專利名稱：一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動汽車技術領域，尤其是電動汽車動力鋰電池組的控制器的電 源電路，具體為一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路。
背景技術：
能源危機和環(huán)境污染的加劇促使人們研究節(jié)能環(huán)保的汽車，電動汽車的發(fā)展愈加 迅速。鋰電池組為電動汽車提供動力，電池管理系統(tǒng)對鋰電池組進行監(jiān)控和控制。電動汽車 動力鋰電池組由數(shù)十上百節(jié)單體電池串聯(lián)而成，電池管理系統(tǒng)的電源由外部電池提供?，F(xiàn) 有的技術中，無論電動汽車是在行駛過程中還是處在停放狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)都處在工作 狀態(tài)，其系統(tǒng)電路對動力鋰電池電量的消耗是十分可觀的。電動汽車電池管理系統(tǒng)電路復 雜，電子器件眾多，功耗很大，當電動汽車長時間停放時管理系統(tǒng)處在工作狀態(tài)消耗電池大 量電量，是對電池組電量的極大浪費。長時間如此會造成鋰電池壽命降低。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，以解決現(xiàn)有技 術的電動汽車長時間停放會導致電池壽命降低的問題。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于包括有電源驅動電路、自鎖 信號產(chǎn)生電路、周期性實時信號產(chǎn)生電路，所述電源驅動電路引入外部key信號，所述自鎖 信號產(chǎn)生電路、周期性實時信號產(chǎn)生電路的信號輸出線分別接入所述電源驅動電路。所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述自鎖信號產(chǎn)生 電路包括三極管Q2、微處理器U4，所述三極管Q2發(fā)射極接地，基極引入外部key信號，三極 管Q2通過上拉電阻接外部供電電源Vp，所述三極管Q2的集電極與微處理器的信號輸入端 電連接，所述微處理器的信號輸出端上有信號輸出線引出接入所述電源驅動電路，輸出自 鎖LOCK信號。所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述周期性實時信 號產(chǎn)生電路包括實時時鐘芯片U2、光電耦合器U3、三極管Q3，所述實時時鐘芯片U2的中斷 信號輸出端_通過電阻R3接入三極管Q3的基極，光耦合器U3的引腳1接三極管Q3的集 電極，引腳2接地，引腳4接外部供電電源Vp，引腳3上有信號輸出線引出接入所述電源驅 動電路，輸出周期性喚醒TIMEINT信號。 所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述電源驅動電路 包括三極管Q1、電壓芯片U1、所述三極管Ql的基極接入有三個并聯(lián)的開關二極管Dl、D2、 D3，所述外部key信號、自鎖LOCK信號、周期性喚醒TIMEINT信號分別一一對應通過開關二 極管D1、D2、D3送入三極管Q1，所述三極管Ql發(fā)射極接地，集電極通過上拉電阻Rl接外部 供電電源Vp，所述三極管Ql的集電極還通過開關二極管D4與電壓芯片Ul的CTRL引腳電 連接，所述電壓芯片Ul的VIN引腳接外部供電電源Vp，+Vo弓丨腳、-Vo弓丨腳為輸出端引腳。[0009]本實用新型中，當電動汽車處在行駛狀態(tài)需要電池管理系統(tǒng)處在運行狀態(tài)時，開 啟電源電路為其供電；當電動汽車靜置時，關閉電源電路，由周期性時鐘信號喚醒電源電路 進行自檢，自檢結束后關閉電源。因此僅僅在電動汽車工作時電池控制電路處在耗能狀態(tài)， 其他絕大多數(shù)時間電池控制電路均處在關閉狀態(tài)不消耗電能。因此，與已有技術相比，本實 用新型極大地降低了整個系統(tǒng)的功耗，節(jié)約了能源。

