[实用新型]动力锂离子保护板大电流开关组电路

说明书

技术领域

应用在动力可充电电池保护系统中的开关组件。尤其适于应用在动力锂离子等可充电电池。 

背景技术

目前动力可充电电池发展日益加快，动力可充电电池在使用中的安全性和可靠性问题是可充电电池应用领域的一个重大技术难点。例如，动力锂离子鉴于其在充电或放电工作循环中具有一定的危险性所以必须安装电池保护电路板。而在现有的电池保护电路中，当电池在数十或数百安培以上的超大电流输出/输入时，如何确保电池保护电路的可靠性，该课题一直是目前可充电电池保护电路的技术瓶颈。动力锂离子保护板大电流开关组件提供了一种能够应用在大电流、乃至超大电流保护系统开关部件的设计思路以及方法。本实用新型很好的解决了可靠性问题。 

发明内容

本实用新型的目的是：提高当前应用于大功率动力装备的动力锂离子保护系统的开关部件的可靠性。以大幅度降低设置在动力锂离子电池装置内的电池保护系统的功率开关部件失效，而导致该电池装置的过放电，过充电，异常开路等引发电池失效的故障，以及该电池装置因异常短路而引发电池起火爆炸的风险。 

本实用新型动力锂离子保护板大电流开关组件电路修改了现有技术中MOS管功率开关的驱动系统，放弃传统的控制器输出直接驱动功率MOS管的弱信号驱动方式方式，增加了专用功率MOS驱动集成电路来驱动MOS管功率开关，这种专用功率MOS驱动集成电路具备放大缓冲级，并增加了钳位保护电路，能够输出足够强的驱动功率驱动MOS管，并且提供了关断MOS管的负电平；提供了独立的隔离的驱动电源。本实用新型的动力锂离子保护板大电流开关组件电路中，使用两组相同的MOS管并联组合电路，在电流输出通路上，将上述两组MOS管并联组合电路反向串联；两组MOS管功率组件的控制电路的输入电源以及输入信号以共享的方式来提可靠性和提高电流开关能力。 

本实用新型要求保护一种动力锂离子电池保护板的大电流开关组，该动力锂离子保护板的大电流开关组包括结构相同的第一电流开关组件和第二电流开关组件，所述电流开关组件包括：驱动集成电路，隔离驱动电源，驱动缓冲级，多组并联连接的功率MOS管构成电流开关，每个功率MOS管的源极和漏极之间并联由电阻和电容串联组成的吸收电路，所述电流开关组件的各功率MOS管的源极与源极、漏极和漏极互联构成电流端子，第一电流开关组件一个电流端子与第二电流开关组件的同名电极电流端子连接，构成串联的该动力锂离子保护板的大电流开关组，第一电流开关组件另一个电流端子与第二电流开关组件的同名电极电流端子分别连接电池和负载电路。 

其中驱动集成电路具有一组功能控制线，包括下列外部连接信号线端子：信号正，信号负，故障信号输出，输入故障解除信号。驱动集成电路的驱动信号输出经过驱动缓冲级放大后提供具有正负电平的输出信号，该具有正负电平输出信号提供给各功率MOS管的控制电极，用于驱动功率MOS管的导通或关断。所述隔离驱动电源由输入的直流电供给电源，隔离驱动电源给驱动集成电路供电，隔离驱动电源包括一开关电源模块，将输入的直流电变换为一组具有公共端的正负电源输出。所述具有公共端的正负电源输出供给驱动缓冲级。所述具有公共端的正负电源优选为±15V。所述驱动缓冲级包括两只控制电极互联的晶体管，两晶体管的导电极性相反，两晶体管的一对电流电极互联提供驱动功率MOS管的驱动信号，两晶体管的另外一对电流电极分别连接到隔离电源输出的正负电源输出端。所述驱动缓冲级晶体管分别为NPN型和PNP型双极型晶体管。 

所述动力锂离子保护板的大电流开关组包括电流异常检测电路。该电流异常检测电路能够在整个大电流开关组出现电流异常时切断第一电流开关组件和第二电流开关组件中的各功率MOS管，并同时由驱动集成电路输出一个电流异常故障信号给外部控制电路。所述电流异常检测电路是通过检测功率MOS管源极和漏极之间的电压压降来确定电流异常故障。 

其中驱动集成电路可选用HP公司的专用驱动集成电路HCPL316J。 

以下结合附图对本实用新型做出进一步的详细说明 

附图说明：

图1：本实用新型的开关组电路的电路原理框附图。

图2：本实用新型的开关组电路的第一电流开关组件A的隔离驱动电源电路。 

图3：本实用新型的开关组电路的第二电流开关组件B的隔离驱动电源电路。 

图4：本实用新型的开关组电路的输入输出接口电路。 

图5：本实用新型的开关组电路芯片接口保护电路1。 

图6：本实用新型的开关组电路芯片接口保护电路2。