專利名稱：自休眠控制電路及電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自休眠控制電路及電池系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自休眠控制電路，尤其涉及一種控制電池包進(jìn)行休眠 和喚醒的自休眠控制電路及帶該自休眠控制電路的電池系統(tǒng)。背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和電子器件加工制作成本的降低，諸如MP4、 數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝相機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)車、電動(dòng)工具等一類便攜式電 子產(chǎn)品越來(lái)越多的進(jìn)入了平常百姓生活，人們對(duì)這些產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)和要求也 越來(lái)越高。由于這些產(chǎn)品所采用的電池普遍都需要較高的輸出電壓，如果 直接采用單節(jié)電池升壓的辦法得到高電壓，就會(huì)因?yàn)樵黾与娐窂?fù)雜度，同 時(shí)導(dǎo)致成本升高，這是當(dāng)前成本壓力很大的情況下是不為設(shè)計(jì)制造者所能 接受的。因此通常通過(guò)串聯(lián)多個(gè)電芯的方法來(lái)獲得高電壓。由于電芯本身的特性，多串電池在使用中通常需要增加過(guò)充、過(guò)放、 過(guò)流和短路保護(hù)對(duì)每個(gè)電芯進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，以達(dá)到提高安全性保護(hù)使用 者的目的。業(yè)界目前一般的做法都是采用保護(hù)IC或者帶模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(ADC)的微處理器(MCU)來(lái)檢測(cè)各節(jié)電芯過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流和短路保護(hù) 的條件并實(shí)施相應(yīng)的各項(xiàng)保護(hù)。這些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法使電池包的正負(fù)極直 接對(duì)外開放，這對(duì)于一些特殊場(chǎng)合是非常危險(xiǎn)的，諸如加油站，采礦，煉 油，石化等對(duì)電池安全有特殊要求的場(chǎng)合，電池包的正負(fù)極的意外短路引 起火花就可能造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。同時(shí)，這樣的電池包在正常電壓的情 況下整個(gè)線路功耗也相對(duì)較大。在電池包長(zhǎng)期儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，如此大 的功耗和電芯自耗電的存在很可能引起電池包電池容量大幅降低或者電池 電壓過(guò)低，甚至?xí)霈F(xiàn)因?yàn)殡姵仉妷哼^(guò)低而造成的電池包充不進(jìn)電而報(bào)廢 的情況，這在多節(jié)電池包的應(yīng)用中尤為明顯和重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決一直捆擾設(shè)計(jì)制造者和廣大使用者的電池安全性和 使用時(shí)間短的問(wèn)題，提出一種自休眠控制電路，在電池包不接入被供電系 統(tǒng)時(shí)，使電池包進(jìn)入休眠狀態(tài)，在接入被供電系統(tǒng)時(shí)，將電池包喚醒，使 電池包處于正常供電狀態(tài)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種自休眠控制電路，包括-保護(hù)IC、第二可控開關(guān)電路、休眠使能電路和休眠喚醒電路，所述休眠使能電路包括第一可控開關(guān)電路和休眠檢測(cè)端，所述休眠喚醒電路包括微分 