基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路的制作方法
【專利摘要】基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路，其連接在模組與電池正極連接的輸入端上，包括連接在模組的輸入端的MOS管，所述MOS管上連接有控制其導(dǎo)通關(guān)斷的熱插拔芯片，所述熱插拔芯片包括用于檢測(cè)流經(jīng)MOS管電流值的檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路與接收其發(fā)送的電流值并與預(yù)設(shè)防浪涌電流值比較輸出控制信號(hào)的控制電路，所述控制電路上連接有由其控制驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)電路連接，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流值大于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路輸出關(guān)斷MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷MOS管，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流值小于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路輸出導(dǎo)通MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通MOS管。
【專利說明】基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路。
【背景技術(shù)】
[0002]熱插拔是指在系統(tǒng)帶電的狀態(tài)下，將模組、卡或子系統(tǒng)插到系統(tǒng)上而不影響系統(tǒng)的操作，且不影響插入的模組、卡、子系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0003]圖1所不為熱插拔過程，其中左邊代表供電系統(tǒng)，一般在供電的輸出端有一個(gè)大電容，右邊代表模組，模組的輸入端也有電容。模組插入系統(tǒng)之前，輸入電容沒有被充電，當(dāng)把模組插入系統(tǒng)時(shí)，相當(dāng)于把兩個(gè)端電壓不同的大電容并聯(lián)，根據(jù)基爾霍夫定律，會(huì)有一個(gè)很大的瞬間電流向模組輸入電容充電，這個(gè)大的瞬時(shí)電流很可能造成系統(tǒng)供電電壓不正常，引線長(zhǎng)的話會(huì)有很大的引線電感，從而引起電壓振蕩，電壓尖峰可能會(huì)永久性的損傷模組。在等效值達(dá)到一定范圍時(shí)，模組輸入端的尖峰電壓會(huì)達(dá)到兩倍的額定輸入電壓，而模組的最大電壓范圍(輸入電壓范圍設(shè)計(jì)預(yù)留)往往沒有這么大，從而引起對(duì)模組的損傷。
[0004]傳統(tǒng)的解決方案有很多，比如在供電系統(tǒng)和模組之間串聯(lián)熱敏電阻，或者在供電系統(tǒng)兩端并聯(lián)壓敏電阻或這里只介紹其中一種，即串聯(lián)一個(gè)熱敏電阻，如圖2所示，把熱敏電阻裝置串聯(lián)于電子設(shè)備的輸入端，起到接插件連接瞬間防浪涌的作用。這樣在更換模組時(shí)，不會(huì)因浪涌影響系統(tǒng)的工作，提高了可靠性。
[0005]對(duì)于應(yīng)用到電池上的產(chǎn)品，因?yàn)殡姵叵喈?dāng)于一個(gè)很大很大的電容，所以也會(huì)出現(xiàn)上述的問題?，F(xiàn)有方案也是在電池和模組之間串聯(lián)一個(gè)熱敏電阻，或者模組輸入端的陶瓷電容換成電解電容，因?yàn)樘沾呻娙莸睦擞侩娏鞲?，或者模組輸入端接的是陶瓷電容串聯(lián)一個(gè)小電阻。
[0006]如果電池與模組中間串聯(lián)了熱敏電阻，階會(huì)有一個(gè)較大的電阻，而模組工作時(shí)如果電流較大，在階會(huì)有一個(gè)較大的損耗，那么會(huì)使電池容量使用效率大大降低。串聯(lián)熱敏電阻也影響模組的電壓檢測(cè)精度，而有些電池系統(tǒng)對(duì)電壓檢測(cè)精度要求高，比如假設(shè)正常工作后電阻3011^，模組工作電流為2八，那么在這個(gè)熱敏電阻上的壓降就有60^，對(duì)于有些電池系統(tǒng)來說這個(gè)采樣誤差的值是不能接受的。還有如果將模組的輸入端換成電解電容，因?yàn)橛行╇姵叵到y(tǒng)是高頻開關(guān)變換器，電解電容的高頻濾波效果很差；如果將模組的輸入端改成陶瓷電容串聯(lián)一個(gè)小電阻，那么會(huì)影響濾波效果，開關(guān)紋波的吸收能力變差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供了一種提高系統(tǒng)可靠性、大大增加了電池系統(tǒng)效率、方便維修的基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0009]基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路，其連接在模組與電池正極連接的輸入端上，其特征在于:包括連接在模組的輸入端的103管，所述103管上連接有控制其導(dǎo)通關(guān)斷的熱插拔芯片，所述熱插拔芯片包括用于檢測(cè)流經(jīng)MOS管電流值的檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路與接收其發(fā)送的電流值并與預(yù)設(shè)防浪涌電流值比較輸出控制信號(hào)的控制電路連接，所述控制電路上連接有由其控制驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流值大于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路輸出關(guān)斷MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷MOS管，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流值小于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路輸出導(dǎo)通MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通MOS管。