一种集成大电流二次保护模组制造技术

本发明专利技术涉及一种集成大电流二次保护模组，包括微控制器电路、保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合、报警驱动电路,所述的微控制器电路与高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、保险丝熔断驱动电路连接；所述的保险丝熔断驱动电路与三端保险丝集合、报警驱动电路、低侧端供电电源转换电路连接；所述大电流二次保护模组将微控制器电路、保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合、报警驱动电路集成在一起，模块通过专用引脚与电池组连接。本发明专利技术实现了电池组的大电流二次保护，设计实现了模块化，具有结构简单，安全性高的优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种集成大电流二次保护模组


[0001]本专利技术涉及一种集成大电流二次保护模组，属于电池安全防护领域，首次采用大电流集成方式在电源中使用。

技术介绍

[0002]随着电池电源的发展，大电流电池组在各个领域的应用也越来越广泛，电动车，电摩、AGV、高尔夫球车、物流车、叉车、储能等设备中应用。对电池组的安全性要求也越来越高.因此在设计过程中要考虑使用更多级的二级保护来提高电池的安全性。
[0003]目前大电流电池组的多级保护电路设计，行业内一般采用一级保护配合普通保险丝作二级保护的常规设计来实现，还有就是通过专用的二级保护芯片，由于二级保护选型限制，二级保护的电压及延迟时间只能选择固定值，设计有很大的局限性，同时不能作为大电流二次保护的方案。参数的不同电池会产生过充情况，存在极大的安全风险。电池组作为动力方便和环保，使用越来越普及。但随着动力电池及组合电池在日常工作生活的广泛应用，安全就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于：提供一种集成大电流二次保护模组，通过优化设计，减少客户的应用限制，在高低电源侧都可以方便使用，更提供了温度、总压、外部中断控制等功能，而且集成后的模组，在已有的电池组上也可方便添加，提高电池管理系统的安全可靠性。
[0005]本专利技术目的通过下述方案实现：一种集成大电流二次保护模组，包括微控制器电路、保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合、报警驱动电路,其中，所述的微控制器电路与高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、保险丝熔断驱动电路连接；所述的保险丝熔断驱动电路与三端保险丝集合、报警驱动电路、低侧端供电电源转换电路连接；所述大电流二次保护模组将微控制器电路、保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合、报警驱动电路集成在一起，模块通过专用引脚与电池组连接。
[0006]进一步的，所述微控制器电路，与INI引脚连接；所述微控制器电路，与RT1、RT2以及GND引脚连接；所述高侧端供电电源转换电路，与微控制器电路、IN引脚以及三端保险丝集合连接；所述低侧端供电电源转换电路，与LIN引脚、微控制器电路以及保险丝熔断驱动电路连接；所述保险丝熔断驱动电路，与微控制器电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合以及报警驱动电路连接；所述三端保险丝集合，与IN引脚、OUT引脚、保险丝熔断驱动电路以及高侧端供电电源转换电路连接；所述报警驱动电路，与保险丝熔断驱动电路以及LOUT引脚连接。
[0007]本专利技术提供了一种集成大电流二次保护模组，模组提供电压、温度、外部中断、外部输出指示等功能。模组提供了两路温度检测，一路外部中断，一路故障输出指示。对于温度的定义以及电压的阈值的修改，可以通过中端口、以及两路温度端口，以通讯的方式来修
改，便于不同的客户修改不同的参数，实现了对电池组的安全防护。当电池电压、温度出现故障时，微控制器电路输出保护信号至保险丝熔断驱动电路，保险丝熔断驱动电路处理信号并触发三端保险丝集合动作，三端保险丝集合内部加热熔断主回路，触发充放电保护。
[0008]在上述方案基础上,所述的微控制器电路与保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路连接，实现电压检测、温度检侧、外部中断控制、故障控制信号输出等功能；所述的保险丝熔断驱动电路与微控制器电路、低侧端供电电源转换电路、报警驱动电路以及三端保险丝集合连接，实现故障信号延时处理并输出驱动信号至三端保险丝集合和报警驱动电路；所述的低侧端供电电源转换电路与微控制器电路、保险丝熔断驱动电路连接，实现微控制器电路、保险丝熔断驱动电路的供电；所述的高侧端供电电源转换电路与微控制器电路、三端保险丝集合连接，实现微控制器电路、三端保险丝集合的供电；所述的报警驱动电路与保险丝熔断驱动电路连接，实现故障信号对外输出，作为故障指示用途；所述的微控制器电路与INI端口、RT1端口、RT2端口、GND端口连接，实现温度检测、温度和电压不同阈值修改、外部中断信号控制。
[0009]进一步的，通过微控制器电路与高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路连接设计，实现模组高侧或低侧都可以给微控制器电路以及保险丝熔断驱动电路供电。
[0010]本专利技术原理是：由微控制器电路对INI端口、RT1端口、RT2端口、以及高侧端供电电源转换电路和低侧端供电电源转换电路提供的温度、电压进行采样检测处理，根据预设保护阈值判读输出故障控制信号，信号输出至保险丝熔断驱动电路，保险丝熔断驱动电路对信号进行延时处理，延时时间根据需要可预设，延时信号输出至三端保险丝集合，触发三端保险丝集合熔断动作，电池组主回路断开，电池组与外界断开，不能进行充放电，安全保护电池组；延时信号输出至同时输出至报警驱动电路，报警驱动电路具有隔离输出功能，信号输出至Lout端口，Lout端口可外接LED、蜂鸣器等报警装置。
[0011]本专利技术的集成大电流二次保护模组，可在各类电池以及电池组中使用。