電路和第三可控開關(guān)電路，所述休眠檢測(cè)端用于分別耦合到電池包的正極 和第一可控開關(guān)電路的控制級(jí)，所述第一可控開關(guān)電路的兩個(gè)主電流導(dǎo)通 級(jí)分別用于接電池電芯電壓和微分電路，所述第一可控開關(guān)電路和微分電路的連接點(diǎn)耦合到保護(hù)ic的vc腳，所述第三可控開關(guān)電路的控制級(jí)和微 分電路相連，其兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別連接保護(hù)IC的VM腳和地，所述保 護(hù)IC的VCC腳用于耦合到電池包的正極，所述保護(hù)IC的D0腳耦合到第二 可控開關(guān)電路的控制級(jí)，所述第二可控開關(guān)電路的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)用于 串接在電池包的正極和輸出正端子之間或串接在電池包的負(fù)極和輸出負(fù)端 子之間。所述休眠使能電路還進(jìn)一步包括休眠觸發(fā)端，所述休眠觸發(fā)端的一端 耦合到地，另一端用于在需要控制電池包休眠喚醒時(shí)連接休眠檢測(cè)端、在 需要控制電池包休眠時(shí)與休眠檢測(cè)端斷開。其中，所述第一可控開關(guān)電路可以為PM0S，所述PM0S的柵極耦合到 休眠檢測(cè)端，源極耦合到電池電芯電壓，漏極分別耦合到微分電路和保護(hù) IC的VC腳。所述休眠使能電路還進(jìn)一步包括高壓保護(hù)電路，所述高壓保護(hù)電路包 括第一電阻和穩(wěn)壓二極管，所述第一電阻串接在第一可控開關(guān)電路的漏極 和地之間，所述穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極接地，陰極耦合到第一可控開關(guān)電路的 柵極。所述第三可控開關(guān)電路為NM0S，所述微分電路包括串聯(lián)的電容和第二 電阻，所述電容的另一端耦合到第一可控開關(guān)電路，所述第二電阻的另一 端接地，所述NMOS的柵極耦合到電容和第二電阻的連接點(diǎn)，其源極耦合到 地，漏極分別耦合到保護(hù)IC的VM腳和輸出負(fù)端子。所述第二可控開關(guān)電路為兩個(gè)對(duì)接的NM0S。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供具有自休眠控制的電池系統(tǒng)，包 括電池包，用于保護(hù)電池包中的各節(jié)電池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流和短路的保護(hù) IC,和第二可控開關(guān)電路，還包括休眠使能電路和休眠喚醒電路，所述休 眠使能電路包括第一可控開關(guān)電路和休眠檢測(cè)端，所述休眠喚醒電路包括 微分電路和第三可控開關(guān)電路，所述休眠檢測(cè)端用于分別耦合到電池包的 正極和第一可控開關(guān)電路的控制級(jí)，所述第一可控開關(guān)電路的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別用于接電池電芯電壓和微分電路，所述第一可控開關(guān)電路和微
分電路的連接點(diǎn)耦合到保護(hù)ic的vc腳，所述第三可控開關(guān)電路的控制級(jí)
和微分電路相連，其兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別連接保護(hù)IC的VM腳和地，所 述保護(hù)IC的VCC腳用于耦合到電池包的正極，所述保護(hù)IC的DO腳耦合到 第二可控開關(guān)電路的控制級(jí)，所述第二可控開關(guān)電路的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí) 用于串接在電池包的正極和輸出正端子之間或串接在電池包的負(fù)極和輸出 負(fù)端子之間。
所述休眠使能電路還進(jìn)一步包括休眠觸發(fā)端，所述休眠觸發(fā)端的一端 耦合到地，另一端用于在需要控制電池包休眠喚醒時(shí)連接休眠檢測(cè)端、在 需要控制電池包休眠時(shí)與休眠檢測(cè)端斷開。
