一种电子开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电子开关电路，包括MOS开关单元、恒流源电路、光伏供电光耦、光耦推挽隔离电路、光耦驱动电路、推挽输出电路和接线单元，MOS开关单元包括至少一组MOS管，每组MOS管由两个反向串联的MOS形成，通过反向串联的两个MOS管的两个漏极连接于储能模块和负载之间；通过控制器给MOS管驱动电路提供控制信号，驱动光耦推挽隔离电路形成推挽输出，推挽输出电路在所述推挽输出的作用下产生二次推挽，驱动MOS开关单元的MOS管导通或截止，从而实现储能模块和负载之间电能的通断；供电电源通过恒流源电路进入光伏供电光耦，给推挽输出电路的推挽和驱动MOS管提供能源。

An electronic switch circuit

The invention discloses an electronic switching circuit, which includes a MOS switch unit, a constant current source circuit, a photovoltaic power supply optocoupler, a optocoupler push-pull isolation circuit, a optocoupler drive circuit, a push-pull output circuit and a wiring unit. The MOS switch unit consists of at least one set of MOS tubes, each of which is formed by two reverse series MOS, through a reverse string. The two leakage poles of the two MOS tubes are connected between the energy storage module and the load, and the control signals are provided by the controller to the MOS tube drive circuit, and the optocoupler push-pull isolation circuit is driven to form a push-pull output. The push-pull output circuit produces two push-pull in the push pull output, driving the MOS tube of the MOS switch unit to pass or stop. In order to achieve the power supply between the energy storage module and the load, the power supply power supply through the constant current source circuit to the photovoltaic power supply optocoupler and the push pull and drive MOS tube of the push-pull output circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种电子开关电路
本专利技术涉及电子开关电路，尤其是涉及一种可应用于电动汽车、无人机、储能设备、配电系统等领域电池管理系统的交直流高压大电流电子开关电路。
技术介绍
目前电动车电池组的电池管理系统(BMS)的电子开关大多使用大功率继电器，使用继电器的方式存在这样的缺点：安装庞大、接线繁琐；机械接触方式耗能大、开关动作时延长；频繁动作造成机械老化、触点氧化、内阻升高、发热过大，甚至触点黏连无法脱开造成人员、设备安全隐患；开关动作有噪音；另外，目前行业中的高压大功率继电器成本高。继电器电路切换是目前我电动汽车，特别是低速车领域的通用做法。随着新能源汽车的逐渐普及，有人采用IGBT、可控硅等方式来做电子开关，但此类开关的缺点是驱动电路复杂、可靠性差，内阻高、发热量大，而且一般都是单向整流导通，双向导通的成本极高。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
