CN220605591U - 一种基于bms的抗干扰充电唤醒电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，包括分压电路、控制电路、控制开关和MCU，分压电路一端电池包输出端电源正极，另一端接控制电路，控制电路另一端接LDO；控制开关与控制电路连接，用于触发控制电路的导通和关闭；MCU供电端与所述LDO相连，MCU信号输出端与控制开关连接。通过分压电路对电池包输出端正端电压进行采样，经分压后电压接入控制电路，通过控制电路控制LDO的开启，当输入控制电路的电压未能达到使能电压值时，LDO不能被开启，从而达到防止正端电平干扰造成电池包误开机的目的。分压后电压串联电容后接地，从而达到防止ESD、EMI等干扰情况造成的电池包误开机的目的。

Description

一种基于BMS的抗干扰充电唤醒电路

技术领域

本实用新型涉及电池管理系统技术领域，尤其涉及一种基于BMS的抗干扰充电唤醒电路。

背景技术

户外电池包，通常被称做户外电源，在日常出游中越来越常见。户外电池包通常为低压常通的电源，对于这类电池包，当充电器插入后进行唤醒整个电池包从而进行充电是正常的操作。但现实中往往存在着各种干扰情况，有的当充电枪还未完全插入，接触不良导致的电压波动使得电池包会受干扰而开启；有的电池包使用在充斥着复杂的ESD、EMI等较为恶劣的环境中，即使无充电器插入，整个电池包也会受到干扰而开启。当MOSFET在高边的情况下，电池包输出端电源正极电压波动导致电池包不正常开机的情况尤为严重。

因此，现需要一种用于电池包充电的抗干扰唤醒电路，解决电池包MCU接收到电池输出端正端的电平抖动而造成误开机的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，可以集成在BMS上或作为单独模块结合BMS使用，通过分压电路对电池包输出端正端电压进行采样，经分压后电压接入控制电路，通过控制电路控制LDO的开启从而达到防止正端电平干扰造成电池包误开机的目的。分压后电压串联电容后接地，从而达到防止ESD、EMI等干扰情况造成电池包的误开机的目的。

根据本实用新型实施例的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，所述充电唤醒电路可以集成在BMS上或作为单独模块结合BMS使用，包括分压电路、控制电路、控制开关和MCU，所述分压电路一端接电池包输出端电源正极，另一端接控制电路，控制电路另一端接LDO；所述控制开关与控制电路连接，用于触发控制电路的导通和关闭；所述MCU供电端与所述LDO相连，所述MCU信号输出端与控制开关连接。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述分压电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻另一端接电池包输出端电源正极，所述第二电阻另一端接地；还包括串联的第一二极管和第三电阻，所述第一二极管正极接于所述第一电阻和第二电阻之间。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述控制电路包括一个集成电路，所述集成电路电压输入端与所述第三电阻连接，电压输入端同时串联第一电容后接地；所述集成电路使能端串联第四电阻后与电压输入端连接；所述集成电路电压输出端串联第二二极管后与LDO连接，电压输出端接第二二极管正极，电压输出端同时串联第二电容后接地。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述控制开关包括一个NMOS管，其中所述NMOS管的源极接地，漏极接于所述集成电路的使能端，栅极串联第五电阻和第六电阻后接地。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述MCU信号输出端接于第五电阻和第六电阻之间。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述NMOS管的源极和栅极之间还连接有稳压二极管，其中源极接稳压二极管正极，栅极接稳压二极管负极。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述NMOS管的源极和栅极之间还连接有第三电容。

本实用新型所取得的有益效果：通过分压电路对电池包输出端正端电压进行采样，经分压后电压接入控制电路，通过控制电路控制LDO的开启，当输入控制电路的电压未能达到使能电压值时，LDO不能被开启，从而达到防止正端电平干扰造成电池包误开机的目的。分压后电压串联电容后接地，从而达到防止ESD、EMI等干扰情况造成的电池包误开机的目的。

本实用新型的效果不限于如上的效果，本领域技术人员可以从以下的说明中得出上文中未记载的效果。

附图说明

图1是根据本实用新型的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路系统方图。

图2是根据本实用新型的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路示意图。

图3是根据本实用新型的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路参数示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。应当理解，以下具体实施例仅用于解释本实用新型，而并不用于限定本实用新型。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

需要说明，在本实用新型的说明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系是基于附图的方位或位置关系，并且仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示的根据本实用新型的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路系统方块图，该电路通过控制LDO（Low Dropout，低压差线性稳压器）是否向MCU（Microcontroller Unit，微控制单元）供电从而实现BMS（Battery Management System，电池管理系统）是否开启电池包充电。充电唤醒电路包括分压电路、控制电路、控制开关和MCU，电池包输出端电源正极经过分压电路后接入控制电路，控制电路另一端与LDO直流正接，当分压后电压达到控制电路的使能电压时，控制电路导通，电压信号经过控制电路和LDO给后级的MCU正常供电，BMS启动电池包充电；当分压后电压未达到控制电路的使能电压时，控制电路关闭，电压信号与LDO断开，从而断开给后级的MCU供电，BMS停止电池包充电。控制开关与控制电路连接，用于控制控制电路的导通和关闭。MCU供电端与所述LDO相连，信号输出端与控制开关连接，MCU在不同情况下通过信号输出端控制控制开关，从而控制控制电路的导通与关闭。