模組與電池連接時(shí)，即上電初期，流經(jīng)MOS管的電流會(huì)很大，控制電路輸出一關(guān)斷MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷MOS管，即通過減小MOS管Vgs的電壓讓MOS管的漏源極之間的電阻很大，從而限制浪涌電流，慢慢的等模組的輸入端電容電壓接近電池電壓時(shí)，此時(shí)流經(jīng)MOS管的電流會(huì)慢慢減小，所述控制電路輸出導(dǎo)通MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通MOS管，即增大MOS管的Vgs電壓，讓MOS管的漏源極徹底導(dǎo)通，這樣就可以讓瞬間的浪涌電流限制在一個(gè)較低的水平，從而實(shí)現(xiàn)了具有防浪涌技術(shù)的電池系統(tǒng)，提高系統(tǒng)可靠性、大大增加了電池系統(tǒng)效率、方便維修。
[0010]進(jìn)一步，所述檢測(cè)電路并聯(lián)在MOS管的漏源極上。檢測(cè)電路檢測(cè)MOS管漏源極電壓，在MOS管內(nèi)阻已知的前提下，根據(jù)歐姆定律可以計(jì)算出流經(jīng)MOS管電流值。
[0011]或者，所述MOS管上串聯(lián)有采樣電阻，所述檢測(cè)電路并聯(lián)在采樣電阻上。檢測(cè)電路檢測(cè)采樣電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可以計(jì)算出流經(jīng)MOS管電流值。
[0012]進(jìn)一步，所述熱插拔芯片的驅(qū)動(dòng)電路與MOS管的柵極連接。
[0013]進(jìn)一步，所述電池是由多節(jié)電池串聯(lián)形成，所述模組與每節(jié)電池正極連接的輸入端均設(shè)有防浪涌電路。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:通過熱插拔芯片來檢測(cè)流經(jīng)MOS管的電流值，再通過比較該電流值與預(yù)設(shè)防浪涌電流值的大小，來控制MOS管的導(dǎo)通或關(guān)斷，來限制模組與電池連接的浪涌電流，提高系統(tǒng)可靠性、大大增加了電池系統(tǒng)效率、方便維修。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是熱插拔過程示意圖。
[0016]圖2是傳統(tǒng)防浪涌技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明，但并不將本實(shí)用新型局限于這些【具體實(shí)施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本實(shí)用新型涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。
[0020]實(shí)施例一
[0021]參照?qǐng)D3，基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路，其連接在模組I與電池2正極連接的輸入端上，包括連接在模組I的輸入端的MOS管3，所述MOS管3上連接有控制其導(dǎo)通關(guān)斷的熱插拔芯片4，所述熱插拔芯片4包括用于檢測(cè)流經(jīng)MOS管3電流值的檢測(cè)電路41，所述檢測(cè)電路41與接收其發(fā)送的電流值并與預(yù)設(shè)防浪涌電流值比較輸出控制信號(hào)的控制電路42連接，所述控制電路42上連接有由其控制驅(qū)動(dòng)MOS管3導(dǎo)通關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)電路43，當(dāng)檢測(cè)電路41檢測(cè)到的電流值大于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路42輸出關(guān)斷MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路43，驅(qū)動(dòng)電路43關(guān)斷MOS管3，當(dāng)檢測(cè)電路41檢測(cè)到的電流值小于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路42輸出導(dǎo)通MOS管3的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路43，驅(qū)動(dòng)電路43導(dǎo)通MOS管3。模組I與電池2連接時(shí)，即上電初期，流經(jīng)MOS管3的電流會(huì)很大，控制電路42輸出一關(guān)斷MOS管3的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路43，驅(qū)動(dòng)電路43關(guān)斷MOS管3，即通過減小MOS管3Vgs的電壓讓MOS管3的漏源極之間的電阻很大，從而限制浪涌電流，慢慢的等模組2的輸入端電容電壓接近電池I電壓時(shí)，此時(shí)流經(jīng)MOS管3的電流會(huì)慢慢減小，所述控制電路42輸出導(dǎo)通MOS管3的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路43，驅(qū)動(dòng)電路43導(dǎo)通MOS管3，即增大MOS管3的Vgs電壓，讓MOS管3的漏源極徹底導(dǎo)通，這樣就可以讓瞬間的浪涌電流限制在一個(gè)較低的水平，從而實(shí)現(xiàn)了具有防浪涌技術(shù)的電池系統(tǒng)，提高系統(tǒng)可靠性、大大增加了電池系統(tǒng)效率、方便維修。本實(shí)施例中的電池2是由η個(gè)電池組成，η可以是1，2，3..坐