還進(jìn)一步包括用于連接被供電設(shè)備的第二連接器和與第二連接器配合 的第一連接器，所述休眠檢測(cè)端和休眠觸發(fā)端分別連接第一連接器的兩個(gè) 腳，所述第二連接器的與第一連接器的休眠檢測(cè)端和休眠觸發(fā)端對(duì)應(yīng)的兩 個(gè)腳短接。
其中，所述第一可控開關(guān)電路為PMOS，所述休眠使能電路還包括高壓 保護(hù)電路，所述第三可控開關(guān)電路為NMOS，所述微分電路包括串聯(lián)的電容 和第二電阻；所述第一可控開關(guān)電路的柵極耦合到休眠檢測(cè)端，源極耦合 到電池電芯電壓，漏極分別耦合到電容的另一端和保護(hù)IC的VC腳；所述 高壓保護(hù)電路包括第一電阻和穩(wěn)壓二極管，所述第一電阻串接在第一可控 開關(guān)電路的漏極和地之間，所述穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極接地，陰極耦合到第一 可控開關(guān)電路的柵極；所述第二電阻的另一端接地，所述第三可控開關(guān)電 路的柵極耦合到電容和第二電阻的連接點(diǎn)，其源極耦合到地，漏極分別耦 合到保護(hù)IC的VM腳和輸出負(fù)端子。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型當(dāng)休眠使能電路檢測(cè)到電池包 在系統(tǒng)外(即休眠檢測(cè)端為高電平)時(shí)禁止對(duì)外放電，并且自動(dòng)進(jìn)入休眠 省電狀態(tài)；休眠喚醒電路檢測(cè)到電池包接入系統(tǒng)(即休眠檢測(cè)端接地)后， 又能使已休眠的電池自動(dòng)休眠喚醒，重新具備正常電池包的各種功能。從 而能使多節(jié)電池包在長(zhǎng)期儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中自休眠，整個(gè)電路耗電變得很 小，從而能增加儲(chǔ)存時(shí)間和延長(zhǎng)使用壽命。與此同時(shí)，該保護(hù)電路因?yàn)樘?于休眠狀態(tài)，這樣就使得電池包在系統(tǒng)外時(shí)禁止對(duì)外放電，在接入系統(tǒng)時(shí) 又能自動(dòng)恢復(fù)放電功能，從而提高了電池包的安全性。
本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖2是本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的第二連接器和第一連接器的電路結(jié) 構(gòu)圖3是本實(shí)用新型的第一可控開關(guān)電路連接電芯電壓的另一種實(shí)施例 電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的自休眠控制電路的一種實(shí)施例如圖1所示，包括保護(hù)ic、 第二可控開關(guān)電路Q2、休眠使能電路3和休眠喚醒電路1，所述休眠使能 電路3包括第一可控開關(guān)電路Ql和休眠檢測(cè)端SYS，還可以進(jìn)一步包括休 眠觸發(fā)端ID，所述休眠喚醒電路1包括微分電路2和第三可控開關(guān)電路Q3。 所述休眠檢測(cè)端SYS用于分別耦合到電池包的正極Bl+和第一可控開關(guān)電 路Q1的控制級(jí)，所述休眠觸發(fā)端ID的一端耦合到地，另一端用于在需要 控制電池包休眠喚醒時(shí)連接休眠檢測(cè)端SYS、在需要控制電池包休眠時(shí)與 休眠檢測(cè)端SYS斷開。所述第一可控開關(guān)電路Ql的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別 用于接電池電芯電壓(即一節(jié)電池的電壓)B2+和微分電路2，所述第一可 控開關(guān)電路Ql和微分電路2的連接點(diǎn)B2耦合到保護(hù)IC的VC腳，所述第 三可控開關(guān)電路Q3的控制級(jí)和微分電路2相連，其兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別 連接保護(hù)IC的VM腳和地，所述保護(hù)IC的VCC腳用于耦合到電池包的正極 Bl+，所述保護(hù)IC的D0腳耦合到第二可控開關(guān)電路Q2的控制級(jí)，所述第 二可控開關(guān)電路Q2的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)用于串接在電池包的正極Bl+和輸 出正端子P+之間或串接在電池包的負(fù)極B-和輸出負(fù)端子P-之間。
