一种充放电电路的驱动系统及电池管理系统的制作方法

1.本发明涉及电池领域，尤其涉及一种充放电电路的驱动系统及电池管理系统。


背景技术：

2.随着新能源快速的发展，锂电池在实际应用中越来越广泛。通信基站、两三轮车、叉车等设备，均出现了锂电池的身影。
3.伴随着锂电池大量广泛的应用，锂电池充放电的安全需要得到有效的保障。目前bms大都采用nmos管作为锂电池充放电回路上的开关器件，要对锂电池充放电起到保护作用，mos管的驱动电路就显得至关重要。
4.传统的分立电路逻辑控制部分和功率部分共gnd，gnd则为参考点。在充放电mos管s极相连接放置时就会导致充电过压后无法保护。原因如下：如图1所述，由于充电机dc和电池系统c1是共正极连接，导致mos管的参考地s极是浮动的，进而出现mos管驱动电路不能很好的控制mos管u1、u2打开与闭合。因为在充电过压保护后，充电回路断开，充电机dc与电池c1之间存在压差，使得b-与p-之间存在电位差，又由于在bms（电池管理系统）上b-与参考点gnd为同一网络，参考点gnd与p-间存在同样的压差，并且放电mos为导通；此时如图2，电压会由参考点gnd通过驱动电路的上功率三级管走向mos管源级直至p-，导致充电mos管产生vgs，使充电mos管导通，无法起到保护作用。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提出一种充放电电路的驱动系统及电池管理系统。
6.第一方面，本发明实施例提出一种充放电电路的驱动系统，所述充放电电路包括mos管u1、u2，所述mos管u1、u2与充电机、电池系统构成回路，其中，所述mos管u1的d极连接电池系统的负极，mos管u1的s极连接mos管u2的s极，所述mos管u2的d极连接充电机的负极，所述驱动系统包括与mos管u1连接的用于驱动mos管u1的第一驱动电路以及与mos管u2连接的用于驱动mos管u2的第二驱动电路，所述第一驱动电路与第二驱动电路的电路结构相同，其中，所述第一驱动电路包括依次连接的控制电路、电平转换电路以及功率驱动电路，所述功率驱动电路的输出端连接mos管u1的s极和mos管u2的g极，所述电平转换电路以及功率驱动电路的基准端连接mos管u1和mos管u2的s极。
7.在一实施例中，所述控制电路包括三极管q1、电阻r1、r2，所述电阻r1的一端连接控制器mcu，电阻r1的另一端连接三极管q1的b极，所述三极管q1的e极连接公共地，三极管q1的c极连接电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端连接电平转换电路。
8.在一实施例中，所述电平转换电路包括三极管q2、电阻r3、r4，所述电阻r3的一端连接控制电路以及三极管q2的b极，另一端连接电源端vcc以及三极管q2的e极，所述三极管q2的c极连接功率驱动电路以及电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端作为电平转换电路的基准端连接所述mos管u1和mos管u2的s极。
9.在一实施例中，所述功率驱动电路包括三极管q3、q4以及电阻r5，所述电阻r5的一
端连接电源端vcc，另一端连接三极管q3的c极，所述三极管q3的b极连接电平转换电路以及三极管q4的b极，三极管q3的e极连接三极管q4的e极以及mos_charging端，所述三极管q4的c极作为功率驱动电路的基准端连接所述mos管u1和mos管u2的s极。
10.在一实施例中，所述功率驱动电路还包括电阻r6、r7，所述电阻r6的一端连接三极管q3和三极管q4的e极，另一端连接mos管u1的g极以及电阻r7的一端，所述电阻r7的另一端连接所述mos管u1和mos管u2的s极。
11.第二方面，本发明实施例提出一种电池管理系统，包括充放电电路以及与充放电电路连接的所述的充放电电路的驱动系统。
12.在一实施例中，所述充放电电路包括mos管u1、u2，所述mos管u1、u2与充电机、电池系统构成回路，其中，所述mos管u1的d极连接电池系统的负极，mos管u1的s极连接mos管u2的s极，所述mos管u2的d极连接充电机的负极。
13.本发明的有益效果：电平转换电路以及功率驱动电路的基准端连接mos管u1和mos管u2的s极，电位参考点则为mos管u2的s极，使得在充电保护后，即使b-与p-之间存在压差，由于电位参考点的改变，该驱动系统的参考点与p-为相同电位，从而起到了有效可靠的充电保护。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
15.图1是本发明实施例中充放电电路的电路图；图2是本发明背景技术中驱动系统的电路图；图3是本发明实施例一种充放电电路的驱动系统的电路图；图4是本发明实施例一种电池管理系统的结构示意图。
具体实施方式
16.以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
