基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路，包括多組結(jié)構(gòu)相同的開(kāi)關(guān)電路，每一組開(kāi)關(guān)電路包括電阻Rn、電阻Rn’、晶體管Mn、晶體管Mn’(n＝1,2,3……N)；其中電阻Rn的一端接待測(cè)電壓Vn，電阻Rn的另一端接到晶體管Mn的柵極；晶體管Mn的源極接待測(cè)電壓Vn，晶體管Mn的漏極接到晶體管Mn’的漏極；晶體管Mn’的源極接到輸出電壓Vout；電阻Rn’的一端接到輸出電壓Vout，電阻Rn’的另一端接到晶體管Mn’的柵極。該基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路能夠保證在一組開(kāi)關(guān)電路開(kāi)啟時(shí)，其它組的開(kāi)關(guān)電路仍然能夠處于正常工作狀態(tài)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高壓開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注周?chē)纳瞽h(huán)境。為了減小汽車(chē)的尾氣排放，提高人們的生活質(zhì)量，電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、單腳滑行車(chē)等新型交通工具越來(lái)越受到人們的關(guān)注和喜愛(ài)。其中，電池是這些產(chǎn)品的主要組成部分，它的安全性和使用壽命成為了產(chǎn)品設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)。為了提高電池的使用壽命以及確保電池使用的安全性，電池充放電監(jiān)視、管理和控制電路已被研發(fā)出，并且有效地應(yīng)用在不同的產(chǎn)品當(dāng)中。圖1為一個(gè)12節(jié)級(jí)聯(lián)電池組監(jiān)視框圖，在圖1中，通過(guò)對(duì)選通電路3中的開(kāi)關(guān)電路2的控制，監(jiān)測(cè)電路4實(shí)現(xiàn)對(duì)每一節(jié)電池充放電情況的監(jiān)控，由于多節(jié)電池的級(jí)聯(lián)，位于電池組頂端的電池電壓較高。圖2為開(kāi)關(guān)電路接通時(shí)間序列圖，圖1中的開(kāi)關(guān)電路s I在圖2中對(duì)應(yīng)的11段時(shí)間內(nèi)打開(kāi)，開(kāi)關(guān)電路s2在圖2中對(duì)應(yīng)的t2段時(shí)間內(nèi)打開(kāi)…，即在級(jí)聯(lián)的12節(jié)電池中，每個(gè)時(shí)間段只允許其中的一節(jié)電池被選通，并在此期間完成對(duì)選通電池的監(jiān)測(cè)和控制。圖3為典型的高壓開(kāi)關(guān)電路圖，開(kāi)關(guān)電路si I選通的電池是級(jí)聯(lián)電池組的最頂端的電池，電壓Vl I為最高電壓，所以從高到低電壓依次為電壓Vll，V22……，當(dāng)開(kāi)關(guān)電路sll開(kāi)啟時(shí)，電壓Voutl與電壓Vll相等，此時(shí)開(kāi)關(guān)電路s22……均為閉合狀態(tài)。以開(kāi)關(guān)電路s22為例，開(kāi)關(guān)電路s22中的電阻R22無(wú)電流流過(guò)，且電阻R22上無(wú)電壓差產(chǎn)生，也就是說(shuō)晶體管M22的柵極電壓與其源極相等，其為電壓V22。這時(shí)，晶體管M22的漏極電壓為Voutl，由于開(kāi)關(guān)電路Si I為打開(kāi)狀態(tài)，Voutl =Vl I。換句話(huà)說(shuō)PMOS晶體管M22的漏極電壓較大，晶體管M22不能正確地工作在正常區(qū)域，使晶體管M22中的PN結(jié)處于正偏狀態(tài)(M0S管中的PN結(jié)應(yīng)處于反偏狀態(tài))，最終開(kāi)關(guān)電路s22不能正確的處于完全關(guān)閉狀態(tài)。因此該高壓開(kāi)關(guān)不能正常的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路。
[0004]為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0005]—種基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路包括多組結(jié)構(gòu)相同的開(kāi)關(guān)電路，每一組開(kāi)關(guān)電路包括電阻Rn、電阻Rn，、晶體管Mn、晶體管Mn’(η= I，2，3……N);其中電阻Rn的一端接待測(cè)電壓Vn，電阻Rn的另一端接到晶體管Mn的柵極；晶體管Mn的源極接待測(cè)電壓Vn，晶體管Mn的漏極接到晶體管Mn’的漏極；晶體管Mn ’的源極接到輸出電壓Vout;電阻Rn ’的一端接到輸出電壓Vout，電阻Rn ’的另一端接到晶體管Mn ’的柵極。
[0006]所述的電阻Rn、電阻Rn’型號(hào)完全相同；晶體管Mn、晶體管Mn’型號(hào)完全相同。
[0007]所述的晶體管Mn、晶體管Mn’均為PMOS增強(qiáng)型高壓晶體管。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路在一組高壓開(kāi)關(guān)電路開(kāi)啟時(shí)，其它組的開(kāi)關(guān)電路仍然處于正常工作狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為12節(jié)級(jí)聯(lián)電池組監(jiān)控框圖。
[0010]圖2為開(kāi)關(guān)電路接通時(shí)間序列圖。
[0011 ]圖3為典型的高壓開(kāi)關(guān)電路圖。