所述第一可控開關(guān)電路Ql可以采用MOS管或三極管，當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān) 電路Q1采用MOS管時(shí)，其控制級(jí)是指MOS管的柵極，兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)指 MOS管的源極和漏極。當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)電路Q1采用三極管時(shí)，其控制級(jí)是 指三極管的基極，兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)指三極管的集電極和發(fā)射極。在圖1 中，第一可控開關(guān)電路Ql為PM0S， PM0S的柵極耦合到休眠檢測(cè)端SYS， 源極耦合到電池電芯電壓B2+，漏極分別耦合到微分電路2和保護(hù)IC的VC 腳。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，只要將第一可控開關(guān)電路Q1的連接方式或 觸發(fā)方式進(jìn)行一下變通，第一可控開關(guān)電路Ql也可以釆用NM0S，將與第 一可控開關(guān)電路Ql相關(guān)的電路進(jìn)行一下變通，第一可控開關(guān)電路Ql也可 以采用三極管。
所述第三可控開關(guān)電路Q3可以為NM0S，所述微分電路2包括串聯(lián)的
電容C6和第二電阻R7，所述電容C6的另一端耦合到第一可控開關(guān)電路Ql ， 所述第二電阻R7的另一端接地，所述應(yīng)0S的柵極耦合到電容C6和第二電 阻R7的連接點(diǎn)，其源極耦合到地，漏極分別耦合到保護(hù)IC的VM腳和輸出
負(fù)端子P-。
所述第二可控開關(guān)電路Q2可以采用兩個(gè)對(duì)接的NMOS組成。
保護(hù)IC可根據(jù)需要的控制功能寫入程序?qū)崿F(xiàn)，也可以采用現(xiàn)有的作為 電池包的防止各節(jié)電池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流和短路的保護(hù)IC，例如SEIKO公司 的型號(hào)為S-8232的保護(hù)IC、 MITSUMI公司的型號(hào)為MM1412的保護(hù)IC。
通過(guò)檢測(cè)休眠檢測(cè)端SYS對(duì)地電壓的高低來(lái)開啟和關(guān)閉休眠使能電路 3和休眠喚醒電路1。休眠檢測(cè)端SYS對(duì)地電壓的高低則又是通過(guò)檢測(cè)用電 器內(nèi)部接口休眠檢測(cè)端SYS是否與休眠觸發(fā)端ID短路來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)將休眠檢 測(cè)端SYS懸空時(shí)，其因內(nèi)部電阻R6上拉為高電平，第一可控開關(guān)電路MOS 管Ql檢測(cè)這個(gè)高電位加在其柵極上就會(huì)關(guān)斷第一可控開關(guān)電路Ql來(lái)切斷 對(duì)應(yīng)檢測(cè)端的電壓輸出B2，使其被下拉為0伏，這個(gè)情況就會(huì)被保護(hù)ICU1 的VC腳檢測(cè)到，保護(hù)ICU1認(rèn)為電池包里面有一個(gè)電芯電壓很低，達(dá)到了 過(guò)放保護(hù)狀態(tài)，它會(huì)將VM腳的電壓拉高到電池電壓，同時(shí)拉低DO腳的輸 出從而關(guān)閉第二可控開關(guān)電路Q2，并自動(dòng)進(jìn)入了休眠狀態(tài)，這樣就減小了 其在系統(tǒng)外的功耗，同時(shí)也提高了安全性。同樣的，休眠檢測(cè)端SYS直接 接高時(shí)也會(huì)出現(xiàn)以上情況。