17.本发明的目的在于提供一种mos管驱动电路与bms主回路配合使用，节约成本的同时，解决传统图腾柱驱动电路在锂电池充电过压后无法起到保护作用的问题，即使在mos管参考地在一定电压范围内浮动时，也能很好的驱动功率mos管的打开与闭合。
18.在一实施例中，本发明提出了一种充放电电路的驱动系统，如图3所示，充放电电路包括mos管u1、u2，所述mos管u1、u2与充电机、电池系统构成回路，其中，所述mos管u1的d极连接电池系统的负极，mos管u1的s极连接mos管u2的s极，所述mos管u2的d极连接充电机的负极，所述驱动系统包括与mos管u1连接的用于驱动mos管u1的第一驱动电路以及与mos管u2连接的用于驱动mos管u2的第二驱动电路，所述第一驱动电路与第二驱动电路的电路结构相同，其中，所述第一驱动电路包括依次连接的控制电路、电平转换电路以及功率驱动电路，所述功率驱动电路的输出端连接mos管u1的s极和mos管u2的g极，所述电平转换电路以及功率驱动电路的基准端连接mos管u1和mos管u2的s极。其中，mos管u1为充电mos管，mos管u2为放电mos管。
19.第一驱动电路与第二驱动电路的电路结构相同，第二驱动电路包括电阻r8、r9、
r10、r11、r12、r13、r14、三极管q5、q6、q7、q8。
20.在本实施例中，电平转换电路以及功率驱动电路的基准端连接mos管u1和mos管u2的s极，电位参考点则为mos管u2的s极，使得在充电保护后，即使b-与p-之间存在压差，由于电位参考点的改变，该驱动系统的参考点与p-为相同电位，因此就不会如图2一样产生vgs，从而起到了有效可靠的充电保护。
21.控制电路包括三极管q1、电阻r1、r2，所述电阻r1的一端连接控制器mcu，电阻r1的另一端连接三极管q1的b极，所述三极管q1的e极连接公共地，三极管q1的c极连接电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端连接电平转换电路。
22.控制器mcu输出控制信号通过电阻r1与三极管q1的b极连接。三极管q1的e极接gnd，可以通过控制控制信号的电平，来实现三极管q1的导通与关断。
23.电平转换电路包括三极管q2、电阻r3、r4，所述电阻r3的一端连接控制电路以及三极管q2的b极，另一端连接电源端vcc以及三极管q2的e极，所述三极管q2的c极连接功率驱动电路以及电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端作为电平转换电路的基准端连接所述mos管u1和mos管u2的s极。
24.功率电源vcc接至三极管q2的e极，同时还通过电阻r3接至三极管q2的b极，电阻r3与三极管q2的 b极的连接点通过电阻r2与三极管q1的c极连接。在mcu控制信号控制三极管q1导通时，vcc通过电阻r3和r2分压，使得三极管q2导通，由于电阻r4的存在，三极管q2的c极输出电压为vcc，实现了电平转换。
25.功率驱动电路包括三极管q3、q4以及电阻r5、r6、r7，所述电阻r5的一端连接电源端vcc，另一端连接三极管q3的c极，所述三极管q3的b极连接电平转换电路以及三极管q4的b极，三极管q3的e极连接三极管q4的e极以及mos_g端，所述三极管q4的c极作为功率驱动电路的基准端连接所述mos管u1和mos管u2的s极，所述电阻r6的一端连接三极管q3和三极管q4的e极，另一端连接mos管u1的g极以及电阻r7的一端，所述电阻r7的另一端连接所述mos管u1和mos管u2的s极。
26.三极管q3的b极输入电压vcc，三极管q3得以导通，vcc通过电阻r5连接至三极管q3的c极，增大驱动能力，mos_g输出vcc，驱动充放电mos管的导通。
27.控制器mcu控制信号的电平关断三极管q1，三极管q2也随之关断，三极管q3的b极输入电压为0，此时三极管q4导通，mos_g信号的电压迅速泄放到地，关断充放电mos管。
28.在本实施例中，电平转换电路以及功率驱动电路的参考地通过电路巧妙的将12v变为实际参考电平，使得mos管的参考地可以在12v的范围内浮动变化而不影响驱动mos管u1和mos管u2的开与关。
29.在另一实施例中，如图4所示，本发明提出一种电池管理系统，包括充放电电路以及与充放电电路连接的所述的充放电电路的驱动系统。
30.在一实施例中，如图1所示，充放电电路包括mos管u1、u2，所述mos管u1、u2与充电机、电池系统构成回路，其中，所述mos管u1的d极连接电池系统c1的负极，mos管u1的s极连接mos管u2的s极，所述mos管u2的d极连接充电机dc的负极。
31.在本实施例中，电平转换电路以及功率驱动电路的基准端连接mos管u1和mos管u2的s极，电位参考点则为mos管u2的s极，使得在充电保护后，即使b-与p-之间存在压差，由于电位参考点的改变，该驱动系统的参考点与p-为相同电位，从而起到了有效可靠的充电保
护。
32.本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。