开关电源控制电路的制作方法

1.本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源控制电路。


背景技术：

2.在家庭储能领域和新能源汽车领域，为了实现节能目的，现有电池管理系统的通断由上级的逆变器控制，当开启或者关断电池管理系统时，逆变器发送控制信号(比如电压信号)给电池管理系统，电池管理系统根据控制信号开启与关闭。下面通过具体电路结构对现有技术进行说明：如图1所示，电池管理系统包括电池1、开关电源电路3、控制电路4，控制电路4包括与逆变器2连接的处理器5、与处理器5连接的继电器驱动电路6、与继电器驱动电路6连接的低压电源7和继电器8，当处理器5收到逆变器2输出的开启控制信号后，驱动继电器8闭合来启动电池管理系统。
3.上述现有技术中，主要有两个缺点，一个缺点是目前家庭储能领域和新能源汽车领域大多是高压系统(可能达到500-1000vdc)，上述继电器为高压继电器，而高压继电器价格非常昂贵，导致产品成本过高；另一个缺点是为了使处理器随时接收来自逆变器的控制信号，处理器需要一直处于开启状态，即使整个电池管理系统没有上电开启，还是要对处理器时时供电，导致处理器一直处于耗电状态，不能实现彻底断电。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种开关电源控制电路，以解决现有技术中的开关电源控制电路使用高压继电器导致产品成本过高以及处理器一直处于开启状态导致电能浪费的问题。
5.本发明实施例第一方面提供一种开关电源控制电路，所述开关电源控制电路包括：
6.分压模块，其输入端连接电池的输出端和开关电源电路的输入端，用于对所述电池输出的电压进行分压；
7.光耦器件，其控制端连接逆变器，其输入端连接所述分压模块的输出端，用于根据所述逆变器的控制信号导通或者关断；
8.第一开关模块，其控制端连接所述光耦器件的输出端，其输入端连接所述开关电源电路的输出端，其输出端与所述分压模块的接地端共接，用于在所述光耦器件导通时，根据所述分压模块输出的电压进入导通状态，使所述电池向所述开关电源电路输出电能。
9.本发明提供一种开关电源控制电路，开关电源控制电路包括分压模块、光耦器件和第一开关模块，分压模块用于对所述电池输出的电压进行分压，光耦器件用于根据所述逆变器的控制信号导通或者关断，第一开关模块用于在所述光耦器件导通时，根据所述分压模块输出的电压进入导通状态，使所述电池向所述开关电源电路输出电能。本实施方式采用mos管、电阻、光耦器件等分立器件搭建电路，实现开关控制，替换掉了价格昂贵的高压继电器，由于不需要采用处理器，节约了电路成本，并且在不需要开启电池管理系统时，可
1000vdc)，所以需要通过电阻分压后再给到mos管的栅极，分压后mos管的栅极驱动电压(也就是第二电阻上电压)可以设定为12v(根据mos管型号不同，也可以设为其他值)。
26.其中，本实施方式中当光耦器件12接收到逆变器2输出的导通控制信号时，光耦器件12和第一开关模块13均导通时，电池1向开关电源电路3输出电能，并通过开关电源电路3向其他设备供电；当光耦器件12接收到逆变器2输出的关断控制信号时停止工作，整个控制电路停止工作。
27.本实施方式提供一种开关电源控制电路10，开关电源控制电路10包括分压模块11、光耦器件12和第一开关模块13，分压模块11用于对电池1输出的电压进行分压，光耦器件12用于根据逆变器2的控制信号导通或者关断，第一开关模块13用于在光耦器件12导通时，根据分压模块11输出的电压进入导通状态，使电池向开关电源电路3输出电能。本实施方式采用mos管、电阻、光耦器件等分立器件搭建电路，实现开关控制，替换掉了价格昂贵的高压继电器，由于不需要采用处理器，节约了电路成本，并且在不需要开启电池管理系统时，可以实现彻底断电，实现了节能。
28.作为第二种实施方式，如图3所示，开关电源控制电路10还包括：
29.第一储能模块14，其输入端连接分压模块11的输出端和光耦器件12的输入端，其输出端与分压模块11的接地端共接，用于对分压模块11输出的电压进行存储以开启第一开关模块13。
30.其中，第一储能模块14可以为电容，由于第一开关模块13直接串联在开关电源电路输入端，需选用高压且功率较大的mos管，在开启过程中，mos管的栅极需要瞬间吸收较大电流，本实施方式中电流要通过分压模块11中的第一电阻供给mos管的栅极，由于第一电阻的阻值会很大，会导致只能向mos管提供很小的驱动电流，使mos管的开启过程就会很缓慢，而缓慢的开启很可能导致mos管被热击穿。本实施方式在电路中增加了第一储能模块14，因为驱动电流太小，先在第一储能模块14中储存一些能量，之后用这些能量来驱动mos管，保证快速开启mos管。
31.作为第三种实施方式，如图4所示，开关电源控制电路10还包括：
32.延时模块15，其输入端连接分压模块11的输出端，其输出端连接光耦器件12的输入端，其接地端与分压模块11的接地端共接，用于在分压模块11输出的电压对第一储能模块14进行充电，再经过一段延迟时间后使分压模块11与第一开关模块13之间形成通路。
33.其中，延迟时间大于分压模块11输出的电压对第一储能模块14进行充电的时间。
34.其中，作为一种示例，延时模块15包括第二开关模块21、第二储能模块22、第三电阻23以及第四电阻24，第二储能模块22的第一端连接第三电阻23的第一端和第二开关模块21的输入端，并构成延时模块15的输入端，第二储能模块22的第二端连接第三电阻23的第二端、第四电阻24的第一端以及第二开关模块22的控制端，第四电阻24的第二端接地。