當(dāng)將休眠檢測(cè)端SYS接地(例如與休眠觸發(fā)端ID短路)時(shí)，經(jīng)過(guò)電阻 分壓后的電壓變的很小，它加在M0S管Q1的柵極上使得MOS管Ql開啟， Ql的源漏極導(dǎo)通，使得B2電壓瞬間由0變?yōu)殡娦倦妷築2+，這樣保護(hù)IC 的VC腳就檢測(cè)到正常的電芯電壓。同時(shí)休眠喚醒電路檢測(cè)到B2上電壓的 瞬時(shí)上升，由RC微分電路的特性可知，它會(huì)在Q3的柵極瞬時(shí)產(chǎn)生一個(gè)正 脈沖，這個(gè)正脈沖電壓較高以至高于了 MOS管Q3的導(dǎo)通電壓使其打開，Q3 導(dǎo)通后保護(hù)IC的VM腳接地，同時(shí)又由于流入流出VM腳的電流很小，即電 阻R4上的電壓很小，所以IC的VM腳電壓下降，當(dāng)VM腳電壓低于電池電 壓某設(shè)定值時(shí)，保護(hù)IC的DO腳電平會(huì)由低變高，控制第二可控開關(guān)電路 Q2導(dǎo)通，解除休眠。
所述休眠使能電路3還可以進(jìn)一步包括高壓保護(hù)電路，所述高壓保護(hù) 電路包括第一電阻R5和穩(wěn)壓二極管ZD1，所述第一電阻R5串接在第一可 控開關(guān)電路Q1的漏極和地之間，所述穩(wěn)壓二極管ZD1的陽(yáng)極接地，陰極耦
合到第一可控開關(guān)電路Q1的柵極。高壓保護(hù)電路主要防止人為或者其他原 因?qū)е翬SD出現(xiàn)高壓擊穿M0S管Ql 。
上述自休眠控制電路可直接設(shè)計(jì)在電池系統(tǒng)中，該電池系統(tǒng)包括電池 包，用于保護(hù)電池包中的各節(jié)電池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流和短路的保護(hù)IC，和 第二可控開關(guān)電路Q2，所述第二可控開關(guān)電路Q2的串接在電池包的正極 B1+和輸出正端子P+之間或串接在電池包的負(fù)極B-和輸出負(fù)端子P-之間， 所述保護(hù)IC的D0腳耦合到第二可控開關(guān)電路Q2的控制級(jí)，通過(guò)控制第二 可控開關(guān)電路Q2的導(dǎo)通和斷開從而實(shí)現(xiàn)電池包和輸出正、負(fù)端子之間的連 接和斷開。在此基礎(chǔ)上增加休眠使能電路3和休眠喚醒電路1，所述休眠 使能電路3和休眠喚醒電路1和上述實(shí)施例相同。
為了方便控制電池在脫離被供電設(shè)備時(shí)休眠和在接入被供電設(shè)備時(shí)喚 醒，設(shè)計(jì)相配合的第二連接器和第一連接器，即插座和插頭，如圖2所示， 將休眠檢測(cè)端SYS和休眠觸發(fā)端ID分別連接第一連接器Jl的兩個(gè)腳，所 述第二連接器J2的與第一連接器Jl的休眠檢測(cè)端SYS和休眠觸發(fā)端ID 對(duì)應(yīng)的兩個(gè)腳短接。第二連接器J2與被供電設(shè)備連接并可固定在被供電設(shè) 備上，第一連接器J1固定在電池系統(tǒng)上，當(dāng)?shù)谝贿B接器J1插入第二連接 器J2時(shí)，休眠檢測(cè)端SYS和休眠觸發(fā)端ID短接，休眠檢測(cè)端SYS為低電 平。當(dāng)?shù)谝贿B接器J1從第二連接器J2中拔出時(shí)，休眠檢測(cè)端SYS和休眠 觸發(fā)端ID斷開，休眠檢測(cè)端SYS懸空，檢測(cè)端SYS為高電平。
上述實(shí)施例中，電池包可以是2串或2串以上的電池，圖l中是以兩 節(jié)串聯(lián)的電池為例進(jìn)行說(shuō)明，第一可控開關(guān)電路Q1的源級(jí)接兩節(jié)電池的中 間即可引入電芯電壓，當(dāng)電池包是2串以上的電池時(shí)，第一可控開關(guān)電路 Ql的源級(jí)可采用如圖3所示的連接引入電芯電壓。圖中Bn+1、 Bn分別為 第n+l和n節(jié)電芯電壓的正極，0n+l為輸出到n+l電壓檢測(cè)端的電壓。其 余的電壓檢測(cè)端都通過(guò)一個(gè)電阻直接連接到各自電芯的正極。
以下為電路參數(shù)設(shè)置說(shuō)明
一、選擇分壓電阻的電阻值
