家用BMS过流硬件保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种家用BMS过流硬件保护电路，其包括：一过流比较电路，一过流信号延时电路和一PWM使能电路。其中，过流比较电路包含第一比较器和第二比较器，第一比较器的反向输入端与第二比较器的正向输入端连接到电流信号采集电路的输出端，两个比较器的输出端连接后作为过流比较电路的输出端；过流信号延时电路包含一计时芯片，计时芯片的低触发端通过一电容连接到该过流比较电路的输出端，输出端作为该过流信号延时电路的输出端；PWM使能电路包含一或门芯片、一或非门芯片和一使能驱动芯片，PWM使能电路与过流比较电路和过流信号延时电路相连，通过逻辑芯片驱动使能驱动芯片的使能端，以实现使能驱动芯片的两个PWM端控制主回路的断开。

【技术实现步骤摘要】
家用BMS过流硬件保护电路
本技术涉及电池管理系统领域，特别是有关一种家用BMS过流硬件保护电路。
技术介绍
随着储能市场的日益壮大，家用电池PACK慢慢走进越来越多的家庭。电池管理系统(BMS)作为电池PACK控制核心，其重要性不言而喻。目前大多数电池管理系统(BMS)在电池电压采集、SOC计算等方面做的都比较完善，但是在电池过流保护方面还存在普遍的不足。家用电池PACK连接到储能逆变器时，由于储能逆变器输入侧存在电容，所以在电池PACK在上电时候，会存在一个极短时间的过流，然而为了使逆变器能够正常工作起来，必须在规定时间内将过流信号屏蔽掉。在现有技术中，因为不同厂家逆变器直流侧的电容参数不一致，造成实际过流时间的不一致，而老式的硬件过流保护电路又无法满足这个需求，因此现有技术中BMS通常不设置硬件过流保护，只进行软件过流保护。现有技术中软件过流保护的工作过程为：主回路上的电流通过采样电阻转化为电压信号，然后通过运算放大器处理后，将电压信号传送给CPU；当主回路过流时，CPU通过采集到的电压信号判断主回路过流，从而切断主回路。由此可见，在现有技术中许多BMS厂家取消硬件过流保护而仅使用软件过流保护，软件程序很可能出现不可预知的BUG，当BMS软件出现BUG时，就会造成无法及时断开主回路的不良后果。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术在软件过流保护的同时增加一硬件过流保护电路，以实现当BMS软件过流保护失效时，能够通过硬件电路及时断开主回路的目的。为了达到上述目的，本技术提供了一种家用BMS过流硬件保护电路，其包括：一过流比较电路，包含一第一比较器和一第二比较器，该第一比较器的反向输入端串联一第一电阻以及该第二比较器的正向输入端串联一第二电阻后进一步连接到电流信号采集电路的输出端，该第一比较器的正向输入端通过一第三电阻连接一参考电压端，该第二比较器的反向输入端通过一第四电阻连接该参考电压端，且该第一比较器的输出端和该第二比较器的输出端连接后作为该过流比较电路的输出端；一过流信号延时电路，包含一计时芯片，该计时芯片的低触发端通过一电容连接到该过流比较电路的输出端，同时该计时芯片的低触发端还通过一第五电阻连接到VDD端，该计时芯片的输出端作为该过流信号延时电路的输出端；一PWM使能电路，包含一或门芯片、一或非门芯片和一使能驱动芯片，其中，该或门芯片的两个输入端连接到该过流比较电路的输出端，该或非门芯片的一输入端串联一第六电阻后连接到该或门芯片的输出端，该或非门芯片的另一输入端连接到该过流信号延时电路的输出端，该或非门芯片的输出端连接到该使能驱动芯片的使能端，该使能驱动芯片的两个PWM端分别通过第七电阻和第八电阻连接到主回路上两个场效应管的栅极端。在本技术一实施例中，其中所述计时芯片预设锁存时间为800μs。在本技术一实施例中，其中所述电流信号采集电路为与软件过流保护共用的电流信号采集电路。本技术通过上述硬件过流保护电路，完善了现有家用BMS的过流保护机制，通过过流信号延时电路在BMS硬件过流保护中的应用，以现有BMS软件过流保护为主，硬件过流保护为辅。避免了现有技术中当BMS软件过流保护失效时，即在软件设置的最大过流时间600μs没有及时断开主回路时，硬件过流保护电路作为最后一道屏障可以及时断开主回路，提高了电池PACK的安全性。附图说明图1为本技术过流硬件保护电路的示意图。附图标记说明：10～电流信号采集电路；20～过流比较电路；30～过流信号延时电路；40～PWM使能电路；U1～运算放大器；U2～第一比较器LM2903；U4～第二比较器LM2903；U3～计时芯片NE555；U5～正或非门芯片SN74AHCT1G02；U6～正或门芯片SN74AHCT1G32；U8～使能驱动芯片；BAT-～电池负极；P-～逆变器负极；REF-参考电压端；R1-R26～电阻；C1-C20～电容，Q1、Q2～场效应管。具体实施方式图1为本技术过流硬件保护电路的示意图。本技术提供了一种家用电池管理系统(BMS)过流硬件保护电路，在软件过流保护的同时增加一硬件保护电路，以实现当BMS软件过流保护失效时，能够通过硬件电路及时断开主回路目的。