35.其中，由于第一开关模块13直接串联在开关电源电路3的输入端，需选用高压且功率较大的mos管，在开启过程中，mos管的栅极需要瞬间吸收较大电流，本实施方式中电流要通过分压模块11中的第一电阻供给mos管的栅极，第一电阻的阻值会很大，这样会导致只能向mos管提供很小的驱动电流，这样mos管的开启过程就会很缓慢，缓慢的开启很可能导致mos管被热击穿。本实施方式在电路中增加了第一储能模块14和延时模块15，因为驱动电流太小，先在第一储能模块14中储存一些能量，之后用这些能量来驱动mos管，保证快速开启
mos管。为了保证储存足够多的能量，再增加一个延时模块15，在第一储能模块14储存的能量足够多时再使延时模块15导通。延时模块15中通过给第二储能模块22充电，当第二储能模块22的电压充到第二开关模块21的开启电压时，第二开关模块21导通，即延时模块15导通。本实施方式通过设置延时模块15，实现了使第一储能模块14先充满，之后延迟一段时间对第二储能模块22充电再充到第二开关模块21的开启电压。
36.其中，为了实现延迟时间大于分压模块11输出的电压对第一储能模块14进行充电的时间，可以是第二储能模块22充电的时间常数大于第一储能模块14充电的时间常数，最好是大于2-3倍的时间。
37.具体的，根据电路结构，第一储能模块14充电的时间常数是(r1//r2)*c1，第二储能模块22充电的时间常数是[(r1//r2 r4)//r3]*c2，其中，r1为第一电阻阻值，r2为第二电阻阻值，r3为第三电阻23阻值，r4为第四电阻24阻值，c1为第一储能模块14的容值，c2为第二储能模块22的容值。
[0038]
作为第三种实施方式，如图5所示，开关电源控制电路10还包括：
[0039]
加速模块16，其输入端连接第四电阻24的第一端，其控制端连接光耦器件12的输出端，其接地端与分压模块11的接地端共接，用于在第二开关模块21导通的过程中对第二储能模块22的充电过程进行加速。
[0040]
其中，作为一种示例，加速模块16包括第三开关模块31、第五电阻32和第六电阻33，第五电阻32的第一端为加速模块16的输入端，第五电阻32的第二端连接第三开关模块31的输入端，第六电阻33的第一端为加速模块16的控制端，第六电阻33的第二端连接第三开关模块31的控制端，第三开关模块31的输出端为加速模块16的接地端。
[0041]
其中，在延时模块15中第二开关模块21逐渐导通时，第三开关模块31也会和第二开关模块21一起逐渐导通，第三开关模块31逐渐导通时，相当于给第四电阻24并联了一个第五电阻32，而第五电阻32的阻值取值比第四电阻24的阻值小得多，这样会加速第二储能模块22的充电，也就是加速第二开关模块21的开启，也就加速了第一开关模块13的开启，最终使启动过程尽快完成。
[0042]
进一步的，开关电源控制电路10还包括：第七电阻，第七电阻的第一端连接光耦器件12的输出端，第七电阻的第二端连接第一开关模块13的控制端。
[0043]
其中，通过增加第七电阻进行限流，当第一开关模块13为mos管时，对mos管的栅极进行保护，还可以增加第八电阻，第八电阻连接在第七电阻的第二端和接地端之间，来保护mos管免于被静电击穿gs极。
[0044]
进一步的，开关电源控制电路10还包括稳压管，稳压管与第一储能模块并联连接。
[0045]
其中，由于电池输出电压是高压，为了避免可能出现的高压冲击，可以增加稳压管来对后级电路进行保护。
[0046]
下面通过具体的电路结构对本实施例进行具体说明：
[0047]
如图6所示，开关电源控制电路10包括分压模块11、第一储能模块14、延时模块15、加速模块16、光耦器件12、第一开关模块13，第一开关模块13为mos管q1，分压模块11包括电阻r1和电阻r2，第一储能模块14为电容c1，延时模块15包括mos管q2、电容c2、电阻r3和电阻r4，光耦器件12为光耦u1，加速模块16包括mos管q3、电阻r5和电阻r6，开关电源控制电路10还包括稳压管d1、电阻r7、电阻r8；电阻r1的第一端连接电池1的正输出端，电阻r1的第二端
连接电阻r2的第一端、电容c1的第一端、稳压管d1的阴极、电容c2的第一端，电阻r3的第一端以及mos管q2的漏极，mos管q2的源极连接光耦u1的输入端，光耦u1的控制端连接逆变器2的输出端，光耦u1的输出端连接电阻r6的第一端和电阻r7的第一端，电阻r7的第二端连接电阻r8的第一端和mos管q1的栅极，mos管q1的漏极连接开关电源电路3的输出端，电容c2的第二端连接电阻r3的第二端、电阻r4的第一端、mos管q2的栅极以及电阻r5的第一端，电阻r5的第二端连接mos管q3的漏极，电阻r5的第二端连接mos管的q3的漏极，电阻r2的第二端、电容c1的第二端、稳压管d1的阳极、电阻r4的第二端、mos管q3的源极、电阻r8的第二端以及mos管q1的源极共接于地。
[0048]
本电路结构的工作原理为：当逆变器2向光耦u1输入导通控制信号时，光耦u1进入导通状态，电池1输出的电压在电阻r2上形成分压，并对电容c1进行充电，当电容c1充满后对电容c2进行充电，在对电容c2进行充电的过程中mos管q2逐渐导通，使mos管q3导通，由于mos管q3导通，电阻r4和电阻r5并联在一起，使对电容c2充满的时间缩短，当电容c2充满后，mos管q1导通，电池1向开关电源电路3输出电能。
[0049]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。