根據(jù)上述原理分析休眠使能和休眠喚醒電路的動(dòng)作主要是靠P溝道 M0S管Ql的導(dǎo)通和關(guān)閉來(lái)動(dòng)作的，而M0S管Ql的開關(guān)控制又是根據(jù)檢測(cè) 休眠檢測(cè)端SYS是否與休眠觸發(fā)端短接來(lái)動(dòng)作的。
如圖1所示，當(dāng)檢測(cè)休眠檢測(cè)端SYS懸空，沒(méi)有與休眠觸發(fā)端短接或 者休眠檢測(cè)端接高時(shí)，M0S管Ql應(yīng)該處于關(guān)斷狀態(tài)，電阻R6兩端電壓即Ql的GS (柵源極)電壓差應(yīng)該高于M0S管Ql的開啟電壓VGS (th)，因?yàn)?穩(wěn)壓二極管ZD1的反向漏電流IR的存在，電阻R6兩端電壓的電壓-R6WR，
這就有
-R6*IR>VGS (th)，即R6〈-VGS (th) /IR ------------①
另外，當(dāng)檢測(cè)休眠檢測(cè)端SYS與休眠觸發(fā)端短接時(shí)，MOS管Ql應(yīng)該處 于開啟狀態(tài)，電阻R6兩端電壓即Q1的GS (柵源極)電壓差應(yīng)該低于MOS 管Q1的導(dǎo)通電壓VGS (th),電阻R6兩端電壓經(jīng)過(guò)電阻R6， R8和R9對(duì)兩 節(jié)電芯電壓的和(Vcelll+Vce112)的分壓獲得，其應(yīng)為- (Vcelll+Vce112) * R6/ (R8+R9)。根據(jù)MOS導(dǎo)通的條件有
- (Vcelll+Vce112) * R6/ (R8+R9) 〈 VGS (th)， 即R6〉-VGS (th) * (R8+R9) / (Vcelll+Vce112)——② 結(jié)合以上條件①和M0S管Ql以及穩(wěn)壓二極管ZD1的性能參數(shù)，先選取 R6的阻值。為減小功耗要求R6盡量取大一些。再根據(jù)條件②適當(dāng)選取電 阻R8和R9的阻值，同樣出于功耗考慮，也要求R8和R9阻值盡量大。 二、微分電路電阻和電容值的選擇
微分電路電阻R7，電容C6的取值大小，對(duì)于是否能休眠喚醒相當(dāng)重 要，因?yàn)槿绻⒎蛛娐樊a(chǎn)生正脈沖的脈沖時(shí)間太短導(dǎo)致N溝道M0S管Q3 柵源極因?yàn)榧纳娙菪?yīng)來(lái)不及打開Q3就恢復(fù)到低電平，這樣VM端電壓 一直保持不變，保護(hù)IC就不會(huì)從休眠模式回到正常模式。因此微分電路的 時(shí)間常數(shù)t=R7*C6 —定要足夠大使Q3在脈沖期間能正常打開Q3，具體取 值可以根據(jù)Q3的柵源極間寄生電容參數(shù)調(diào)整。
采用此電路的電池包在系統(tǒng)外可以自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，使線路耗電由 一般的幾十微安減小到幾微安，這樣可以大大減小內(nèi)部線路的耗電。由于 電路在系統(tǒng)外休眠自耗電小的特性，它可以大大增加電池儲(chǔ)存和使用時(shí)間， 尤其是對(duì)電池長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存有很大好處，因此采用此電路可以從一定程度上 避免因長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存電芯自放電和電路耗電引起電池容量大幅降低或者使電 池電壓過(guò)低、甚至?xí)霈F(xiàn)因?yàn)殡姵仉妷哼^(guò)低而造成的電池包充不進(jìn)電而報(bào) 廢的情況，這在多節(jié)電池包的應(yīng)用中尤為明顯和重要。同時(shí)，由于在系統(tǒng) 外它不能對(duì)外放電，即使直接短路電池包正負(fù)極也不會(huì)出現(xiàn)電火花的現(xiàn)象， 從而大大提高了電池的安全性，這非常適用于諸如加油站，釆礦，煉油， 石化等對(duì)電池安全有特殊要求的場(chǎng)合，從一定程度上能擴(kuò)大電池產(chǎn)品的應(yīng) 用范圍。最后，由于這一電路的特殊性，電池包不會(huì)被不了解其機(jī)制的人
隨意拿去做其他用處，這樣減少了電池因亂用而引起的安全問(wèn)題的幾率， 保證了電池包較高的安全性和可靠性。
