、逻辑芯片等供电，是系统的主要负荷。考虑到简单经济，所述第一防反接电路由第一单向二极管D1构成，第一单向二极管D1的阳极连接蓄电池电源信号输入Vi1；所述第二防反接电路由第二单向二极管D2的阴极连接第三单向二极管D3的阳极构成，第二单向二极管D2的阳极连接IG电源信号输入Vi2；所述第三防反接电路由第四单向二极管D4构成，第四单向二极管D4的阳极连接IG控制信号输入IG_CTRL；所述第四防反接电路由第五单向二极管D5构成，第五单向二极管D5的阳极连接系统自控制信号输入VCC_CTRL；所述第五防反接电路由第六单向二极管D6构成，第六单向二极管D6的阳极连接定时中断控制信号输入IRQ_CTRL。进一步地，所述第一单向二极管D1、第二单向二极管D2和第三单向二极管D3均为快恢复单向二极管，第四单向二极管D4、第五单向二极管D5和第六单向二极管D6均为肖特基单向二极管；第一单向二极管D1的额定电压为100V，连续工作电流为1A；第二单向二极管D2和第三单向二极管D3的额定电压均为70V，连续工作电流均为200mA；第四单向二极管D4、第五单向二极管D5和第六单向二极管D6的额定电压均为30V，连续工作电流均为200mA。所述第三防反接电路、第四防反接电路和第五防反接电路的相互并接点与NPN三极管Q2的基极之间串接第四电阻R4，所述NPN三极管Q2的集电极与所述PNP三极管Q1基极之间串接第三电阻R3。所述第三电阻R3、第四电阻R4均为限流电阻，第三电阻R3、第四电阻R4的阻值均为2.0～6.8KΩ。第四电阻R4用来限制驱动NPN三极管Q2的电流；第三电阻R3用来限制PNP三极管Q1的基极驱动电流。所述IG控制信号输入IG_CTRL与第三防反接电路之间串接第一电阻R1,所述第三防反接电路、第四防反接电路和第五防反接电路的相互并接点与第四电阻R4的连接点上连接第五电阻R5且第五电阻R5的另一端接地。所述第一电阻R1、第五电阻R5均为分压电阻，第一电阻R1的阻值为5.1～12.0KΩ，第五电阻R5的阻值为2.2～5.1KΩ。进一步地，在所述PNP三极管Q1的发射极和基极之间并接第二电阻R2。所述第二电阻R2为偏置电阻，其阻值为82～120KΩ。本专利技术中，IG控制信号输入IG_CTRL通过第一电阻R1和第五电阻R5分压来控制NPN三极管Q2的通断。系统自控制信号输入VCC_CTRL为单片机的IO口输出的电平信号，当输出电源有效后，系统上电，单片机工作，这时通过软件控制VCC_CTRL为高电平且值一般为5V，维持电源正常输出；当输出低电平时，VCC_CTRL为0V。定时中断控制信号输入IRQ_CTRL为定时器中断输出信号，在系统处于低功耗模式，电源无输出时，当定时器设定的时间到达时，IRQ_CTRL信号输出一个脉冲信号，触发NPN三极管Q2导通，从而触发PNP三极管Q1导通，电源输出正常；IRQ_CTRL信号输出的脉冲信号，脉冲宽度≥2ms，高电平时为3.0～4.2V，低电平时为0V。混合动力汽车用的电池包管理系统对系统的功耗要求非常高，在系统处于休眠模式时，必须最大程度地降低管理系统本身的电流消耗，使蓄电池储存的电量能维持更长的待机时间，本专利技术的动力电池包管理系统电源电路，通过控制NPN三极管Q2的通断，来控制PNP三极管Q1的通断，从而控制电源输出；通过设定的控制时序和控制逻辑，可以使系统工作在正常供电和休眠工作两种模式下，在正常供电模式下，电源输出分别连接外设供电电路、系统基准电压供电电路和系统控制供电电路正常供电；在休眠模式下，所有电源都切断，电流几乎零消耗，只有在设定的定时时间到达时，才触发系统上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池包管理系统电源电路，其特征在于：包括蓄电池电源信号输入、IG电源信号输入、IG控制信号输入、系统自控制信号输入、定时中断控制信号输入、电源输出、外设供电电路、系统基准电压供电电路和系统控制供电电路，IG电源串接开关(K1)后分别形成IG电源信号输入和IG控制信号输入，蓄电池电源信号输入串接第一防反接电路、IG电源信号输入串接第二防反接电路后相互并接后连接在PNP三极管(Q1)的发射极上，IG控制信号输入串接第三防反接电路、系统自控制信号输入串接第四防反接电路、定时中断控制信号输入串接第五防反接电路后相互并接后连接在NPN三极管(Q2)的基极上，NPN三极管(Q2)的发射极接地，NPN三极管(Q2)的集电极连接在PNP三极管(Q1)的基极上，PNP三极管(Q1)的集电极连接电源输出，电源输出分别连接外设供电电路、系统基准电压供电电路和系统控制供电电路。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池包管理系统电源电路，其特征在于：包括蓄电池电源信号输入、IG电源信号输入、IG控制信号输入、系统自控制信号输入、定时中断控制信号输入、电源输出、外设供电电路、系统基准电压供电电路和系统控制供电电路，IG电源串接开关(K1)后分别形成IG电源信号输入和IG控制信号输入，蓄电池电源信号输入串接第一防反接电路、IG电源信号输入串接第二防反接电路后相互并接后连接在PNP三极管(Q1)的发射极上，IG控制信号输入串接第三防反接电路、系统自控制信号输入串接第四防反接电路、定时中断控制信号输入串接第五防反接电路后相互并接后连接在NPN三极管(Q2)的基极上，NPN三极管(Q2)的发射极接地，NPN三极管(Q2)的集电极连接在PNP三极管(Q1)的基极上，PNP三极管(Q1)的集电极连接电源输出，电源输出分别连接外设供电电路、系统基准电压供电电路和系统控制供电电路。2.如权利要求1所述的一种动力电池包管理系统电源电路，其特征在于：所述第一防反接电路由第一单向二极管(D1)构成，第一单向二极管(D1)的阳极连接蓄电池电源信号输入；所述第二防反接电路由第二单向二极管(D2)的阴极连接第三单向二极管(D3)的阳极构成，第二单向二极管(D2)的阳极连接IG电源信号输入；所述第三防反接电路由第四单向二极管(D4)构成，第四单向二极管(D4)的阳极连接IG控制信号输入；所述第四防反接电路由第五单向二极管(D5)构成，第五单向二极管(D5)的阳极连接系统自控制信号输入；所述第五防反接电路由第六单向二极管(D6)构成，第六单向二极管(D6)的阳极连接定时中断控制信号输入。3.如权利要求2所述的一种动力电池包管理系统电源电路，其特征在于：所述第一单向二极管(D1)、第二单向二极管(D2)和第三单向二极管(D3)均为快恢复单向二极管，第四单向二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟发平，蒋中明，朱建新，储爱华，薛金海，
申请(专利权)人：科力远混合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43