为克服目前BMS中电子开关电路所存在的不足，本专利技术提出了一种集成度高、安装简易、可双向导通、开关响应速度快、功耗极小、使用电压范围宽且交直流均适用的高压大电流开关电路。本专利技术为克服现有技术的不足所提出的技术方案如下：一种电子开关电路，具有第一I/O端和第二I/O端，并通过所述第一I/O端和所述第二I/O端连接于储能模块和负载之间，所述电子开关电路包括MOS开关单元、恒流源电路、光伏供电光耦、光耦推挽隔离电路、光耦驱动电路、推挽输出电路和接线单元；其中，所述恒流源电路连接于所述电子开关电路的供电电源和所述光伏供电光耦的输入端之间；所述光耦推挽隔离电路具有第一至第三输出端，其中，第一、第三输出端分别连接于所述光伏供电光耦的两个输出端，第二输出端连接于所述推挽输出电路的驱动端；所述光耦推挽隔离电路的输入端连接于所述光耦驱动电路，以在所述光耦驱动电路的驱动作用下产生推挽输出；所述MOS开关单元包括一组或两组以上MOS管，每一组MOS管包括两个串联的MOS管；其中，所述两个串联的MOS管的源极相连，漏极分别作为所述第一I/O端和所述第二I/O端；所述MOS开关单元的所有MOS管的栅极共同连接至所述推挽输出电路的输出端，源极共同连接至所述光耦推挽隔离电路的第一输出端；其中，所述MOS开关单元包括两组以上MOS管时，各组MOS管之间并联连接；所述推挽输出电路具有两个输入端，分别连接所述光耦推挽隔离电路的第一输出端和第三输出端；所述推挽输出电路在所述光耦推挽隔离电路的所述推挽输出的作用下形成二次推挽，产生控制所述MOS开关单元的MOS管导通或截止的开关信号，以使所述MOS开关单元的所有MOS管在所述开关信号的作用下导通或截止。优选地，所述MOS开关单元还包括并联于所述第一I/O端和所述第二I/O端之间的MOS管保护电路。更优选地，所述MOS管保护电路包括并联的压敏电阻和第一二极管；其中，第一二极管的正极连接于所述第二I/O端，负极连接于所述第一I/O端。通过在串联后的MOS管两漏极之间并联压敏电阻和二极管，可以起到防止浪涌和大电流冲击的作用，从而有效地保护MOS管。优选地，所述光耦推挽隔离电路包括以推挽方式连接的第一光耦和第二光耦；其中，所述第一光耦的输出端发射极为所述光耦推挽隔离电路的第一输出端，所述第二光耦的输出端集电极为所述光耦推挽隔离电路的第三输出端，所述第一光耦的输出端集电极和所述第二光耦的输出端发射极共同连接形成所述光耦推挽隔离电路的第二输出端；并且，在所述第一输出端和所述第二输出端之间并联有第五电阻；所述光耦驱动电路包括分别连接于所述第一光耦输入端和所述第二光耦输入端的两路MOS管驱动电路，且所述两路MOS管驱动电路的两个MOS管在一控制信号的控制下择一导通，以使所述第一光耦和所述第二光耦择一开通，从而使所述光耦推挽隔离电路产生所述推挽输出。优选地，所述推挽输出电路包括以推挽方式连接的第一三极管和第二三极管，以及第六电阻；其中，第一三极管和第二三极管的基极共同连接形成所述推挽输出电路的所述驱动端，第一三极管的集电极和第二三极管的集电极分别为所述推挽输出电路的所述两个输入端，第一三极管的集电极连接于所述光耦推挽隔离电路的第一输出端，第二三极管的集电极连接于所述光耦推挽隔离电路的第三输出端；第一三极管和第二三极管的发射极共同连接至第六电阻的其中一端，所述第六电阻的另一端即为所述推挽输出电路的所述输出端。本专利技术提出的前述电子开关电路，与现有技术相比，至少具有以下有益效果：1)采用两个反向串联的MOS管构成一组开关器件，可以双向导通，且不具有方向性，可以避免因为反接而导致线路损坏的问题；2)在电路的供电端采用恒流源电路，可以拓宽供电电源的范围，使得整个电子开关电路可以具有较宽范围的供电电源；3)采用光伏供电光耦，直接利用光伏信号产生电能，既隔离又通信号，相比采用脉冲变压器或普通光耦的方式，电路更安全可靠；4)采用推挽输出电路，可以让MOS开关单元的大功率MOS管快速开启/截止，避免开关时延造成大功率MOS管发热，从而使开关器件损耗、发热降到最低；5)由于本专利技术提供的是纯电子开关器件，所以在开关动作时没有噪音，无触点老化，无继电器线圈损耗等传统开关电路所存在的问题。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的基于大功率MOS管的电子开关电路图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的具体实施方式提供一种电子开关电路，参考图1，具有两个I/O端B+和P+，该电子开关电路可通过这两个I/O端B+和P+连接于储能模块和负载之间。继续参考图1，该电子开关电路包括MOS开关单元100、恒流源电路200、光伏供电光耦U1、光耦推挽隔离电路300、光耦驱动电路400、推挽输出电路500和接线单元600，优选地还包括一稳压电路700。所述恒流源电路200连接于所述电子开关电路的供电电源和所述光伏供电光耦U1的输入端之间，目的是用于拓宽该电子开关电路的供电电源范围。在一具体的实施例中，如图1所示，该恒流源电路200包括两个二极管D3和D4、两个三极管VT3和VT4以及两个电阻R9和R10，两个二极管D3和D4并联且正极共同连接于12V的供电电源，负极共同连接至三极管VT3的发射极；三极管VT3的集电极、基极分别连接于三极管VT4的基极、发射极，三极管VT4的集电极连接于光伏供电光耦U1的输入端发光二极管的正极；电阻R9连接于三极管VT3的发射极和基极之间，电阻R10连接于三极管VT4的基极和地GND之间，而光伏供电光耦U1的输入端发光二极管的负极接地。所述恒流源电路的具体构成不限于上述具体实施例的描述，也还可以有其它的形式，只要是连接于所述供电电源和光伏供电光耦U1的输入端之间，用于拓宽所述供电电源的范围的恒流源电路都可以，都属于本专利技术的保护范围。需要说明，上述12V的供电电源只是举例，所述电子开关电路的供电电源不仅可以是12V，也可以根据客户需求来设计，例如可以是24V、30V、33V或36V等，不限于此。