權(quán)利要求1. 一種自休眠控制電路，其特征在于包括保護(hù)IC、第二可控開關(guān)電路(Q2)、休眠使能電路(3)和休眠喚醒電路(1)，所述休眠使能電路(3) 包括第一可控開關(guān)電路(Ql)和休眠檢測(cè)端(SYS)，所述休眠喚醒電路(1) 包括微分電路(2)和第三可控開關(guān)電路(Q3)，所述休眠檢測(cè)端(SYS) 用于分別耦合到電池包的正極(Bl+)和第一可控開關(guān)電路(Ql)的控制 級(jí)，所述第一可控開關(guān)電路(Ql)的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別用于接電池電 芯電壓(B2+)和微分電路(2)，所述第一可控開關(guān)電路(Ql)和微分電 路(2)的連接點(diǎn)(B2)耦合到保護(hù)IC的VC腳，所述第三可控開關(guān)電路(Q3)的控制級(jí)和微分電路(2)相連，其兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別連接保 護(hù)IC的VM腳和地，所述保護(hù)IC的VCC腳用于耦合到電池包的正極(Bl+)， 所述保護(hù)IC的DO腳耦合到第二可控開關(guān)電路(Q2)的控制級(jí)，所述第二 可控開關(guān)電路(Q2)的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)用于串接在電池包的正極(Bl+) 和輸出正端子(P+)之間或串接在電池包的負(fù)極(B-)和輸出負(fù)端子(P-) 之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的自休眠控制電路，其特征在于所述休眠使能電路 (3)還包括休眠觸發(fā)端(ID)，所述休眠觸發(fā)端(ID)的一端耦合到地，另一端用于在需要控制電池包休眠喚醒時(shí)連接休眠檢測(cè)端(SYS)、在需要 控制電池包休眠時(shí)與休眠檢測(cè)端(SYS)斷開。
3. 如權(quán)利要求2所述的自休眠控制電路，其特征在于所述第一可控開關(guān) 電路(Ql)為剛0S，所述PMOS的柵極耦合到休眠檢測(cè)端(SYS)，源極耦 合到電池電芯電壓(B2+)，漏極分別耦合到微分電路(2)和保護(hù)IC的VC腳。
4. 如權(quán)利要求3所述的自休眠控制電路，其特征在于所述休眠使能電路 (3)還包括髙壓保護(hù)電路，所述高壓保護(hù)電路包括第一電阻(R5)和穩(wěn)壓二極管(ZD1)，所述第一電阻(R5)串接在第一可控開關(guān)電路(Ql)的 漏極和地之間，所述穩(wěn)壓二極管(ZD1)的陽(yáng)極接地，陰極耦合到第一可 控開關(guān)電路(Ql)的柵極。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的自休眠控制電路，其特征在于所述 第三可控開關(guān)電路(Q3)為所述微分電路(2)包括串聯(lián)的電容(C6) 和第二電阻(R7)，所述電容(C6)的另一端耦合到第一可控開關(guān)電路(Ql )， 所述第二電阻(R7)的另一端接地，所述NMOS的柵極耦合到電容(C6) 和第二電阻(R7)的連接點(diǎn)，其源極耦合到地，漏極分別耦合到保護(hù)IC 的VM腳和輸出負(fù)端子(P-)。
6. 如權(quán)利要求5所述的自休眠控制電路，其特征在于所述第二可控開關(guān) 電路(Q2)為兩個(gè)對(duì)接的醒OS。
7. 具有自休眠控制的電池系統(tǒng)，包括電池包，用于保護(hù)電池包中的各節(jié)電 池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流和短路的保護(hù)IC，和第二可控開關(guān)電路(Q2)，其特 征在于還包括休眠使能電路(3)和休眠喚醒電路(1),所述休眠使能 電路(3)包括第一可控開關(guān)電路(Ql)和休眠檢測(cè)端(SYS)，所述休眠 喚醒電路(1)包括微分電路(2)和第三可控開關(guān)電路(Q3)，所述休眠 檢測(cè)端(SYS)用于分別耦合到電池包的正極(Bl+)和第一可控開關(guān)電路(Ql)的控制級(jí)，所述第一可控開關(guān)電路(Ql)的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分別 