CN109524945A - 一种保护电路及其控制方法及电源*** - Google Patents

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刘强
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Abstract

本发明提供了一种保护电路及其控制方法及电源***，所述保护电路串联于电源***的回路中，包括：第一开关和与所述第一开关并联的辅助电路；所述第一开关和所述辅助电路均串联于所述电源***的回路中；其中，所述辅助电路包括串联连接的第二开关和可变电阻，所述第二开关用于控制所述辅助电路的通断，所述可变电阻用于调节所述辅助电路中的电流。在本发明提供的保护电路及其控制方法及电源***中，通过两个开关结合可变电阻，共同控制电源***的通断，使电源***在遇到故障时不会一下子就断开回路，而是随电流的逐渐减小而断开，从而有效的避免了由电源***故障时导致的负载突降问题，保证了电源***和负载的可靠性。

Description

一种保护电路及其控制方法及电源***
技术领域
本发明涉及电源领域，特别涉及一种保护电路及其控制方法及电源***。
背景技术
电源在充电和放电的过程中，当遇到异常情况会导致电路突然断开，以保护电芯。但如果在大电流充放电时直接断开电路，很容易引起严重的load dump(负载突降)问题，从而带来高压安全问题，并可能损害相关电器元件。
因此，电源电路突然断电危害重大，需要采取措施来避免这一问题发生,增强电源***和相关电器元件的安全。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种保护电路及其控制方法及电源***，以解决电源***负载突降的问题。
为解决上述技术问题，本发明一方面提供一种保护电路，所述保护电路串联于电源***的回路中，所述保护电路包括：第一开关和与所述第一开关并联的辅助电路；
所述第一开关和所述辅助电路均串联于所述电源***的回路中；
其中，所述辅助电路包括串联连接的第二开关和可变电阻，所述第二开关用于控制所述辅助电路的通断，所述可变电阻用于调节所述辅助电路中的电流。
可选的，所述第一开关为继电器或功率开关管。
可选的，所述第二开关为继电器或功率开关管。
可选的，所述可变电阻为热敏电阻或压敏电阻或光敏电阻。
可选的，所述热敏电阻为PTC热敏电阻。
可选的，所述保护电路还包括：保险管，所述第一开关和所述辅助电路均与所述保险管串联连接。
为了解决上述问题，本发明另一方面提供一种如上述保护电路的控制方法，包括：
当所述电源***正常工作时，所述第一开关闭合，所述第二开关断开；
当所述电源***出现异常时，所述第二开关闭合，然后所述第一开关断开；当所述辅助电路中电流低于预设阈值时，所述第二开关断开。
可选的，利用电池管理***控制所述第一开关和所述第二开关断开或闭合。
可选的，所述电源***包括电芯，所述电源***出现异常包括：电芯过充电和电芯过放电。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电源***，包括：如上所述的保护电路、电芯和电池管理***；
所述电芯与所述保护电路串联，所述电芯和所述保护电路均与所述电池管理***连接；
所述电池管理***监测所述电芯的物理参数，并通过所述物理参数控制所述保护电路的闭合状态。
可选的，所述电源***还包括电路监控***，所述电芯通过所述电路监控***与所述电池管理***连接，所述电路监控***与所述保护电路连接。
可选的，所述电芯为48V电芯或36V电芯。
可选的，还包括一正极端和一负极端，所述正极端、所述保护电路、所述电芯、所述负极端依次串联连接。
在本发明提供的保护电路及其控制方法及电源***中，通过两个开关结合可变电阻，共同控制电源***的通断，使电源***在遇到故障时不会一下子就断开回路，而是随电流的逐渐减小而断开，从而有效的避免了由电源***故障时导致的负载突降问题，保证了电源***和负载的可靠性。进一步，该电源***可用于车载电源，而且该方案简单有效，成本低，便于广泛推广使用。
附图说明
图1是本发明一实施例中电源***的原理图；
图2是本发明一实施例中保护电路的工作流程图；
图中：10-电芯；20-保护电路；21-第一开关；22-第二开关；23-可变电阻；24-保险管；30-接线端；31-正极端；32-负极端；40-电路监控***；50-电池管理***。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的保护电路及其控制方法及电源***作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参阅图1，其示出了本实施例一种可行的电源***的原理图，该电源***可用于车载电源使用，其中包括一48V的电芯10，当然，电芯10的电压不限于48V，本领域技术人员可根据具体需求设置，例如：36V、12V等。电源***具有接线端30，包括正极端31和负极端32，接线端30连接负载给负载供电，接线端30也用于给电芯10充电的输入端，正极端31与电芯10的正极连接，负极端32与电芯10的负极连接。电芯10由12个4V的子电芯串联组成。在正极端31与电芯10的正极之间串联有一保护电路20，主要用于保护电芯10及负载，在电源***出现故障时控制电源***的通断。
下面具体介绍保护电路20的内部特征。
保护电路20串联于电源***的回路中，包括：第一开关21和辅助电路，第一开关21和辅助电路并联后再串联于电源***的回路中；其中，所述辅助电路包括：第二开关22，用于控制所述辅助电路的通断；可变电阻23，用于控制所述辅助电路中的电流；第二开关22和可变电阻23串联。
具体的，可变电阻23可为热敏电阻或压敏电阻或光敏电阻，较佳的，热敏电阻为PTC热敏电阻。辅助电路中有电流后，可变电阻23会慢慢发热，导致其阻值增大，辅助电路电流逐渐减小，当辅助电路中电流小于预设阈值时，第二开关22断开，从而电源***在遇到故障时，不是直接断开，而是有一个缓慢减小电流的过程，所以也不会出现负载突降现象以及高压安全问题，从而保护负载中的相关电器元件。
具体的，第一开关21和第二开关22均可选用继电器或功率开关管。以继电器为例，第一开关21和第二开关22分别为第一继电器和第二继电器，可利用电池管理***50控制第一继电器和第二继电器断开和闭合。电池管理***50检测到辅助电路中的电流小于预设阈值时，控制第二继电器断开，实现整个电源***完全断开。
较佳的，该保护电路还可进一步包括保险管24，保险管24串联于电源***的回路中，并与第一开关21串联。
下面结合图2介绍保护电路的控制方法，当电源***正常工作时，第一开关21处于闭合状态，第二开关22处于断开状态，电流从第一开关21通过。当电源***出现异常时，例如：电源的电芯10出现过充电或过放电现象，电源***的回路断开以保护电芯10。电源***出现异常时的控制方法包括：先闭合第二开关22，然后断开第一开关21，以使电源***中依然有电流，从而不会出现负载突降现象。当辅助电路中有电流通过时，热敏电阻发热而使自身的阻值逐渐变大，从而导致辅助电路中电流逐渐减小，当辅助电路中电流小于预设阈值时，控制第二开关22断开，从而整个电源***处于断开状态。
结合上述保护电路，本实施例再介绍一种电源***，并应用上述保护电路。电源***主要包括：电芯10、保护电路20、接线端30、电路监控***40(CSC，Circuit SupervisionControl)和电池管理***50(BMS，battery management system)；其中，接线端30包括正极端31、负极端32，正极端31连接电芯10的正极，负极端32连接电芯10的负极。
电芯10与保护电路20串联，电芯10和保护电路20均与电池管理***50连接；其中，电芯10通过电路监控***40与电池管理***50连接，电路监控***40与保护电路20连接。电池管理***50监测电芯10的物理参数(包括：电流参数、电压参数、温度参数等)，并通过所述物理参数控制所述保护电路的闭合状态。电芯10的物理参数可通过设置于电池管理***50中的电流传感器、电压传感器、温度传感器等获得。
电池管理***50可直接控制保护电路20中第一开关21和第二开关22断开和闭合。本领域技术人员还可根据设计要求控制辅助电路的工作时间，例如，控制预设阈值的大小。对于热敏电阻，为了使其电流减小的速度加快，可选用温度系数较大的热敏电阻，以使辅助电路的工作时间减小。当***出现故障时，若电源***完全断开的时间太慢，可能会导致损伤电芯或负载的现象，所以本领域技术人员可通过热敏电阻的选型和电池管理***50的设定控制辅助电路的反应时间。
其中，电芯10可为48V电芯或36V电芯。该电源***可用于车载电源。当前,车辆搭载48V弱混***逐渐成为技术趋势,这主要得益于48V***良好的节油性价比.该电源***可进一步提高车辆搭载48V弱混***的性能。
综上所述，在本申请所提供的保护电路及其控制方法及电源***中，通过两个开关结合可变电阻，共同控制电源***的通断，使电源***在遇到故障时不会一下子就断开回路，而是随电流的逐渐减小而断开，从而有效的避免了由电源***故障时导致的负载突降问题，保证了电源***和负载的可靠性。进一步，该电源***可用于车载电源，而且该方案简单有效，成本低，便于广泛推广使用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (13)