如图1所示，家用BMS过流硬件保护电路包括：一过流比较电路20，包含一第一比较器(U2)和一第二比较器(U4)，该第一比较器(U2)的反向输入端串联一第一电阻(R4)以及该第二比较器(U4)的正向输入端串联一第二电阻(R7)后进一步连接到电流信号采集电路10的输出端(U1的6脚)，该第一比较器(U2)的正向输入端通过一第三电阻(R3)连接一参考电压端(REF)，该第二比较器(U4)的反向输入端通过一第四电阻(R10)连接该参考电压端(REF)，且该第一比较器(U2)的输出端(U2的4脚)和该第二比较器(U4)的输出端(U4的4脚)连接后作为该过流比较电路20的输出端，以实现电池充放电两个过程均能对采样到的信号进行比较的目的；一过流信号延时电路30，包含一计时芯片(U3)，该计时芯片(U3)的低触发端(U3的2脚)通过一电容(C10)连接到该过流比较电路20的输出端，同时该计时芯片(U3)的低触发端(U3的2脚)还通过一第五电阻(R26)连接到VDD端，该计时芯片(U3)的输出端(3脚)作为该过流信号延时电路30的输出端；一PWM使能电路40，包含一或门芯片(U6)、一或非门芯片(U5)和一使能驱动芯片(U8)，其中，该或门芯片(U6)的两个输入端(U6的1、2脚)连接到该过流比较电路20的输出端，该或非门芯片(U5)的一输入端(U5的2脚)串联一第六电阻(R23)后连接到该或门芯片(U6)的输出端(U6的4脚)，该或非门芯片(U5)的另一输入端(U5的1脚)连接到该过流信号延时电路30的输出端，该或非门芯片(U5)的输出端(U5的4脚)连接到该使能驱动芯片(U8)的使能端(U8的EN脚)，该使能驱动芯片的两个PWM端(PWM3和PWM4)分别通过第七电阻(R17)和第八电阻(R18)连接到主回路上两个场效应管(Q1和Q2)的栅极端，以控制两个场效应管(Q1和Q2)的通断。在本实施例中，其中计时芯片(U3)预设锁存时间为800μs。另外，场效应管(Q1和Q2)最大支持1ms的过流，BMS软件设置的过流时间600μs，以实现BMS软件过流保护在设置的过流时间达到却未能及时断开回路时，硬件过流保护电路在预设锁存时间到达时及时断开主回路的目的。在本实施例中，电流信号采集电路10为与软件过流保护共用的电流信号采集电路，如图1所示，采样电阻(R14)接入由电池负极(BAT-)与逆变器负极(P-)相连的负极主回路电路中，电流信号采集电路10的两个输入端连接到采样电阻(R14)的两端，即电流采样为负极主回路采样的方式；电流采样电路的输出端不但连接到过流比较电路20的输入端，还连接到CPU的AD端，以实现CPU进行电流采集的目的。同时，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用BMS过流硬件保护电路，其特征在于，包括：/n一过流比较电路，包含一第一比较器和一第二比较器，该第一比较器的反向输入端串联一第一电阻以及该第二比较器的正向输入端串联一第二电阻后进一步连接到电流信号采集电路的输出端，该第一比较器的正向输入端通过一第三电阻连接一参考电压端，该第二比较器的反向输入端通过一第四电阻连接该参考电压端，且该第一比较器的输出端和该第二比较器的输出端连接后作为该过流比较电路的输出端；/n一过流信号延时电路，包含一计时芯片，该计时芯片的低触发端通过一电容连接到该过流比较电路的输出端，同时该计时芯片的低触发端还通过一第五电阻连接到VDD端，该计时芯片的输出端作为该过流信号延时电路的输出端；/n一PWM使能电路，包含一或门芯片、一或非门芯片和一使能驱动芯片，其中，该或门芯片的两个输入端连接到该过流比较电路的输出端，该或非门芯片的一输入端串联一第六电阻后连接到该或门芯片的输出端，该或非门芯片的另一输入端连接到该过流信号延时电路的输出端，该或非门芯片的输出端连接到该使能驱动芯片的使能端，该使能驱动芯片的两个PWM端分别通过第七电阻和第八电阻连接到主回路上两个场效应管的栅极端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种家用BMS过流硬件保护电路，其特征在于，包括：
一过流比较电路，包含一第一比较器和一第二比较器，该第一比较器的反向输入端串联一第一电阻以及该第二比较器的正向输入端串联一第二电阻后进一步连接到电流信号采集电路的输出端，该第一比较器的正向输入端通过一第三电阻连接一参考电压端，该第二比较器的反向输入端通过一第四电阻连接该参考电压端，且该第一比较器的输出端和该第二比较器的输出端连接后作为该过流比较电路的输出端；
一过流信号延时电路，包含一计时芯片，该计时芯片的低触发端通过一电容连接到该过流比较电路的输出端，同时该计时芯片的低触发端还通过一第五电阻连接到VDD端，该计时芯片的输出端作为该过流信号延时电路的输出端；
一PWM使...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志诚，
申请(专利权)人：北京昆兰新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11