短路保护电路和电池管理系统技术方案

本申请提供一种短路保护电路和电池管理系统，属于电池保护技术领域。短路保护电路包括采样电阻、放大模块、比较输出模块、锁存恢复模块、开关模块、微控制单元；放大模块的第一端与采样电阻的第一端连接，放大模块的第二端与采样电阻的第二端连接，放大模块的第三端与比较输出模块的第一端连接，比较输出模块的第二端与锁存恢复模块的第一端连接，锁存恢复模块的第二端、第三端分别与微控制单元的第一端、第二端连接，锁存恢复模块的第四端分别与微控制单元的第三端和开关模块的第一端连接，开关模块的第二端与负载的第一端连接，开关模块的第三端与电源的第一端连接。本申请可以达到提高短路保护的可靠性、降低处理延迟的效果。降低处理延迟的效果。降低处理延迟的效果。

【技术实现步骤摘要】
短路保护电路和电池管理系统


[0001]本申请涉及电池保护
，具体而言，涉及一种短路保护电路和电池管理系统。

技术介绍

[0002]随着电子电力技术的发展，各种各样的电子设备已经进入到人们的生活中，然而，大多数电子设备都需要由电源供电，才能正常工作。一般都可以用电池来为电子设备进行供电，而由电池引出到负载的线束难免会出现短路的情况。
[0003]相关技术中，一般可以使用BMS中多复用保护芯片内部的短路保护功能对提供低串数、小电流的电池进行短路保护，另外，在对输出大功率的电池进行保护时，还可以由复杂的逻辑门处理电路对采集到的电信号进行分析处理来确定采集到的电信号是否为短路信号，并在确定采集到的电信号为短路信号的情况下向开关电路输出相应的信号以关断开关电路，以切断电池与负载之间的供电回路。
[0004]然而，相关技术的方案需要使用复杂的逻辑门处理电路来处理信号以及实现锁存功能，因此，这种方案存在可靠性较差、处理延迟较高的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种短路保护电路，可以达到提高短路保护的可靠性、降低处理延迟的效果。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：
[0007]本申请实施例的第一方面，提供一种短路保护电路，所述短路保护电路包括采样电阻、放大模块、比较输出模块、锁存恢复模块、开关模块、微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)；
[0008]所述放大模块的第一端与所述采样电阻的第一端连接，所述放大模块的第二端与所述采样电阻的第二端连接，所述放大模块的第三端与所述比较输出模块的第一端连接，所述比较输出模块的第二端与所述锁存恢复模块的第一端连接，所述锁存恢复模块的第二端、第三端分别与所述微控制单元的第一端、第二端连接，所述锁存恢复模块的第四端分别与所述微控制单元的第三端和所述开关模块的第一端连接，所述开关模块的第二端与负载的第一端连接，所述开关模块的第三端与电源的第一端连接；
[0009]所述采样电阻连接在所述电源的第二端与所述负载的第二端之间，所述比较输出模块的第三端用于输入参考电压；
[0010]其中，所述放大模块用于采集所述采样电阻的电压，对所述采样电阻的电压进行放大，并将放大后的电压输出到所述比较输出模块；所述比较输出模块用于比较所述放大后的电压和所述参考电压，并向所述锁存恢复模块向输出相应的电平信号；
[0011]所述锁存恢复模块用于在所述电平信号的作用下控制所述开关模块导通或断开，并在控制所述开关模块断开时进入自锁状态，以锁存所述短路保护电路的短路状态，并使
得所述微控制单元的第一端的电压降低到预设电压区间；
[0012]所述微控制单元用于向所述开关模块输出驱动信号以控制所述开关模块导通，以及向所述锁存恢复模块输出控制信号以控制所述锁存恢复模块激活或释放，以及在检测到所述微控制单元的第一端的电压降低到所述预设电压区间时，控制所述开关模块断开。
[0013]可选地，所述锁存恢复模块包括：第一N型开关管、P型开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、二极管；
[0014]所述第一电阻的第一端与所述比较输出模块的第二端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端、所述第一N型开关管的栅极连接；
[0015]所述第二电阻的第二端与所述P型开关管的漏极连接，所述P型开关管的源极分别与所述微控制单元的第二端和所述第四电阻的第一端连接，所述P型开关管的栅极分别与所述第四电阻的第二端、所述微控制单元的第一端、所述二极管的正极、所述第一N型开关管的漏极连接，所述第五电阻连接在所述第一N型开关管的源极和漏极之间；
[0016]所述第一N型开关管的源极与所述第三电阻的第二端接地；所述二极管的负极分别与所述微控制单元的第三端和所述开关模块的第一端连接；
[0017]所述锁存恢复模块还包括第一电容；
[0018]所述第一电容与所述第四电阻并联。
[0019]可选地，所述开关模块包括第二N型开关管、第三N型开关管、第四N型开关管、隔离元件、第六电阻、第七电阻；
[0020]所述第二N型开关管的栅极分别与所述锁存恢复模块的第四端和所述微控制单元的第三端连接，所述第二N型开关管的漏极与所述隔离元件的第一输入端连接，所述第二N型开关管的源极接地；
[0021]所述隔离元件的第一输出端与所述第三N型开关管的栅极连接，所述隔离元件的第二输入端和第二输出端分别用于输入工作电压，所述第三N型开关管的漏极用于连接所述电源的第一端，所述第三N型开关管的源极用于连接所述第四N型开关管的源极，所述第六电阻连接在所述第三N型开关管的栅极与源极之间，所述第四N型开关管的源极和栅极通过所述第七电阻连接，所述第四N型开关管的漏极与所述负载的第一端连接。
[0022]可选地，所述短路保护电路还包括预放模块；
