[发明专利]集成高边开关及MOS管控制电源AC/DC切换的电池管理系统

说明书

本发明提供一种集成高边开关及MOS管控制电源AC/DC切换的电池管理系统，该系统在现有的电池管理系统中集成了过流、过压、欠压、防反接保护的高边开关，同时集成了由MOS管控制电源AC/DC切换电池管理系统。集成高边开关，当电池管理中央处理单元和/或电池模拟前端控制芯片出现故障时，高边开关会为系统提供过压、过流、短路、过压以及电池防反接的保护，延长了电池的使用寿命；采用MOS管控制交直流切换，不仅能准确的实施切换动作，相较继电器切换，还能降低功耗，MOS管的功耗仅为继电器功耗的四十分之一。

技术领域

本发明涉及电池管理系统领域，尤其涉及一种集成高边开关及MOS管控制电源AC/DC切换的电池管理系统。

背景技术

目前矿用直流稳压电源采用交直流混合输入，预设电压直流输出，现有的矿用直流稳压电源的输入段多采用继电器控制交直流切换，但采用继电器进行切换存在以下问题：继电器体积大，不利于系统集成；继电器寿命短；在直流状态下，若继电器输出端接入容性负载，继电器容易发生粘连；继电器接触电阻大，在大电流工作条件下功耗损失大，同时继电器驱动功耗较大，如继电器的接触电阻大于100MΩ，以通过8A的电流为例，所述接触电阻的功耗为P＝I²R，即所述接触电阻为100MΩ的继电器的功耗损失为6.4W，故，其功耗较大；此外，为了达到交直流无缝切换，需要外加二极管续流。此外，现有的矿用直流稳压电源的保护措施不完善，即目前矿用直流稳压电源只有电池前端管理集成电路提供的过流、过压、短路以及过热保护，如果在电池前端管理集成电路崩溃或出现故障时，系统即处于“裸奔”的状态，即系统处于没有保护的状态，在没有保护的状态下，容易缩短电池的实用寿命，甚至产生危险。

因此，亟需一种新的技术方案来解决现有上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，为解决现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种集成高边开关及MOS管控制电源AC/DC切换的电池管理系统。

本发明提供一种集成高边开关及MOS管控制电源AC/DC切换的电池管理系统，包括电池管理中央处理单元、电池模拟前端控制芯片、智能开关、涓流充电单元、CC/CV充电单元、充电开关、数据采集单元、中间电源模块、通信单元，所述智能开关用于控制AC/DC输入，涓流充电单元和CC/CV充电单元经所述充电开关与电池连接，所述电池模拟前端控制芯片与串联后的单体电池连接，所述电池模拟前端控制芯片与所述电池管理中央处理单元经所述通信单元通信连接，所述数据采集单元的输出端与所述电池管理中央处理单元连接，所述中间电源模块为电池管理中央处理单元供电，其特征在于：还包括用于在所述电池模拟前端控制芯片出现故障或崩溃时，为矿用直流稳压电源提供过流、短路、过压、欠压以及电池防反接保护的高边开关，以及用于实现交直流切换的MOS管控制交直流切换模块，所述高边开关的电源端与电池连接，所述高边开关的输入端与所述电池模拟前端控制芯片的放电控制信号和使能信号EN连接，所述高边开关的输出端与所述MOS管控制交直流切换模块的输入端连接，所述MOS管控制交直流切换模块的输出端为矿用直流电源的恒压输出端。

进一步，所述高边开关包括输入逻辑单元、主控单元、过流保护单元，所述输入逻辑单元的输出端与所述主控单元的输出控制端连接，所述过流保护单元的输入端与所述主控单元的电流采样端连接，所述过流保护单元的输出端与所述输入逻辑单元连接，所述主控单元的电源端与电池连接。

进一步，所述输入逻辑单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、二极管D1、电容C1、电容C2、三极管Q1和三极管Q2；