CN211180105U - Mos管开关状态检测装置及具有该装置的电池管理*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种MOS管开关状态检测装置，包括单片机、电压采集模块及电流转换模块，其中：所述电流转换模块与MOS管串联并构成闭合回路，所述电流转换模块用于将流经所述MOS管的电流转化为电压；所述电压采集模块分别与所述单片机、所述电流转换模块电连接，所述电压采集模块用于采集所述电压并发送至所述单片机。本实用新型可判断通电回路中的MOS管的开关状态，进而可在MOS管工作异常时及时发现异常状态，以便用户及时消除安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池管理***技术领域，具体而言，涉及一种MOS管开关状态检测装置及具有该装置的电池管理***。
背景技术
锂电池作为一种新兴能量电池，具有高能量比、高额定电压、低自放电率、重量轻、体积小、低污染等优势，被广泛应用于风力、水力、火力及太阳能电站，同时也应用于电动车、电动汽车等新兴电子产品。锂电池的不足之处在于容易过充电或者过放电造成损坏从而影响电池使用寿命，更有甚者会造成***，其较差的安全性被广为诟病。
为解决上述缺陷，通常会为锂电池组都配备电池管理***，以提高其使用的安全性及充放电效率。然而，电池管理***中MOS管作为充放电的开关控制单元，一旦工作异常而没有处于正确的开关状态，容易导致锂电池组充放电失控，可能会引起***故障，引发安全问题。传统电池管理***无法对MOS管的开关状态进行监控，无法判断MOS管是否处于正常的开关状态，进而无法在MOS管工作异常时及时发现异常状态，以便用户及时消除安全隐患。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是：如何检测锂电池管理***内部MOS管的开关状态。
为解决上述问题，
一方面，本实用新型提出一种MOS管开关状态检测装置，包括单片机、电压采集模块及电流转换模块，其中：所述电流转换模块与MOS管串联并构成闭合回路，所述电流转换模块用于将流经所述MOS管的电流转化为电压；所述电压采集模块分别与所述单片机、所述电流转换模块电连接，所述电压采集模块用于采集所述电压并发送至所述单片机。
可选的，所述单片机为STM32F103RBT6微控制器。
可选的，所述电压采集模块为BQ7694003芯片。
可选的，所述电流转换模块包括电阻R0，所述电阻R0与所述MOS管串联并构成所述闭合回路，所述电阻R0的两端分别与所述电压采集模块电连接。
可选的，所述MOS管包括MOS管Q0和MOS管Q1，电阻R0与MOS管Q0的源极相连，MOS管Q0的漏极与MOS管Q1的漏极相连，电阻R0相对于MOS管Q0源极的另一端与MOS管Q1的源极之间构成闭合回路。
可选的，所述MOS管开关状态检测装置还包括LED灯，所述LED灯与所述单片机电连接。
可选的，所述MOS管开关状态检测装置还包括LED屏，所述LED屏与所述单片机电连接。
相对于现有技术，本实用新型所述的MOS管开关状态检测装置具有以下优势：
(1)本实用新型所述的MOS管开关状态检测装置可判断通电回路中的MOS管是否处于正常开关状态，进而可在MOS管工作异常时及时发现异常状态，以便用户及时消除安全隐患；
(2)所述MOS管开关状态检测装置的结构简单、成本低，适用于大多数将MOS管作为开关控制单元的用电场合；
(3)所述MOS管开关状态检测装置实现了MOS管开关状态的自动检测，无需人工手动用测量仪器进行测量；
另一方面，本实用新型还提出一种电池管理***，以解决如何检测锂电池管理***内部MOS管开关状态的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电池管理***，包括上述任意一种MOS管开关状态检测装置。
所述电池管理***与上述相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的MOS管开关状态检测装置的原理图；