[0023]所述预放模块的第一端与所述隔离元件的第三输出端连接，所述预放模块的第二端与所述第三N型开关管的漏极连接，所述预放模块的第三端与所述微控制单元的第四端连接；
[0024]所述预放模块用于在所述微控制单元的控制下导通，以使得电源与所述负载之间的回路在所述开关模块断开的情况下形成通路；
[0025]所述微控制单元还用于在所述预放模块导通的情况下确定所述电源与所述负载之间的回路是否导通。
[0026]可选地，所述预放模块包括第八电阻和第五N型开关管；
[0027]所述第八电阻的第一端与所述隔离元件的第三输出端连接，所述第八电阻的第二端与所述第五N型开关管的源极连接，所述第五N型开关管的漏极与所述第三N型开关管的漏极连接，所述第五N型开关管的栅极与所述微控制单元的第四端连接。
[0028]可选地，所述放大模块包括差分放大器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容；
[0029]所述第九电阻的第一端与所述采样电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第二电容的第一极板、所述第十电阻的第一端和所述差分放大器的正相输入端连接，所述第十电阻的第二端接地；
[0030]所述差分放大器的负相输入端分别与所述第二电容的第二极板、所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述采样电阻的第二端连接，所述差分放大器的输出端与所述比较输出模块的第一端连接，所述第十二电阻连接在所述差分放大器的负相输入端和输出端之间。
[0031]可选地，所述比较输出模块包括第十三电阻、第十四电阻、比较器；
[0032]所述第十三电阻的第一端与所述放大模块的第三端连接，所述第十三电阻的第二端与所述比较器的正相输入端连接，所述比较器的负相输入端和输出端通过所述第十四电阻连接，所述比较器的负相输入端用于输入所述参考电压；
[0033]所述比较器的输出端与所述锁存恢复模块的第一端连接。
[0034]可选地，所述比较输出模块还包括第十五电阻、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路包括采样电阻、放大模块、比较输出模块、锁存恢复模块、开关模块、微控制单元；所述放大模块的第一端与所述采样电阻的第一端连接，所述放大模块的第二端与所述采样电阻的第二端连接，所述放大模块的第三端与所述比较输出模块的第一端连接，所述比较输出模块的第二端与所述锁存恢复模块的第一端连接，所述锁存恢复模块的第二端、第三端分别与所述微控制单元的第一端、第二端连接，所述锁存恢复模块的第四端分别与所述微控制单元的第三端和所述开关模块的第一端连接，所述开关模块的第二端与负载的第一端连接，所述开关模块的第三端与电源的第一端连接；所述采样电阻连接在所述电源的第二端与所述负载的第二端之间，所述比较输出模块的第三端用于输入参考电压；其中，所述放大模块用于采集所述采样电阻的电压，对所述采样电阻的电压进行放大，并将放大后的电压输出到所述比较输出模块；所述比较输出模块用于比较所述放大后的电压和所述参考电压，并向所述锁存恢复模块向输出相应的电平信号；所述锁存恢复模块用于在所述电平信号的作用下控制所述开关模块导通或断开，并在控制所述开关模块断开时进入自锁状态，以锁存所述短路保护电路的短路状态，并使得所述微控制单元的第一端的电压降低到预设电压区间；所述微控制单元用于向所述开关模块输出驱动信号以控制所述开关模块导通，以及向所述锁存恢复模块输出控制信号以控制所述锁存恢复模块激活或释放，以及在检测到所述微控制单元的第一端的电压降低到所述预设电压区间时，控制所述开关模块断开；所述微控制单元还用于在短路被排除的情况下，向所述锁存恢复模块输出用于控制所述锁存恢复模块下电或释放的控制信号，以解除所述锁存恢复模块的自锁状态，并且所述微控制单元在等待预设时间之后，再向所述锁存恢复模块输出用于控制所述锁存恢复模块上电或激活的控制信号。2.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述锁存恢复模块包括：第一N型开关管、P型开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、二极管；所述第一电阻的第一端与所述比较输出模块的第二端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端、所述第一N型开关管的栅极连接；所述第二电阻的第二端与所述P型开关管的漏极连接，所述P型开关管的源极分别与所述微控制单元的第二端和所述第四电阻的第一端连接，所述P型开关管的栅极分别与所述第四电阻的第二端、所述微控制单元的第一端、所述二极管的正极、所述第一N型开关管的漏极连接，所述第五电阻连接在所述第一N型开关管的源极和漏极之间；所述第一N型开关管的源极与所述第三电阻的第二端接地；所述二极管的负极分别与所述微控制单元的第三端和所述开关模块的第一端连接；所述锁存恢复模块还包括第一电容；所述第一电容与所述第四电阻并联。3.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述开关模块包括第二N型开关管、第三N型开关管、第四N型开关管、隔离元件、第六电阻、第七电阻；所述第二N型开关管的栅极分别与所述锁存恢复模块的第四端和所述微控制单元的第三端连接，所述第二N型开关管的漏极与所述隔离元件的第一输入端连接，所述第二N型开
关管的源极接地；所述隔离元件的第一输出端与所述第三N型开关管的栅极连接，所述隔离元件的第二输入端和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕丹，周斌，王志刚，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：