1.一种保护电路，所述保护电路串联于电源***的回路中，其特征在于，所述保护电路包括：第一开关和与所述第一开关并联的辅助电路；
所述第一开关和所述辅助电路均串联于所述电源***的回路中；
其中，所述辅助电路包括串联连接的第二开关和可变电阻，所述第二开关用于控制所述辅助电路的通断，所述可变电阻用于调节所述辅助电路中的电流。
2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第一开关为继电器或功率开关管。
3.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第二开关为继电器或功率开关管。
4.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述可变电阻为热敏电阻或压敏电阻或光敏电阻。
5.如权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述热敏电阻为PTC热敏电阻。
6.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括：保险管，所述第一开关和所述辅助电路均与所述保险管串联连接。
7.一种如权利要求1～6任意一项所述保护电路的控制方法，其特征在于，包括：
当所述电源***正常工作时，所述第一开关闭合，所述第二开关断开；
当所述电源***出现异常时，所述第二开关闭合，然后所述第一开关断开；当所述辅助电路中电流低于预设阈值时，所述第二开关断开。
8.如权利要求7所述的保护电路的控制方法，其特征在于，利用电池管理***控制所述第一开关和所述第二开关断开或闭合。
9.如权利要求7所述的保护电路的控制方法，其特征在于，所述电源***包括电芯，所述电源***出现异常包括：电芯过充电和电芯过放电。
10.一种电源***，其特征在于，包括：如权利要求1～6任意一项所述保护电路、电芯和电池管理***；
所述电芯与所述保护电路串联，所述电芯和所述保护电路均与所述电池管理***连接；
所述电池管理***监测所述电芯的物理参数，并通过所述物理参数控制所述保护电路的闭合状态。
11.如权利要求10所述的电源***，其特征在于，还包括电路监控***，所述电芯通过所述电路监控***与所述电池管理***连接，所述电路监控***与所述保护电路连接。
12.如权利要求10或11所述的电源***，其特征在于，所述电芯为48V电芯或36V电芯。
13.如权利要求10或11所述的电源***，其特征在于，还包括一正极端和一负极端，所述正极端、所述保护电路、所述电芯、所述负极端依次串联连接。
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