图2为本实用新型实施例所述的MOS管开关状态检测装置的电路图；
图3为本实用新型实施例所述的电池管理***的部分电路图。
附图标记说明：
10-单片机；20-电压采集模块；30-电流转换模块；40-LED灯；50-LED屏。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
如图1所示，其为本实施例中MOS管开关状态检测装置的原理图；所述MOS管开关状态检测装置包括单片机10、电压采集模块20及电流转换模块30，其中：所述电流转换模块30与MOS管串联并构成闭合回路，所述电流转换模块30用于将流经所述MOS管的电流转化为电压；所述电压采集模块20分别与所述单片机10、所述电流转换模块30电连接，所述电压采集模块20用于采集所述电压并发送至所述单片机10。
所述闭合回路一般包括电源、用电器、导线和开关，MOS管作为本实施例中闭合回路的开关，以NMOS为例。其中，电流转换模块30与MOS管串联表现为：MOS管导通时，电流可依次通过电流转换模块30、MOS管的漏极、MOS管的源极。本实施例中，MOS管若处于导通状态，电流流经电流转换模块30，电流转换模块30将电流转化为电压，电压采集模块20对转化后的电压进行采集并输送至单片机10，单片机10接收到采集的电压后便可判断MOS管处于导通状态。MOS管若处于断开状态，电流转换模块30无电流通过，自然单片机10不会接收到采集电压，便可判断MOS管处于断开状态。单片机10内预先设置了MOS管的正常状态判定依据，在判断MOS管处于导通或断开状态后，可根据判定依据判断MOS管是否处于正常的开关状态。
这样，本实施例中的MOS管开关状态检测装置可判断通电回路中的MOS管的开关状态，进而可在MOS管工作异常时及时发现异常状态，以便用户及时消除安全隐患；所述MOS管开关状态检测装置的结构简单，适用于大多数将MOS管作为开关控制单元的用电场合；所述MOS管开关状态检测装置实现了MOS管开关状态的自动检测，无需人工手动用测量仪器进行测量。
对于本实施例中的MOS管开关状态检测装置，无论检测对象中采用了多少个MOS管，可设计每一个MOS管串联一个电流转换模块30，多个电流转换模块30再与电压采集模块20电连接，这样对于具有多个MOS管的用电场景，也可判断多个MOS管是否处于正常开关状态。
可选的，所述单片机10为STM32F103RBT6微控制器。STM32F103RBT6微控制器为常见的32位微控制器，其原理及工作过程在此不再赘述。
可选的，所述电压采集模块20为BQ7694003芯片。BQ7694003芯片为常见的电池管理芯片，可用于电压采集，其原理及工作过程在此不再赘述。
可选的，如图2所示，所述电流转换模块30包括电阻R0，所述电阻R0与所述MOS管串联并构成所述闭合回路，所述电阻R0的两端分别与所述电压采集模块20电连接。这样可将流经MOS管的电流转化为电压。
本实施例中，电阻R0与MOS管串联，若MOS管处于导通状态，电阻R0中有电流通过，单片机10接收到采集的电压后便可判断MOS管处于导通状态。若MOS管处于断开状态，电阻R0中无电流通过，便可判断MOS管处于断开状态。
可选的，如图1所示，所述MOS管开关状态检测装置还包括LED灯40，所述LED灯40与所述单片机10电连接。
本实施例的单片机10可设置为当单片机10接收到采集电压时控制LED灯40点亮或当单片机10判断MOS管处于非正常开关状态时控制LED灯40点亮，这样可直接通过观察LED灯40来获知MOS管的开关状态或获知MOS管是否处于正常开关状态。
可选的，如图1所示，所述MOS管开关状态检测装置还包括LED屏50，所述LED屏50与所述单片机10电连接。LED屏50可用来显示MOS管的开关状态和/或显示MOS管是否处于正常开关状态以及显示报警信息。这样便于用户直接观察LED屏50来获知MOS管的状态，如在具有多个MOS管时判断哪个或哪些MOS管出现异常。
可选的，如图3所示，本实施例中的MOS管包括MOS管Q0和MOS管Q1，电阻R0、MOS管Q0、MOS管Q1依次串联，电阻R0、MOS管Q0及MOS管Q1构成所述闭合回路，MOS管Q0与MOS管Q1的电流方向相反。