[0012]在上述方案基础上，所述的一种集成大电流二次保护模组，不限定在二次保护应用，也可在已有的二次保护系统外部再次安装配置。
[0013]所述的微控制器电路，包括MCU电路，稳压电路以及ESD浪涌保护电路。
[0014]在上述方案基础上,所述三端保险丝集合，使用多颗大电流三端保险丝并联。
[0015]所述电低侧端供电电源转换电路，包括电压稳压电路，高低压转换电路、浪涌保护电路。
[0016]所述电高侧端供电电源转换电路，包括电压稳压电路，高低压转换电路、浪涌保护电路。
[0017]所述电高侧端供电电源转换电路，安装在电池组的正端，并为微控制器电路提供电源，此时低侧端供电电源转换电路处于截止状态。
[0018]所述电低侧端供电电源转换电路，安装在电池组的负端，并为微控制器电路提供电源，此时高侧端供电电源转换电路处于截止状态；可以根据市场需求调整监测电压、温度等参数，同时也可对应调整延迟时间和恢复时间。
[0019]本专利技术实现了电池组的双重安全防护，系统采模块化设计，根据客户的实际需求可方便地进行组合设计，节省成本,方便操作人员组装，以维修更换。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案,下面通过附图作进一步说明。
[0021]图1为本专利技术一种集成大电流二次保护模组逻辑框图示意图；图2为模组结构1正面示意图；图3为模组结构2正面示意图；图4为模组结构1背面示意图；图5为保险丝熔断驱动电路；图6为高侧端供电电源转换电路及低侧端供电电源转换电路；图7为报警驱动电路；图8为微控制器电路框图；图9 为三端保险丝集合；图10为主程序流程；图中标号说明：1——微控制器电路；2——高侧端供电电源转换电路；3——保险丝熔断驱动电路；4——低侧端供电电源转换电路；5——三端保险丝集合；6——报警驱动电路；7——铜带；8——输入输出紧固件垫片；9——大电流二次保护电路集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成大电流二次保护模组，包括微控制器电路、保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合、报警驱动电路,其特征在于，所述的微控制器电路与高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、保险丝熔断驱动电路连接；所述的保险丝熔断驱动电路与三端保险丝集合、报警驱动电路、低侧端供电电源转换电路连接；所述大电流二次保护模组将微控制器电路、保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合、报警驱动电路集成在一起，模块通过专用引脚与电池组连接。2.根据权利要求1所述的集成大电流二次保护模组，其特征在于，所述微控制器电路，与INI引脚连接，外部中断INI 可以干预微控制器电路；所述微控制器电路，与RT1、RT2以及GND引脚连接；所述高侧端供电电源转换电路，与微控制器电路、IN引脚以及三端保险丝集合连接；所述低侧端供电电源转换电路，与LIN引脚、微控制器电路以及保险丝熔断驱动电路连接；所述保险丝熔断驱动电路，与微控制器电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合以及报警驱动电路连接；所述三端保险丝集合，与IN引脚、OUT引脚、保险丝熔断驱动电路以及高侧端供电电源转换电路连接；所述报警驱动电路，与保险丝熔断驱动电路以及LOUT引脚连接。3.根据权利要求1或2所述的的集成大电流二次保护模组，其特征在于由微控制器电路、保险丝熔断驱动电路、高侧端供电电源转换电路、低侧端供电电源转换电路、三端保险丝集合、报警驱动电路搭建的大电流二次保护电路集成（9）位于中间，通过铜带或附钢基板（7）进行电流的传输，基板二侧的固定孔（15）和垫片（8）配合，用于固定IN端子和OUT端子，IN端子和OUT端子连接电池组的B+和P＋或B－和P－；9位于中间位置，连接端子在前面或背面。4.根据权利要求3所述的的集成大电流二次保护模组，其特征在于，INI端子、RT1端子、RT2端子、LIN端子、LOUT端子、GND端子既可以使用焊盘的形式连接在基板上，或使用连接器的方式体现在基板（7）上。5.根据权利要求1或2所述的集成大电流二次保护模组，其特征在于：所述微控制器电路1提供电压、温度检测，包括温度检测电路（13）、MCU（11）、参考极稳压电路（14）、高电压检测电路（12），所述的温度检测电路（13）连接到RT1端口和RT2端口，实现电池温度的检测和充放电端口温度的检测，保护电池组过温和保护端口连接器因接触不良导致连接器高温融化粘连；高电压检测电路（12）连接到POWER－D端口，实现对电池电压的监控，保护电池组充电过压；参考及稳压电路（14）连接到3.3/5V端口，为微控制器电路供电。6.根据权利要求1或2所述的集成大电流二次保护模组，其特征在于：所述微控制器电路（1）在处理高侧端供电电源转换电路（2）和低侧端供电电源转换电路（4）信号后，提供驱动信号给保险丝熔断驱动电路（3）；或者，所述微控制器电路（1）处理外部端口INI、RT1、RT2信号后，提供驱动信号给保险丝熔断驱动电路（3）。7.根据权利要求6所述的集成大电流二次保护模组，其特征在于：所述的保险丝熔断驱动电路，包括大电流开关MOSFET Q2～QN、Q5～Q6N，N表示使用的MOSFET数，使用TO－252封
装的MOSFET需要8颗，N就等于8，使用TO－263封装的MOSFET就需要4颗，N就等于4；电路中，MOSFET管Q1、Q3、Q4为信号开关电路；瞬态二极管TVS1～TVS6为了保护开关管，防止浪涌冲击；由D8、TVS1、C1、R1、Q1、R3、R15、TVS2、C2、R2、D5、Q2～QN组成低侧供电保险丝熔断驱动电路；由D9、TVS3、C4、R4、Q3、TVS4、R6、C3、R5、D6、Q4、R7、...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛卫清，马东战，罗君，沈海波，
申请(专利权)人：上海维安电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：