参考图1，所述光耦推挽隔离电路300具有第一至第三输出端，其中：第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子开关电路，具有第一I/O端(B+)和第二I/O端(P+)，并通过所述第一I/O端(B+)和所述第二I/O端(P+)连接于储能模块和负载之间，其特征在于：所述电子开关电路包括MOS开关单元(100)、恒流源电路(200)、光伏供电光耦(U1)、光耦推挽隔离电路(300)、光耦驱动电路(400)、推挽输出电路(500)和接线单元(600)；其中，所述恒流源电路(200)连接于所述电子开关电路的供电电源和所述光伏供电光耦(U1)的输入端之间；所述光耦推挽隔离电路(300)具有第一至第三输出端，其中，第一、第三输出端分别连接于所述光伏供电光耦(U1)的两个输出端，第二输出端连接于所述推挽输出电路(500)的驱动端；所述光耦推挽隔离电路(300)的输入端连接于所述光耦驱动电路(400)，以在所述光耦驱动电路(400)的驱动作用下产生推挽输出；所述MOS开关单元(100)包括一组或两组以上MOS管，每一组MOS管包括两个串联的MOS管；其中，所述两个串联的MOS管的源极相连，漏极分别作为所述第一I/O端(B+)和所述第二I/O端(P+)；所述MOS开关单元(100)的所有MOS管的栅极共同连接至所述推挽输出电路(500)的输出端，源极共同连接至所述光耦推挽隔离电路(300)的第一输出端；其中，所述MOS开关单元(100)包括两组以上MOS管时，各组MOS管之间并联连接；所述推挽输出电路(500)具有两个输入端，分别连接所述光耦推挽隔离电路(300)的第一输出端和第三输出端；所述推挽输出电路(500)在所述光耦推挽隔离电路(300)的所述推挽输出的作用下形成二次推挽，产生控制所述MOS开关单元(100)的MOS管导通或截止的开关信号，以使所述MOS开关单元(100)的所有MOS管在所述开关信号的作用下导通或截止。...

【技术特征摘要】
1.一种电子开关电路，具有第一I/O端(B+)和第二I/O端(P+)，并通过所述第一I/O端(B+)和所述第二I/O端(P+)连接于储能模块和负载之间，其特征在于：所述电子开关电路包括MOS开关单元(100)、恒流源电路(200)、光伏供电光耦(U1)、光耦推挽隔离电路(300)、光耦驱动电路(400)、推挽输出电路(500)和接线单元(600)；其中，所述恒流源电路(200)连接于所述电子开关电路的供电电源和所述光伏供电光耦(U1)的输入端之间；所述光耦推挽隔离电路(300)具有第一至第三输出端，其中，第一、第三输出端分别连接于所述光伏供电光耦(U1)的两个输出端，第二输出端连接于所述推挽输出电路(500)的驱动端；所述光耦推挽隔离电路(300)的输入端连接于所述光耦驱动电路(400)，以在所述光耦驱动电路(400)的驱动作用下产生推挽输出；所述MOS开关单元(100)包括一组或两组以上MOS管，每一组MOS管包括两个串联的MOS管；其中，所述两个串联的MOS管的源极相连，漏极分别作为所述第一I/O端(B+)和所述第二I/O端(P+)；所述MOS开关单元(100)的所有MOS管的栅极共同连接至所述推挽输出电路(500)的输出端，源极共同连接至所述光耦推挽隔离电路(300)的第一输出端；其中，所述MOS开关单元(100)包括两组以上MOS管时，各组MOS管之间并联连接；所述推挽输出电路(500)具有两个输入端，分别连接所述光耦推挽隔离电路(300)的第一输出端和第三输出端；所述推挽输出电路(500)在所述光耦推挽隔离电路(300)的所述推挽输出的作用下形成二次推挽，产生控制所述MOS开关单元(100)的MOS管导通或截止的开关信号，以使所述MOS开关单元(100)的所有MOS管在所述开关信号的作用下导通或截止。2.如权利要求1所述的电子开关电路，其特征在于：所述MOS开关单元(100)还包括并联于所述第一I/O端(B+)和所述第二I/O端(P+)之间的MOS管保护电路。3.如权利要求2所述的电子开关电路，其特征在于：所述MOS管保护电路包括并联的压敏电阻(R1)和第一二极管(D1)；其中，第一二极管(D1)为双向瞬变二极管，连接于所述第二I/O端(P+)和所述第一I/O端(B+)之间。4.如权利要求1所述的电子开关电路，其特征在于：所述光伏供电光耦(U1)的两个输出端之间并联有电解电容(C1)和稳压二极管(D2)。5.如权利要求1所述的电子开关电路，其特征在于：还包括稳压电路(700)，所述稳压电路(700)的输入端连接于所述供电电源，输出端形成3.3V电压，作为所述光耦推挽隔离电路(300)输入端的电压源。6.如权利要求1至5任一项所述的电子开关电路，其特征在于：所述光耦推挽隔离电路(300)包括以推挽方式连接的第一光耦(U2)和第二光耦(U3)；其中，所述第一光耦(U2)的输出端发射极为所述光耦推挽隔离电路的第一输出端，所述第二光耦(U3)的输出端集电...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦丹，高永涛，
申请(专利权)人：郑州安纳信电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41