本发明专利技术属于电子线路技术领域，尤其涉及一种过流检测电路、电网管理模块及控制器；其核心电路采用分立元件搭建了包括五个节点的检测电路，通过调整节点间的电阻来标定其中三极管的动作时机；同时，可通过设置同拓扑并联的检测结构，实现双向的过流检测；其中，可通过对节点间电阻的标定或通过对外接比较单元的标定来调整过流检测的阈值，使得其兼容性得到改善；通过有源方式实现了可恢复的过流保护，有利于改善相关系统的可维护性和系统开发的灵活性；此外，还可将其特征电压发送到微处理单元MCU（Microcontroller Unit）用于相关的信息处理和故障检测，改善相关系统的分析和保障能力。力。力。
【技术实现步骤摘要】
一种过流检测电路、电网管理模块及控制器
[0001]本专利技术属于电子线路
，尤其涉及一种过流检测电路、电网管理模块及控制器。
技术介绍
[0002]智能电网管理模块主要功能之一是电流的采样与比较，进而可用于判断是否存在过流；通常可采用分立元件或者集成运放来实现，相关系统的主要技术问题在于：采用分立元件实现时，其精度有限，且温度敏感系数高；并深受分流电阻阻值影响，功耗和热管理指标有待改进；采用集成运放实现时，在精度符合要求的情形下，其结构尺寸超标，不利于PCB集成；同时，还需要额外的电源辅助。
[0003]基于上述技术问题，如图1、图2分别举例示出的分立结构和运放结构，难以满足电网管理模块、控制器等产品对过流检测系统集成的需要；其技术经济指标亦难以取得足够的竞争力，亟需升级。
[0004]其中，如图1所示简易低成本方案通过三极管012的VBE结导通压降0.7V左右的特性，监测流过采样电阻的电流值判断是否存在过流，其BE结电压大小受温度影响很大，相对于常温25度、
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40度与85度环境，其电流精度误差很大；负载电流值越大，分流shunt电阻值越小，则误差越大，甚至能达到50%；在相同的电流条件下，shunt电阻阻值越大，其功耗增加，热管理难度增加。
[0005]如图2所示的分流shunt电阻加高精度运放方案，采用高精度运放020，会占据额外的PCB面积；同时，也需要额外供电021，其集成难度和成本不佳。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施例公开了一种过流检测电路，包括第一采样单元，通过获取第六检测结构的特征电压来判断过流现象；如特征电压超过第一阈值电压，则其激励部件，即第一激励源和其负载部件，即第二负载存在第一过流现象。
[0007]其中，第六检测结构包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点；其第一节点与第四节点之间跨接有第一激励源，第三节点与第四节点之间跨接有第二负载；第一节点经电阻R41与第二节点电连接，第二节点经电阻R34与第三节点电连接；第一节点经电阻R37与三极管Q16发射极电连接，第二节点与三极管Q14发射极电连接；三极管Q14基极与三极管Q16基极短接后与三极管Q14集电极电连接并经电阻R40与第四节点电连接；三极管Q16集电极与第五节点电连接并经电阻R39与第四节点电连接；其特征电压为第四节点与第五节点之间的电压。
[0008]为了检测出不同方向的过流现象，其第六检测结构还包括如下结构：具体地，其第三节点经电阻R32与三极管Q12发射极电连接，第二节点与三极管Q13发射极电连接；三极管Q12与三极管Q13基极短接后与三极管Q13集电极电连接并经由电阻R33与第四节点电连接；。
[0009]此时，如特征电压超过第一阈值电压或跳变，则第一激励源和第二负载存在第一过流现象和/或第二过流现象；其中，第一过流现象与第二过流现象中对应的电流方向相反。
[0010]进一步地，该过流检测电路还可通过第二标定步骤设定相关的参数；具体地，可通过调整比较电路的基准电压和第二标定结构中电阻阻值的配比以改变第一阈值电压；其标定结构包括电阻R34、R41、R32、R37；其中，基准电压由电阻分压或PWM输入给出；其比较电路可采用三极管、比较器或外接电路实现。
[0011]进一步的，可发送其特征电压到控制器用于信号比较，其控制器可根据其第一激励源和第二负载的工况确定第一过流现象中电流的方向；其工况包括电池充电工况和电池放电工况，其第二负载包括电池负载。
[0012]进一步地，为了改善检测过程的精度和一致性，其三极管Q12与三极管Q13可采用背靠背工艺的对管承担；其三极管Q14与三极管Q16亦可采用背靠背工艺的对管承担。
[0013]具体地，上述各三极管均可采用PNP三极管；其第一激励源可以采用直流电压源。
[0014]相应地，本专利技术实施例还公开了一种电网管理模块，包括第六检测结构；该第六检测结构包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点；其第一节点与第四节点之间用于跨接第一激励源，其第三节点与第四节点之间用于跨接第二负载。
[0015]其中，第一节点经电阻R41与第二节点电连接，第二节点经电阻R34与第三节点电连接；第一节点经电阻R37与三极管Q16发射极电连接，第二节点与三极管Q14发射极电连接；三极管Q14基极与三极管Q16基极短接后与三极管Q14集电极电连接并经电阻R40与第四节点电连接；三极管Q16集电极与第五节点电连接并经电阻R39与第四节点电连接；其第四节点与第五节点间的电压即用于第二负载或第一激励源过流检测的特征电压。