圖1為本實用新型的電源驅動電路原理圖。圖2為本實用新型的自鎖信號產(chǎn)生原理圖。圖3為本實用新型的周期性時鐘信號產(chǎn)生電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示。在電源驅動電路中，三個開關二極管Dl、D2和D3并聯(lián)后接入NPN型 三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極接一個上拉電阻Rl后與外部供電電源Vp相接，三極 管Ql的發(fā)射極接地；外部供電電源Vp為24V，內部控制電路需要的驅動電壓為5V，因此本 實施例中選用型號為PWB2405的高隔離電源芯片Ul為內部控制電路提供電源。三極管Ql 集電極連接一個開關二極管D4，接到電源芯片Ul的引腳CTRL，用來控制電源芯片Ul的開 啟和關斷。電源芯片Ul的GND為接地引腳，接入地；輸入引腳VIN，接外部供電電源Vp，正 負輸出引腳士Vo輸出的電壓分別為士5V。在開關二極管D1、D2和D3的正極端分別接周 期性喚醒TIME INT信號端、自鎖LOCK信號端和外部Key信號端。如圖2所示。自鎖信號由微處理器U4發(fā)生，微處理器U4通過ON信號處在高電平 或是低電平?jīng)Q定是否開啟自鎖信號。設置一個NPN型三極管Q2，外部Key信號接入三極管 Q2的基極，三極管Q2的集電極串接一個上拉電阻R2后接5V電源VCC，三極管Q2的發(fā)射極 接地，在三極管Q2的集電極接出ON信號。若ON信號為高電平則微處理器U4輸出自鎖LOCK 信號，否則不輸出自鎖LOCK信號。本實施例中微處理器U4采用Atmel公司的AVRmaga128 的微處理器。如圖3所示。實時時鐘芯片U2采用型號為DS1305的串行實時時鐘芯片，實時時 鐘芯片U2提供了一個完整的時鐘日歷，實時時鐘芯片U2支持多電源供電，既可以由VCC1， VCC2接口接外部電源供電，也可以通過后備的電池接Vbat接口供電。它提供可編程的時 間中斷，可方便地通過SPI與外界通信。當計時結束，—輸出中斷信號，之后通過一個PNP 三極管Q3后接入型號為TLP521的光耦合器U3。目接口串接一個電阻R3后接入Q3的基 極，發(fā)射極接電源Vtime。光耦合器TLP521引腳1接PNP三極管Q3的集電極，引腳2接地； 引腳3接24V電源Vp，引腳4為輸出腳，輸出周期性喚醒TIMEINT信號?？刂品绞诫娫措娐烽_啟為控制系統(tǒng)供電有兩種方式，一種是外部信號驅動，一種是內部時 鐘自檢信號驅動。第一種方式是外部信號驅動。首先將外部Key信號拉高為高電平，二極管D3和三 極管Ql均導通，因為上拉電阻Rl的存在，三極管Ql的集電極為低電平，開關二極管D4關 閉，電源芯片Ul的CTRL端為高阻態(tài)，芯片正常輸出，為內部控制系統(tǒng)供電。與此同時，由于外部Key信號為高電平，NPN型三極管Q2也處于導通狀態(tài)，輸出ON為低電平，微處理器U4 據(jù)此判斷此次電源開啟為外部信號驅動，自鎖LOCK信號依然處于低電平的截止狀態(tài)。第二種方式為周期性時鐘信號驅動的自檢，當電動汽車靜置時，控制系統(tǒng)應處于 關斷狀態(tài)，以降低功耗。為了保證整個系統(tǒng)處于正常狀態(tài)，每隔一段時間開啟控制系統(tǒng)進行 巡查自檢，及時發(fā)現(xiàn)異常。自檢信號為一個周期性的時鐘信號，由實時時鐘芯片U2提供。實 時時鐘芯片U2是可編程的時鐘芯片，可設置計時中斷(比如設置為10分鐘)，當計時截止 時通過·輸出低電平中斷信號?！鲞B接的是PNP型三極管Q3的基極，中斷時輸出·低 電平信號，Q3導通，光耦合器TLP521開啟，引腳4輸出的TIME_INT信號變?yōu)楦唠娖?，這是 一個脈沖信號。從圖1中可見，周期性喚醒TIME INT拉為高電平后開關二極管Dl導通和 三極管Ql導通，電源電路開啟，進行自檢。周期性喚醒TIME INT信號為一個脈沖信號，無 法一直保持高電平，因此需要一個鎖定信號鎖定電源，直至自檢結束。