[0012]圖4為本發(fā)明的基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路圖。
[0013]圖5為基于兩路高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但下述實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明有任何限制。
[0015]如圖4所示，本發(fā)明提供的基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路包括多組結(jié)構(gòu)相同的開(kāi)關(guān)電路，每一組開(kāi)關(guān)電路sn包括電阻Rn、電阻Rn’、晶體管Mn、晶體管Mn’(n=l，2，3......N);其中電阻Rn的一端接待測(cè)電壓Vn，電阻Rn的另一端接到晶體管Mn的柵極；晶體管Mn的源極接待測(cè)電壓Vn，晶體管Mn的漏極接到晶體管Mn，的漏極；晶體管Mn，的源極接到輸出電壓Vout;電阻Rn’的一端接到輸出電壓Vout，電阻Rn’的另一端接到晶體管Mn’的柵極。
[0016]所述的電阻Rn、電阻Rn’型號(hào)完全相同；晶體管Mn、晶體管Mn’型號(hào)完全相同。
[0017]所述的晶體管Mn、晶體管Mn’均為PMOS增強(qiáng)型高壓晶體管。
[0018]本發(fā)明提供的基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路的工作原理如下:
[0019]如圖5所示，待測(cè)電壓VI〉待測(cè)電壓V2，在tl時(shí)間段內(nèi)僅開(kāi)啟開(kāi)關(guān)電路Si;
[0020]調(diào)整電阻Rl上的電流，使晶體管Ml的源極和柵極之間的壓差滿(mǎn)足晶體管Ml的開(kāi)啟條件，調(diào)整電阻R1’上的電流，使晶體管Ml’的源極和柵極之間的壓差滿(mǎn)足晶體管Ml’的開(kāi)啟條件，晶體管Ml與晶體管Ml，處于打開(kāi)狀態(tài)，則
[0021]Vl=Vml(I)
[0022]Vout = Vml (2)
[0023]由公式(I)與公式(2)可知，輸出電壓Vout與待測(cè)電壓Vl的大小相等，即
[0024]Vout = Vl (3)
[0025]此時(shí)開(kāi)關(guān)電路s2處于斷開(kāi)狀態(tài)，晶體管M2的源極和柵極之間的壓差為零，即晶體管M2的柵極電壓為V2;晶體管M2’的源極和柵極之間的壓差為零，即晶體管M2’的柵極電壓等于VI，晶體管M2與晶體管M2’共享漏極電壓Vm2，開(kāi)關(guān)電路s2不受輸出電壓Vout的影響，處于正常工作狀態(tài)；
[0026]在t2時(shí)間段內(nèi)僅開(kāi)啟開(kāi)關(guān)電路s2，并斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電路Si，
[0027]調(diào)整電阻R2上的電流，使晶體管M2的源極和柵極之間的壓差滿(mǎn)足晶體管M2的開(kāi)啟條件，調(diào)整電阻R2’上的電流，使晶體管M2’的源極和柵極之間的壓差滿(mǎn)足晶體管M2’的開(kāi)啟條件，晶體管M2與晶體管M2，處于打開(kāi)狀態(tài)，則
[0028]V2 = Vm2(4)
[0029]Vout = Vm2(5)
[0030]由公式(4)與公式(5)可知，輸出電壓V?t與待測(cè)電壓V2的大小相等，即[0031 ] Vout = V2(6)
[0032]此時(shí)開(kāi)關(guān)電路Si處于斷開(kāi)狀態(tài)，晶體管Ml的源極和柵極之間的壓差為零，即晶體管Ml的柵極電壓為Vl;晶體管Ml，的源極和柵極之間的壓差為零，即晶體管Ml，的柵極電壓等于V2，晶體管Ml與晶體管Ml’共享漏極電壓Vml，開(kāi)關(guān)電路Si不受輸出電壓Vout的影響，處于正常工作狀態(tài)；
[0033]同理，當(dāng)開(kāi)關(guān)電路組數(shù)為η時(shí)，本發(fā)明提供的基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)在一組開(kāi)關(guān)電路處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，其它組開(kāi)關(guān)電路的工作狀態(tài)不受輸出電壓Vout的影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述的基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路包括多組結(jié)構(gòu)相同的開(kāi)關(guān)電路，每一組關(guān)電路包括電阻Rn、電阻Rn’、晶體管Mn、晶體管Mn’(η= I，2，3……N);其中電阻Rn的一端接待測(cè)電壓Vn，電阻Rn的另一端接到晶體管Mn的柵極；晶體管Mn的源極接待測(cè)電壓Vn，晶體管Mn的漏極接到晶體管Mn’的漏極；晶體管Mn’的源極接到輸出電壓Vout;電阻Rn’的一端接到輸出電壓Vout，電阻Rn’的另一端接到晶體管Mn’的柵極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述的電阻Rn、電阻Rn’型號(hào)完全相同；晶體管Mn、晶體管Mn’型號(hào)完全相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多路選通的高壓測(cè)量開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述的晶體管Mn、晶體管Mn ’均為PMOS增強(qiáng)型高壓晶體管。
【文檔編號(hào)】H03K17/687GK105846804SQ201610173099
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】黃勝明, 段權(quán)珍, 劉慧敏, 蘇林
【申請(qǐng)人】天津理工大學(xué)