一种锂电池保护板MOS失效检测技术制造技术

本发明专利技术涉及锂电池保护板技术领域，且公开了一种锂电池保护板MOS失效检测技术，包括失效检测电路，所述电路主要由两个隔离电源、限流电阻和光耦电路构成；其中Q1为放电MOS，Q2为充电MOS；Q1的1脚为G极，接放电MOS开启控制信号DSG，当DSG输出为高电平时，Q1导通，当DSG信号为低电平时，Q1断开，Q1的3脚为MOS管S极接电池总负B

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池保护板MOS失效检测技术


[0001]本专利技术涉及锂电池保护板
，具体为一种锂电池保护板MOS失效检测技术。

技术介绍

[0002]锂电池相比铅酸电池具有循环寿命高，体积小，能量密度高等优点。随着锂电池在两轮换电领域的逐渐普及，将逐渐替代铅酸电池。而锂电池由于其自身化学物理特性，使用过程中不能过充过放，所以必须通过锂电池保护板对其进行充放电保护。锂电池对充放电保护的方法就是通过保护板的保护芯片监控锂电池单体电压和充放电电流，当监控值超过设定阈值时，保护芯片会发送控制电平关闭充电MOS和放电MOS管，从而切断电流通路，达到禁止锂电池组充电或者放电的目的，实现对锂电池非正常状态下的保护。
[0003]保护板上的MOS失效，一种是不能正常开启，这种情况下不能正常充放电，但是不会导致安全事故发生；另外一种情况是不能正常关闭，则有可能导致严重安全事故。如果是充电MOS不能关闭，则可能导致电池过充，出现电池损坏，起火。如果是放电MOS不能关闭，则可能导致过放，电池损坏，特别是外部短路的情况下由于不能关断放电MOS，则可能因大电流引起电池起火。
[0004]现有技术主要是通过两种方案进行MOS管失效状态监控。
[0005]一种是通过软件方式：MCU通过判断MOS管的控制状态并结合充放电电流来判断，比如在控制放电MOS管关断状态下，如果仍有放电电流，则判断为放电MOS失效。这种方案只能在MOS充放电工作状态下进行监控，而此时失效已经发生，所以不能及时有效发现MOS管失效问题。
[0006]第二种是通过硬件信号检测的方式，通过在充放电MOS的D极注入一个高电平电压信号，再通过检测放电MOS的D极电压和充电MOS的S极电压来判断MOS是否失效。比如在充电MOS关闭状态，外部未接负载的情况下(正常情况充电MOS的S极是0电平)，如果MCU通过电路检测到充电MOS的S极是高电平，则可以判断出充电MOS已经失效。这种方式虽然能在不进行充放电的情况下检测出MOS是否失效，但是受限于负载连接和板子内部电路连接，也不能全面及时有效发现是否有MOS管关闭失效发生。

