一种开路保护电路、启动方法及电池包技术

本发明专利技术公开了一种开路保护电路、启动方法及电池包，包括正输入端和负输入端，正输入端和负输入端之间设置以并联方式连接的第一支路、第二支路、高压泄放支路和采样输出支路，高压泄放支路包括功率MOS管、第一功率电阻、第二功率电阻和电容，功率MOS管的源极接地、漏极经串联的第一功率电阻和电容后连接输出直流母线，功率MOS管的栅级设置G极保护电路。本发明专利技术提出的开路保护电路可显著抑制电路快速断开引起的过电压，当电压高到一定程度的时候，通过功率MOS管和电容电阻对形成电流的泄放回路，使直流母线上的电流不再上升，从而保护负载/电池组免受过电压损坏。载/电池组免受过电压损坏。载/电池组免受过电压损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种开路保护电路、启动方法及电池包


[0001]本专利技术涉及电路
，具体涉及一种快速的、便捷高效的、安全的开路保护电路、启动方法及电池包。

技术介绍

[0002]目前在某些电池组中设有简单BMS（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM电池管理系统），通过BMS在必要时可以监控电池组的状态并切断电路。但是这个简单的BMS自身没有设置通讯面板，如果电路被BMS中断，电压会大幅上涨，产生的过电压通常会损坏BMS的内部部件，导致整个电池组将无法正常使用，因此亟待一种专门为这种过电压而设计的开路电路，保护负载及电池组免受过电压损坏。