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[0022]本實(shí)施例所述檢測(cè)電路41并聯(lián)在MOS管3的漏源極上。檢測(cè)電路41檢測(cè)MOS管3漏源極電壓，在MOS管3內(nèi)阻已知的前提下，根據(jù)歐姆定律可以計(jì)算出流經(jīng)MOS管3電流值。也可以在所述MOS管3上串聯(lián)有采樣電阻，所述檢測(cè)電路41并聯(lián)在采樣電阻上。檢測(cè)電路41檢測(cè)采樣電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可以計(jì)算出流經(jīng)MOS管電流值。
[0023]本實(shí)施例所述熱插拔芯片4的驅(qū)動(dòng)電路43與MOS管3的柵極連接。
[0024]本實(shí)用新型通過熱插拔芯片4來檢測(cè)流經(jīng)MOS管3的電流值，再通過比較該電流值與預(yù)設(shè)防浪涌電流值的大小，來控制MOS管3的導(dǎo)通或關(guān)斷，來限制模組I與電池2連接的浪涌電流。
[0025]實(shí)施例二
[0026]參照?qǐng)D4，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于:所述電池2是由多節(jié)電池2串聯(lián)形成，所述模組I與每節(jié)電池2正極連接的輸入端均設(shè)有防浪涌電路。本實(shí)施例中的每節(jié)電池2均是由η個(gè)電池組成，η可以是1，2，3...等。本實(shí)施例的模組I中有三個(gè)輸入支路，只要選擇兩路設(shè)計(jì)防浪涌電路，就可以防止接插件連接瞬間有大電流回路的可能。通過電池2的VM和VP端與模組I之間各串聯(lián)一個(gè)MOS管3來實(shí)現(xiàn)防浪涌技術(shù)，同理，如果VP以上繼續(xù)串聯(lián)電池的話，我們的防浪涌電路只要一路一路加上去就好。根據(jù)電流的設(shè)定值來控制MOS管3的工作狀態(tài)，上電初期，通過減小MOS管Vgs的電壓讓MOS管的漏源極之間的電阻很大，從而限制浪涌電流，慢慢的等模組的輸入端電容電壓接近電池電壓時(shí)，增大MOS管的Vgs電壓，讓MOS管的漏源極徹底導(dǎo)通，這樣就可以讓瞬間的浪涌電流限制在一個(gè)較低的水平，從而實(shí)現(xiàn)了具有防浪涌技術(shù)的高效率電池系統(tǒng)。其余結(jié)構(gòu)和功能均與實(shí)施例一相同。
【權(quán)利要求】
1.基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路，其連接在模組與電池正極連接的輸入端上，其特征在于:包括連接在模組的輸入端的MOS管，所述MOS管上連接有控制其導(dǎo)通關(guān)斷的熱插拔芯片，所述熱插拔芯片包括用于檢測(cè)流經(jīng)MOS管電流值的檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路與接收其發(fā)送的電流值并與預(yù)設(shè)防浪涌電流值比較輸出控制信號(hào)的控制電路連接，所述控制電路上連接有由其控制驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流值大于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路輸出關(guān)斷MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷MOS管，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流值小于預(yù)設(shè)防浪涌電流值時(shí)，所述控制電路輸出導(dǎo)通MOS管的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通MOS管。
2.如權(quán)利要求1所述的基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路，其特征在于:所述檢測(cè)電路并聯(lián)在MOS管的漏源極上。
3.如權(quán)利要求1所述的基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路，其特征在于:所述MOS管上串聯(lián)有采樣電阻，所述檢測(cè)電路并聯(lián)在采樣電阻上。
4.如權(quán)利要求1?3之一所述的基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路,其特征在于:所述熱插拔芯片的驅(qū)動(dòng)電路與MOS管的柵極連接。
5.如權(quán)利要求4所述的基于熱插拔芯片的電池系統(tǒng)防浪涌電路，其特征在于:所述電池是由多節(jié)電池串聯(lián)形成，所述模組與每節(jié)電池正極連接的輸入端均設(shè)有防浪涌電路。
【文檔編號(hào)】H02H3/087GK204131085SQ201420622726
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】張?jiān)瞥? 奚淡基, 周遜偉, 黃必亮 申請(qǐng)人:杭州矽溪微電子有限公司