[0016]同样地，为了对不同方向的过流现象进行检测，其第六检测结构还包括如下结构：具体地，其第三节点经电阻R32与三极管Q12发射极电连接，第二节点与三极管Q13发射极电连接；三极管Q12与三极管Q13基极短接后与三极管Q13集电极电连接并经由电阻R33与第四节点电连接。
[0017]进一步地，为了提升电路的兼容性，还可设置有第二标定结构：通过调整比较电路的基准电压和第二标定结构中电阻阻值的配比以改变第一阈值电压；其中，基准电压由电阻分压或PWM输入给出；比较电路可采用三极管、比较器或外接电路实现；其标定结构包括电阻R34、R41、R32、R37。
[0018]进一步地，该电网管理模块还可发送特征电压到控制器，并由控制器根据第一激励源和第二负载的工况确定第一过流现象中电流的方向；其中的工况包括电池充电工况和电池放电工况，其第二负载包括电池负载。
[0019]同样地，其三极管Q12与三极管Q13可由背靠背工艺的对管承担；其三极管Q14与三极管Q16可由背靠背工艺的对管承担；各三极管均可采用PNP三极管；其第一激励源可以是直流电压源。
[0020]相应地，本专利技术实施例还公开了一种控制器，包括如上任一项的电网管理模块；可通过获取上述特征电压，并根据第一激励源和第二负载的工况确定第一过流现象中电流的方向；其工况也包括电池充电工况和电池放电工况，其第二负载也可以是电池负载。
[0021]综上，其核心电路采用分立元件搭建了包括五个节点的检测电路，通过调整节点
间的电阻来标定其中三极管的动作时机；同时，可通过设置同拓扑并联的检测结构，实现双向的过流检测。
[0022]其中，可通过对节点间电阻的标定或通过对外接比较单元的标定来调整过流检测的阈值，使得其兼容性得到改善；通过有源方式实现了可恢复的过流保护，有利于改善相关系统的可维护性和系统开发的灵活性。
[0023] 此外，还可将其特征电压发送到微处理单元MCU（Microcontroller Unit）用于相关的信息处理和故障检测，改善相关系统的分析和保障能力。
[0024]需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种过流检测电路（500），其特征在于包括第一采样单元（510）：通过获取第六检测结构（666）的特征电压，如所述特征电压超过第一阈值电压，则第一激励源（210）和第二负载（220）存在第一过流现象；其中，所述第六检测结构（666）包括第一节点（610）、第二节点（620）、第三节点（630）、第四节点（640）、第五节点（650）；所述第一节点（610）与所述第四节点（640）之间跨接有所述第一激励源（210），所述第三节点（630）与所述第四节点（640）之间跨接有所述第二负载（220）；所述第一节点（610）经电阻R41与所述第二节点（620）电连接，所述第二节点（620）经电阻R34与所述第三节点（630）电连接；所述第一节点（610）经电阻R37与三极管Q16发射极电连接，所述第二节点（620）与三极管Q14发射极电连接；所述三极管Q14基极与所述三极管Q16基极短接后与所述三极管Q14集电极电连接并经电阻R40与所述第四节点（640）电连接；所述三极管Q16集电极与所述第五节点（650）电连接并经电阻R39与所述第四节点（640）电连接；所述特征电压为所述第四节点（640）与所述第五节点（650）之间的电压。2.如权利要求1所述的过流检测电路（500），其中：所述第三节点（630）经电阻R32与三极管Q12发射极电连接，所述第二节点（620）与三极管Q13发射极电连接；所述三极管Q12与所述三极管Q13基极短接后与所述三极管Q13集电极电连接并经由电阻R33与所述第四节点（640）电连接；如所述特征电压超过第一阈值电压或跳变，则所述第一激励源（210）和所述第二负载（220）存在所述第一过流现象和/或第二过流现象；所述第一过流现象与所述第二过流现象中对应的电流方向相反。3.如权利要求1或2所述的过流检测电路（500），还包括第二标定单元（520）：调整比较电路（606）的基准电压和所述第二标定结构（622）中电阻阻值的配比以改变所述第一阈值电压；其中，所述基准电压由电阻分压或PWM输入给出；所述比较电路采用三极管、比较器或外接电路实现，所述第二标定结构（622）包括电阻R34、R41、R32、R37。4.如权利要求1或2所述的过流检测电路（500），发送所述特征电压到控制器（901），所述控制器（901）根据所述第一激励源（210）和所述第二负载（220）的工况确定所述第一过流现象中电流的方向；所述工况包括电池充电工况和电池放电工况，所述第二负载（220）包括电池负载。5.如权利要求1或2所述的过流检测电路（500），其中：所述三极管Q12与所述三极管Q13由背靠背工艺的对管承担；所述三极管Q14与所述三极管Q16由背靠背工艺的对管承担。6.如权利要求5所述的过流检测电路（500），其中：所述各三极管均为PNP三极管；所述第一激励源（210）包括直流电压源。7.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：申晓磊，邹素瑞，张久庆，徐孝何，蒋州，吴航，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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