技术实现思路

[0003]技术目的：针对上述技术问题，本专利技术提出了一种开路保护电路、启动方法及电池包，能够在电池包内部开关断开的瞬间，保护保护电池包和负载等设备免受瞬间过压的损害。
[0004]技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种开路保护电路，安装于电池包和负载之间，其特征在于，所述开路保护电路包括正输入端和负输入端，所述正输入端连接电池包的输出直流母线，负输入端接地，正输入端和负输入端之间设置以并联方式连接的第一支路、第二支路、高压泄放支路和采样输出支路，其中，所述第一支路包括以串联的气体放电管和压敏电阻；所述第二支路包括第一瞬态二极管，第一瞬态二极管的负极与正输入端连接、正极与负输入端连接；所述高压泄放支路包括功率MOS管、第一功率电阻、第二功率电阻和电容，其中，所述功率MOS管的源极接地、漏极经串联的第一功率电阻和电容后连接输出直流母线，功率MOS管的栅级设置G极保护电路，所述第二功率电组并联在串联后的第一功率电阻和电容的两端；所述采样输出支路用于连接负载。
[0005]优选地，所述G极保护电路包括第十六电阻、第二十电阻、第二瞬态二极管、第三瞬态二极管和齐纳二极管，其中，所述第十六电阻、第二十电阻和第二瞬态二极管串联后并联在正输入端和负输入端之间，第三瞬态二极管和齐纳二极管的负极均连接第十六电阻和第二十电阻的公共连接点、正级均接地，齐纳二极管的负极连接功率MOS管的栅级。
[0006]优选地，所述采样输出电路包括由多个电阻以串联方式连接而成的电阻串，电阻串的一端连接输出直流母线、另一端接地，电阻串上设有采样输出电路的输出端子，用于连接负载。
[0007]优选地，所述气体放电管的直流击穿电压大于1.6倍电池包内部开路时产生的过
压，压敏电阻的额定电压小于气体放电管的动作电压。
[0008]优选地，所述第一瞬态二极管的最大反向工作电压大于2倍所述过压，第二瞬态二极管、第三瞬态二极管的最大反向工作电压大于1.5倍所述过压。
[0009]优选地，所述开路保护电路安装在电池包和充电设备之间，或者安装在电池包和负载之间。
[0010]一种开路保护电路的启动方法，应用于所述开路保护电路，其特征在于，所述正输入端输入过电压后，保护电路启动，包括步骤：所述第一瞬态二极管检测到过电压时，响应抑制过电压，过电压被第一瞬态二极管钳位在皮秒之内；所述压敏电阻在瞬态二极管启动后，由气体放电管打开；过电压持续上升，当过电压达到过电压阈值上限时，加到功率MOS管栅极的电压高于功率MOSFET 管的导通电压，功率MOS管导通，通过第一功率电阻、电容、功率MOS管形成电流的泄放回路。
[0011]一种电池包，其特征在于：所述电池包的输出端设有所述开路保护电路。
[0012]有益效果：由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提出的开路保护电路，将瞬态电压抑制器、变阻器和电容电阻对直接连接到被测电池组的端子上，可显著抑制电路快速断开引起的过电压，当电压高到一定程度的时候，通过功率MOS管和电容电阻对形成电流的泄放回路，使直流母线上的电流不再上升，从而保护负载/电池组免受过电压损坏。
附图说明
[0013]图1为实施例一提供的开路保护电路的电路接线图；其中，P3
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正输入端；P5
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负输入端；D6
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气体放电管；R19
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压敏电阻；D7第一
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瞬态二极管；Q3
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功率MOSFET；R12
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第一功率电阻；R14
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第二功率电阻；C3
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电容；1
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Q3的G极保护电路；R16
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第十六电阻；R20
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第二十电阻；D9
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第二瞬态二极管；D11
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第三瞬态二极管；D10
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齐纳二极管；2
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采样分压电阻；R11
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第十一电阻；R13
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第十三电阻；R15
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第十五电阻；R17
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第十七电阻；R18
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第十八电阻；R21
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第二十一电阻；R22
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第二十二电阻；R23
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第二十三电阻；R24
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第二十四电阻；R25
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第二十五电阻；第二十六电阻。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术的实施例作详细的说明。
[0015]实施例一充放电设备和电池包之间的导线可以看成一个电感，电感电流会在电池包的内部开关断开的瞬间降为0，电流的变化率非常大，产生的反向电动势会非常高（L是导线上的电感，是电流的变化率）。该反向电动势会对充放电设备和负载造成较
大的损害。
[0016]本专利技术提供了一种开路保护电路，主要由瞬态二极管、变阻器、气体放电管、功率MOSFET、限流电阻、放电电阻、G级保护电路和采样分压电阻组成。
[0017]如图1所示，本实施例的开路保护电路包括正输入端P3和负输入端P5，正输入端P3连接电池包的输出直流母线，负输入端P5接地，正输入端P3和负输入端P5之间设置以并联方式连接的第一支路、第二支路、高压泄放支路和采样输出支路。
[0018]第一支路包括以串联的气体放电管D6和压敏电阻R19。
[0019]第二支路包括第一瞬态二极管D7，第一瞬态二极管D7的负极与正输入端P3连接、正极与负输入端P5连接。
[0020]高压泄放支路包括功率MOS管Q3、第一功率电阻R12、第二功率电阻R14和CBB电容C3，其中，功率MOS管Q3的源极接地、漏极经串联的第一功率电阻R12和CBB电容C3后连接输出直流母线，功率MOS管Q3的栅级设置G极保护电路，第二功率电组R14并联在串联后的第一功率电阻R12和CBB电容C3的两端。
[0021]采样输出电路包括由多个电阻以串联方式连接而成的电阻串，电阻串的一端连接输出直流母线、另一端接地，电阻串上设有采样输出电路的输出端子，用于连接负载。
[0022]本实施例中，G极保护电路包括第十六电阻R16、第二十电阻R20、第二瞬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开路保护电路，安装于电池包和负载之间，其特征在于，所述开路保护电路包括正输入端（P3）和负输入端（P5），所述正输入端（P3）连接电池包的输出直流母线，负输入端（P5）接地，正输入端（P3）和负输入端（P5）之间设置以并联方式连接的第一支路、第二支路、高压泄放支路和采样输出支路，其中，所述第一支路包括以串联的气体放电管（D6）和压敏电阻（R19）；所述第二支路包括第一瞬态二极管（D7），第一瞬态二极管（D7）的负极与正输入端（P3）连接、正极与负输入端（P5）连接；所述高压泄放支路包括功率MOS管（Q3）、第一功率电阻（R12）、第二功率电阻（R14）和电容（C3），其中，所述功率MOS管（Q3）的源极接地、漏极经串联的第一功率电阻（R12）和电容（C3）后连接输出直流母线，功率MOS管（Q3）的栅级设置G极保护电路，所述第二功率电组（R14）并联在串联后的第一功率电阻（R12）和电容（C3）的两端；所述采样输出支路用于连接负载。2.根据权利要求1所述的一种开路保护电路，其特征在于：所述G极保护电路包括第十六电阻（R16）、第二十电阻（R20）、第二瞬态二极管（D9）、第三瞬态二极管（D11）和齐纳二极管（D10），其中，所述第十六电阻（R16）、第二十电阻（R20）和第二瞬态二极管（D9）串联后并联在正输入端（P3）和负输入端（P5）之间，第三瞬态二极管（D11）和齐纳二极管（D10）的负极均连接第十六电阻（R16）和第二十电阻（R20）的公共连接点、正级均接地，齐纳二极管（D10）的负极连接功率MOS管（Q3）的栅级。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文宇，赵海涛，杨华凯，
申请(专利权)人：南京瑷卡测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：