如图2所示的根据本实用新型的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路示意图，分压电路包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2，其中第一电阻R1的上端接电池包输出端电源正极，第二电阻R2的下端接地。分压电路还包括串联的第一二极管D1和第三电阻R3，其中第一二极管D1的正极接于第一电阻R1和第二电阻R2之间。分压电路通过设置不同的第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，从而调整从第一二极管D1和第三电阻R3输出的电压值。控制电路包括一个集成电路U1，集成电路U1的电压输入端VIN与上述第三电阻R3的另一端连接，同时电压输入端VIN串联第一电容C1后与接地端GND一起接地；集成电路U1的使能端EN串联第四电阻R4后与电压输入端VIN连接；集成电路U1的电压输出端VOUT串联第二二极管D2后与LDO连接，同时串联第二电容C2后接地，电压输出端VOUT接于第二二极管D2的正极。上述第一电容C1和第二电容C2在集成电路U1的电压输入端VIN和电压输出端VOUT出现大幅的电平波动时将其过滤至地面。上述第二二极管D2可以防止电压反向涌入集成电路U1而造成损坏。控制开关包括一个NMOS管Q1，其中NMOS管Q1的源极接地，漏极接集成电路U1的使能端EN，栅极串联第五电阻R5和第六电阻R6后接地。控制开关还包括并联接于NMOS管源极和栅极之间的稳压二极管D3和第三电容C3，其中源极接稳压二极管D3的正极，栅极接稳压二极管D3的负极。MCU供电端与LDO相连接，MCU信号输出端接于五电阻R5和第六电阻R6之间，用于给NMOS管Q2的栅极输入高电平信号。当NMOS管Q1的栅极无信号接入时，此时栅极接地为低电平，NMOS管Q1关闭；当栅极接入高电平时，NMOS管Q1导通。第三电容C3在MCU输出电平不稳定的情况下，也能够使得NMOS管Q1的栅极接入高电平，从而使得NMOS管Q1导通。

综上描述了本实用新型的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路的详细布局，接下来结合图2通过阐述该充电唤醒电路的工作原理来进一步说明。

结合电池包充电电压和集成电路U1的使能电压来确定第一电阻R1和第二电阻R2的阻值。当充电器未正常插入时，此时集成电路U1的使能端EN电压值未能达到使能电压值，集成电路U1关闭，电压信号与LDO断开，从而断开给后级的MCU供电，BMS未唤醒充电；当充电器正常插入时，此时集成电路U1的使能端EN电压值达到使能电压值，集成电路U1导通，电压信号经过集成电路U1和LDO给后级的MCU正常供电，BMS唤醒充电。当电池包处于ESD、EMI等较为恶劣的环境中，在集成电路U1的电压输入端VIN和电压输出端VOUT出现大幅的电平波动时，能够通过第一电容C1和第二电容C2过滤至地面。当电池包处于充电状态时，MCU信号输出端无信号输出，此时NMOS管Q1的栅极通过第五电阻R5和第六电阻R6接地，栅极为低电平，NMOS管Q1保持关闭，集成电路U1保持导通，电池包维持充电状态。当电池包充满后，MCU信号输出端输出高电平信号至第五电阻R5和第六电阻R6之间，此时NMOS管Q1的栅极为高电平，NMOS管Q1导通，集成电路U1使能端EN接地，集成电路U1关闭，电池包停止充电。

如图3所示的根据本实用新型的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路参数示意图，所测电池包采用磷酸铁锂18650电芯六串十四并，单颗电芯电压为3.65V，容量为3350mAh，唤醒电路中各元件参数如图3所示。实测对于正端电平干扰和ESD、EMI等干扰情况下有较好的抗干扰效果。

综上所述，本实用新型所提供的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，可以集成在BMS上或作为单独模块结合BMS使用。通过设置不同的第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，从而调整从第一二极管D1和第三电阻R3输出的电压值，从而控制集成电路U1的导通和关闭，进而控制后级的LDO是否给MCU供电，来实现是否唤醒电池包充电，从而达到防止正端电平干扰造成电池包误开机的目的。通过设置在集成电路U1的电压输入端VIN和电压输出端VOUT的第一电容C1和第二电容C2，将出现的大幅的电平波动过滤至地面，从而达到防止ESD、EMI等干扰情况造成的电池包误开机的目的。

以上记载的关于基于BMS的抗干扰充电唤醒电路的实施例仅仅是示意性的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，所述充电唤醒电路可以集成在BMS上或作为单独模块结合BMS使用，其特征在于，包括：

分压电路和控制电路，分压电路一端接电池包输出端电源正极，另一端接控制电路，控制电路另一端接LDO；

控制开关，与控制电路连接，用于触发控制电路的导通和关闭；

MCU，供电端与所述LDO相连，所述MCU信号输出端与控制开关连接。

2.如权利要求1所述的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，其特征在于，所述分压电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻另一端电池包输出端电源正极，所述第二电阻另一端接地；还包括串联的第一二极管和第三电阻，所述第一二极管正极接于所述第一电阻和第二电阻之间。

3.如权利要求2所述的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，其特征在于，所述控制电路包括一个集成电路，所述集成电路电压输入端与所述第三电阻连接，同时串联第一电容后接地；所述集成电路使能端串联第四电阻后与电压输入端连接；所述集成电路电压输出端串联第二二极管后与LDO连接，电压输出端接第二二极管正极，电压输出端同时串联第二电容后接地。

4.如权利要求3所述的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，其特征在于，所述控制开关包括一个NMOS管，其中所述NMOS管的源极接地，漏极接于所述集成电路的使能端，栅极串联第五电阻和第六电阻后接地。

5.如权利要求4所述的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，其特征在于，所述MCU信号输出端接于第五电阻和第六电阻之间。

6.如权利要求4所述的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，其特征在于，所述NMOS管的源极和栅极之间还连接有稳压二极管，其中源极接稳压二极管正极，栅极接稳压二极管负极。

7.如权利要求4所述的基于BMS的抗干扰充电唤醒电路，其特征在于，所述NMOS管的源极和栅极之间还连接有第三电容。