[实用新型]基于热插拔芯片的电池系统防浪涌电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于热插拔芯片的电池系统防浪涌电路。 

背景技术

热插拔是指在系统带电的状态下，将模组、卡或子系统插到系统上而不影响系统的操作，且不影响插入的模组、卡、子系统的运行。 

图1所示为热插拔过程，其中左边代表供电系统，一般在供电的输出端有一个大电容，右边代表模组，模组的输入端也有电容。模组插入系统之前，输入电容没有被充电，当把模组插入系统时，相当于把两个端电压不同的大电容并联，根据基尔霍夫定律，会有一个很大的瞬间电流向模组输入电容充电，这个大的瞬时电流很可能造成系统供电电压不正常，引线长的话会有很大的引线电感，从而引起电压振荡，电压尖峰可能会永久性的损伤模组。在等效RLC值达到一定范围时，模组输入端的尖峰电压会达到两倍的额定输入电压，而模组的最大电压范围（输入电压范围设计预留）往往没有这么大，从而引起对模组的损伤。 

传统的解决方案有很多，比如在供电系统和模组之间串联热敏电阻，或者在供电系统两端并联压敏电阻或TVS，这里只介绍其中一种，即串联一个NTC热敏电阻，如图2所示，把热敏电阻装置串联于电子设备的输入端，起到接插件连接瞬间防浪涌的作用。这样在更换模组时，不会因浪涌影响系统的工作，提高了可靠性。 

对于应用到电池上的产品，因为电池相当于一个很大很大的电容，所以也会出现上述的问题。现有方案也是在电池和模组之间串联一个NTC热敏电阻，或者模组输入端的陶瓷电容换成电解电容，因为陶瓷电容的浪涌电流更大，或者模组输入端接的是陶瓷电容串联一个小电阻。 

如果电池与模组中间串联了NTC热敏电阻，NTC会有一个较大的电阻，而模组工作时如果电流较大，在NTC会有一个较大的损耗，那么会使电池容量使用效率大大降低。串联热敏电阻也影响模组的电压检测精度，而有些电池系统对电压检测精度要求高，比如假设NTC正常工作后电阻30mΩ，模组工作电流为2A，那么在这个NTC热敏电阻上的压降就有60mV，对于有些电池系统来说这个采样误差的值是不能接受的。还有如果将模组的输入端换成电解电容，因为有些电池系统是高频开关变换器，电解电容的高频滤波效果很差；如果将模组的输入端改成陶瓷电容串联一个小电阻，那么会影响滤波效果，开关纹波的吸收能力变差。 

发明内容

本实用新型提供了一种提高系统可靠性、大大增加了电池系统效率、方便维修的基于热插拔芯片的电池系统防浪涌电路。 

本实用新型采用的技术方案是： 

基于热插拔芯片的电池系统防浪涌电路，其连接在模组与电池正极连接的输入端上，其特征在于：包括连接在模组的输入端的MOS管，所述MOS管上连接有控制其导通关断的热插拔芯片，所述热插拔芯片包括用于检测流经MOS管电流值的检测电路，所述检测电路与接收其发送的电流值并与预设防浪涌电流值比较输出控制信号的控制电路连接，所述控制电路上连接有由其控制驱动MOS管导通关断的驱动电路，当检测电路检测到的电流值大于预设防浪涌电流值时，所述控制电路输出关断MOS管的控制信号给驱动电路，驱动电路关断MOS管，当检测电路检测到的电流值小于预设防浪涌电流值时，所述控制电路输出导通MOS管的控制信号给驱动电路，驱动电路导通MOS管。模组与电池连接时，即上电初期，流经MOS管的电流会很大，控制电路输出一关断MOS管的控制信号给驱动电路，驱动电路关断MOS管，即通过减小MOS管Vgs的电压让MOS管的漏源极之间的电阻很大，从而限制浪涌电流，慢慢的等模组的输入端电容电压接近电池电压时，此时流经MOS管的电流会慢慢减小，所述控制电路输出导通MOS管的控制信号给驱动电路，驱动电路导通MOS管，即增大MOS管的Vgs电压，让MOS管的漏源极彻底导通，这样就可以让瞬间的浪涌电流限制在一个较低的水平，从而实现了具有防浪涌技术的电池系统，提高系统可靠性、大大增加了电池系统效率、方便维修。

进一步，所述检测电路并联在MOS管的漏源极上。检测电路检测MOS管漏源极电压，在MOS管内阻已知的前提下，根据欧姆定律可以计算出流经MOS管电流值。 

或者，所述MOS管上串联有采样电阻，所述检测电路并联在采样电阻上。检测电路检测采样电阻两端的电压，根据欧姆定律可以计算出流经MOS管电流值。 

进一步，所述热插拔芯片的驱动电路与MOS管的栅极连接。 

进一步，所述电池是由多节电池串联形成，所述模组与每节电池正极连接的输入端均设有防浪涌电路。