技术实现思路

[0007](一)解决的技术问题
[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种锂电池保护板MOS失效检测技术，解决了上述
技术介绍
中所存在的问题。
[0009](二)技术方案
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锂电池保护板MOS失效检测技术，包括失效检测电路，所述电路主要由两个隔离电源、限流电阻和光耦电路构成；其中Q1为放电MOS，Q2为充电MOS；Q1的1脚为G极，接放电MOS开启控制信号DSG，当DSG输出为高电平时，Q1导通，当DSG信号为低电平时，Q1断开，Q1的3脚为MOS管S极接电池总负B
‑
；Q2的1脚为G
极，接充电MOS开启控制信号CHG，当CHG输出为高电平时，Q2导通，当CHG信号为低电平时，Q2断开，Q2的3脚为MOS管S极接外部负载或者充电器的负极P
‑
；
[0011]两个隔离电源U1，U2的左端接保护板5V电源VDD_5V和地GND，右端输出隔离5V电源ISO_5V1和ISO_5V2，分别具有隔离地ISO_GND1和ISO_GND2；
[0012]当欲检测放电MOS开启是否失效时，可以置DSG信号为高电平，这时候理论上Q1应该导通；电流从ISO_5V2经过光耦D2和电阻R2再到P
‑
，经过Q2流至D，再通过Q1的DS极流至B
‑
，最后回流至ISO_GND2；由于光耦D2的1，2脚有电流流过，其3，4脚也会导通有电流流过，则第4脚电压信号DISCHG_MOS_DET从高电平3.3V变成低电平；该信号通过主控MCU进行检测，如果检测到低电平则判断为放电MOS开启未失效，如果检测到高电平则判断为放电MOS开启失效；
[0013]当欲检测放电MOS关断是否失效时，可以置DSG信号为低电平，这时候理论上Q1应该断开；假设电流从ISO_5V2经过光耦D2和电阻R2再到P
‑
，经过Q2流至D，到Q1时由于Q1的DS间断路，电流无法回流至ISO_GND2；光耦D2的1，2脚没有电流流过，则3，4脚截止，则第4脚电压信号DISCHG_MOS_DET应保持为高电平3.3V；该信号通过主控MCU进行检测，如果检测到高电平则判断为放电MOS关断未失效，如果检测到低电平则判断为放电MOS关断失效；
[0014]当欲检测充电MOS开启是否失效时，可以置CHG信号为高电平，这时候理论上Q2应该导通；电流从ISO_5V1经过光耦D1和电阻R1再到B
‑
，经过Q1流至D，再通过Q2的DS极流至P
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，最后回流至ISO_GND1；由于光耦D1的1，2脚有电流流过，在3，4脚也会导通，有电流流过，则第4脚电压信号CHG_MOS_DET从高电平3.3V变成低电平0V；该信号通过主控MCU进行检测，如果检测到低电平则判断为充电MOS开启未失效，如果检测到高电平则判断为充电MOS开启失效；
[0015]当欲检测充电MOS关断是否失效时，可以置CHG信号为低电平，这时候理论上Q2应该断开；假设电流从ISO_5V1经过光耦D1电阻R1再到B
‑
，经过Q1流至D，到Q2时由于Q2断路，无法回流至ISO_GND1；光耦D1的1，2脚没有电流流过，则3，4脚截止，则第4脚电压信号CHG_MOS_DET应为高电平3.3V；该信号通过主控MCU进行检测，如果检测到高电平则判断为充电MOS关断未失效，如果检测到低电平则判断为充电MOS关断失效。
[0016]优选的，所述的两个隔离电源与外部所有的电源都无关，所以其检测电路不受外部器件及P
‑
接入电压影响。
[0017]优选的，所述的欲检测放电MOS开启和关断是否失效时，如果Q2关闭，电流可以通过Q2自身的寄生二极管流至D。
[0018]优选的，所述的欲检测充电MOS开启和关断是否失效时，如果Q1关闭，电流可以通过Q1自身的寄生二极管流至D。
[0019]优选的，所述高电平和低电平分别为12V和0V。
[0020](三)有益效果
[0021]本专利技术提供了一种锂电池保护板MOS失效检测技术，具备以下有益效果：
[0022]本专利技术通过隔离的电源和光耦检测充放电MOS是否失效，可以不受电池和外部电压对判断的影响，能更及时有效全面检测MOS管的失效状态。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的原理电路示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池保护板MOS失效检测技术，包括失效检测电路，其特征在于：所述电路主要由两个隔离电源、限流电阻和光耦电路构成；其中Q1为放电MOS，Q2为充电MOS；Q1的1脚为G极，接放电MOS开启控制信号DSG，当DSG输出为高电平时，Q1导通，当DSG信号为低电平时，Q1断开，Q1的3脚为MOS管S极接电池总负B
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；Q2的1脚为G极，接充电MOS开启控制信号CHG，当CHG输出为高电平时，Q2导通，当CHG信号为低电平时，Q2断开，Q2的3脚为MOS管S极接外部负载或者充电器的负极P
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；两个隔离电源U1，U2的左端接保护板5V电源VDD_5V和地GND，右端输出隔离5V电源ISO_5V1和ISO_5V2，分别具有隔离地ISO_GND1和ISO_GND2；当欲检测放电MOS开启是否失效时，可以置DSG信号为高电平，这时候理论上Q1应该导通；电流从ISO_5V2经过光耦D2和电阻R2再到P
‑
，经过Q2流至D，再通过Q1的DS极流至B
‑
，最后回流至ISO_GND2；由于光耦D2的1，2脚有电流流过，其3，4脚也会导通有电流流过，则第4脚电压信号DISCHG_MOS_DET从高电平3.3V变成低电平；该信号通过主控MCU进行检测，如果检测到低电平则判断为放电MOS开启未失效，如果检测到高电平则判断为放电MOS开启失效；当欲检测放电MOS关断是否失效时，可以置DSG信号为低电平，这时候理论上Q1应该断开；假设电流从ISO_5V2经过光耦D2和电阻R2再到P
‑
，经过Q2流至D，到Q1时由于Q1的DS间断路，电流无法回流至ISO_GND2；光耦D2的1，2脚没有电流流过，则3，4脚截止，则第4脚电压信号DISCHG_MOS_DET应保持为高电平3.3V；该信号通过主控MCU进行检测，如果检测到高电平则判断为放电MOS关断未失效，如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小君，钱龙，鲍伟，
申请(专利权)人：江苏华友能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：