此種方式驅動電源開啟時，外部Key信號處于低電平，由圖2可見三極管Q2關斷， ON信號為高電平信號。微處理器U4檢測到ON信號為高電平，輸出一個高電平的自鎖LOCK 信號，此時開關二極管D2和三極管Ql導通，鎖定電源電路處于開啟狀態(tài)。當自檢完成時， 微處理器U4將自鎖LOCK信號拉低，關斷電源。 本實用新型是在控制系統(tǒng)工作時開啟電源為其供電，當控制系統(tǒng)不需要一直開啟 時將電源關斷，定時的開啟電源進行周期性自檢，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常狀況。通過這種方式， 當電動汽車靜置時，關閉系統(tǒng)電源，只對電源管理系統(tǒng)控制電路進行周期喚醒的自檢，極大 地降低了控制系統(tǒng)的功耗，降低了對電池能量的消耗，延長了電池壽命。
權利要求1.一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于包括有電源驅動電路、自鎖 信號產(chǎn)生電路、周期性實時信號產(chǎn)生電路，所述電源驅動電路引入外部key信號，所述自鎖 信號產(chǎn)生電路、周期性實時信號產(chǎn)生電路的信號輸出線分別接入所述電源驅動電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述 自鎖信號產(chǎn)生電路包括三極管Q2、微處理器U4，所述三極管Q2發(fā)射極接地，基極引入外部 key信號，三極管Q2通過上拉電阻接外部供電電源Vp，所述三極管Q2的集電極與微處理器 的信號輸入端電連接，所述微處理器的信號輸出端上有信號輸出線引出接入所述電源驅動 電路，輸出自鎖LOCK信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述 周期性實時信號產(chǎn)生電路包括實時時鐘芯片U2、光電耦合器U3、三極管Q3，所述實時時鐘 芯片U2的中斷信號輸出端INTO通過電阻R3接入三極管Q3的基極，光耦合器U3的引腳1 接三極管Q3的集電極，引腳2接地，引腳4接外部供電電源Vp，引腳3上有信號輸出線引出 接入所述電源驅動電路，輸出周期性喚醒TIME INT信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述 電源驅動電路包括三極管Ql、電壓芯片Ul、所述三極管Ql的基極接入有三個并聯(lián)的開關二 極管D1、D2、D3，所述外部key信號、自鎖LOCK信號、周期性喚醒TIME INT信號分別一一對 應通過開關二極管Dl、D2、D3送入三極管Q1，所述三極管Ql發(fā)射極接地，集電極通過上拉 電阻Rl接外部供電電源Vp，所述三極管Ql的集電極還通過開關二極管D4與電壓芯片Ul 的CTRL引腳電連接，所述電壓芯片Ul的VIN引腳接外部供電電源Vp, +Vo引腳、-Vo引腳 為輸出端引腳。
專利摘要本實用新型公開了一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，包括有電源驅動電路，由外部Key信號、自鎖LOCK信號和周期性喚醒TIME INT信號共同控制，實現(xiàn)自鎖和周期性喚醒的驅動方式；自鎖信號產(chǎn)生電路，產(chǎn)生高電平自鎖LOCK信號，用于鎖定所述電源驅動電路；周期性實時信號產(chǎn)生電路，通過微處理器產(chǎn)生周期性喚醒TIME INT信號，用于開啟電源驅動電路。本實用新型可以有效減少電池管理系統(tǒng)對動力鋰電池電量的消耗，延長鋰電池使用壽命。
文檔編號H02M1/36GK201854053SQ20102056843
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權日2010年10月19日
發(fā)明者何耀, 劉興濤, 詹昌輝, 陳宗海 申請人:合肥國軒高科動力能源有限公司, 安徽安凱國軒新能源汽車科技有限公司