用于接電池電芯電壓(B2+)和微分電路(2)，所述第一可控開關(guān)電路(Ql) 和微分電路(2)的連接點(diǎn)(B2)耦合到保護(hù)IC的VC腳，所述第三可控 開關(guān)電路(Q3)的控制級(jí)和微分電路(2)相連，其兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)分 別連接保護(hù)IC的VM腳和地，所述保護(hù)IC的VCC腳用于耦合到電池包的 正極(Bl + )，所述保護(hù)IC的DO腳耦合到第二可控開關(guān)電路(Q2)的控制 級(jí)，所述第二可控開關(guān)電路(Q2)的兩個(gè)主電流導(dǎo)通級(jí)用于串接在電池包 的正極(Bl+)和輸出正端子(P+)之間或串接在電池包的負(fù)極(B-)和 輸出負(fù)端子(P-)之間。
8. 如權(quán)利要求7所述的電池系統(tǒng)，其特征在于所述休眠使能電路(3) 還包括休眠觸發(fā)端(ID)，所述休眠觸發(fā)端(ID)的一端耦合到地，另一 端用于在需要控制電池包休眠喚醒時(shí)連接休眠檢測(cè)端(SYS)、在i要控制 電池包休眠時(shí)與休眠檢測(cè)端(SYS)斷開。
9. 如權(quán)利要求8所述的電池系統(tǒng)，其特征在于還包括用于連接被供電設(shè) 備的第二連接器(J2)和與第二連接器(J2)配合的第一連接器(Jl)， 所述休眠檢測(cè)端(SYS)和休眠觸發(fā)端(ID)分別連接第一連接器(Jl) 的兩個(gè)腳，所述第二連接器(J2)的與第一連接器(Jl)的休眠檢測(cè)端(SYS) 和休眠觸發(fā)端(ID)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)腳短接。
10. 如權(quán)利要求9所述的電池系統(tǒng)，其特征在于所述第一可控開關(guān)電路 (Ql)為PMOS，所述休眠使能電路(3)還包括高壓保護(hù)電路，所述第三可控開關(guān)電路(Q3)為NM0S，所述微分電路(2)包括串聯(lián)的電容(C6) 和第二電阻(R7);所述第一可控開關(guān)電路(Ql)的柵極耦合到休眠檢測(cè)端<SYS>，源極耦會(huì)到電池電芯電壓(B2+〉，漏極分別耦?yuàn)^剄電容(C6) 的另一端和保護(hù)IC的VC腳；所述高壓保護(hù)電路包括第一電阻(R5)和穩(wěn) 壓二極管(ZD1)，所述第一電阻(R5)串接在第一可控開關(guān)電路(Ql)的 漏極和地之間，所述穩(wěn)壓二極管(ZD1)的陽(yáng)極接地，陰極耦合到第一可 控開關(guān)電路(Ql)的柵極；所述第二電阻(R7)的另一端接地，所述第三 可控開關(guān)電路(Q3)的柵極耦合到電容(C6)和第二電阻(R7)的連接點(diǎn)， 其源極耦合到地，漏極分別耦合到保護(hù)IC的VM腳和輸出負(fù)端子(P-)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種自休眠控制電路，包括保護(hù)IC、第二可控開關(guān)電路、休眠使能電路和休眠喚醒電路，休眠使能電路包括第一可控開關(guān)電路和休眠檢測(cè)端，休眠喚醒電路包括微分電路和第三可控開關(guān)電路，休眠檢測(cè)端耦合到電池包的正極和第一可控開關(guān)電路的柵極，第一可控開關(guān)電路的源漏極接電池電芯電壓和微分電路，第一可控開關(guān)電路和微分電路的連接點(diǎn)接保護(hù)IC的VC腳，第三可控開關(guān)電路的柵極接微分電路，源漏接保護(hù)IC的VM腳和地，保護(hù)IC的VCC腳接電池包的正極，保護(hù)IC的DO腳接第二可控開關(guān)電路的柵極，第二可控開關(guān)電路的源漏極串接在電池包的正極和輸出正端子之間或串接在電池包的負(fù)極和輸出負(fù)端子之間。
文檔編號(hào)H02H7/18GK201022151SQ200620016449
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者劉彥和, 宋海泉, 王海濤, 皇攀學(xué) 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司