本实施例以MOS管Q0和MOS管Q1为例，电池管理***可包括多组类似MOS管Q0和MOS管Q1的MOS管组，如MOS管Q2和MOS管Q3、MOS管Q4和MOS管Q5、MOS管Q6和MOS管Q7等。MOS管Q0的源极与电阻R0相连，电阻R0相对于MOS管Q0的另一端作为接线端子B-，MOS管Q0的漏极经电阻R18、电阻R19与MOS管Q1的漏极相连，MOS管Q1的源极作为接线端子C-，接线端子B-与接线端子C-可构成闭合回路，MOS管Q0源极、电阻R0的公共端为接线端子A-，接线端子A-、接线端子B-作为电压采集接线端子，均与BQ7694003芯片的电压采集引脚相连。其中，接线端子B-与接线端子C-之间构成闭合回路的方式和电路有多种，本实施例省略此部分。
假设MOS管Q0为电池管理***的充电管，MOS管Q1为电池管理***的放电管，MOS管Q0导通时，电流经接线端子C-、MOS管Q1的体二极管、MOS管Q0、电阻R0流向接线端子B-；MOS管Q1导通时，电流经接线端子B-、电阻R0、MOS管Q0的体二极管、MOS管Q1、流向接线端子C-。这样本实施例中的MOS管开关状态检测装置可对电池管理***中串联充电管放电管组的开关状态进行检测，以便于单片机10进一步判断充电管放电管是否处于正常开关状态。
本实施例还提供一种电池管理***，包括上述任意一种MOS管开关状态检测装置。
如图3所示，电池管理***包括充电管和放电管(如Q0-Q7)，充电管和放电管均可有多个。本实施例只对电池管理***的充电管和放电管进行检测，电池管理***还包括充电管和放电管的控制电路等等，本实施例的电池管理***除了MOS管开关状态检测装置这部分之外，其余电路如上述充电管和放电管的控制电路等，均与传统电池管理***相同，在此不再一一赘述。
本实施例的电池管理***中，单片机10内设定了充电管及放电管在充电状态下原始的正确开关状态、充电管及放电管处于充电状态下开关状态正常的依据，还设定了充电管及放电管在放电状态下原始的正确开关状态、充电管及放电管处于放电状态下开关状态正常的依据；锂电池组在工作时只有充电或放电两种状态，锂电池组在工作时电池管理***首先会判断当前电池组的充放电状态，当判断完毕时，就会根据电池管理***设定的判断依据执行检测流程。
本实施例的电池管理***在各个控制充放电状态的MOS管的漏极与源极的支路上串联了一个电阻，当某一电阻上有电流通过，则说明对应与之串联的MOS管的漏极与源极之间也同样存在着电流，即说明该MOS管正处于打开的状态；反之，电阻上没有电流，即表明对应的MOS管处于关闭的状态。电压采集模块20通过采集各个与MOS管漏源极串联的电阻上的电压，电阻上有电压就表明有电流流过，然后将信息传递给电池管理***的单片机10；单片机10可根据当前的充放电状态，分析出各个MOS管应处于的正确开关状态，对电压采集模块20采集到的信息进行处理，对应电阻上有电流的判定为与该电阻串联的MOS管处于打开状态，对应电阻上无电流的判定为与该电阻串联的MOS管处于关闭状态；然后根据锂电池组当前处于的充放电状态，将当前得到的MOS管的开关状态与预设好的充电或是放电时MOS管理应处于的开关状态进行比对，若一致，则判定当前状态下，***充电管与放电管皆处于正常开关状态。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种MOS管开关状态检测装置，其特征在于，包括单片机(10)、电压采集模块(20)及电流转换模块(30)，其中：所述电流转换模块(30)与MOS管串联并构成闭合回路，所述电流转换模块(30)用于将流经所述MOS管的电流转化为电压；所述电压采集模块(20)分别与所述单片机(10)、所述电流转换模块(30)电连接，所述电压采集模块(20)用于采集所述电压并发送至所述单片机(10)。
2.根据权利要求1所述的MOS管开关状态检测装置，其特征在于，所述单片机(10)为STM32F103RBT6微控制器。
3.根据权利要求1所述的MOS管开关状态检测装置，其特征在于，所述电压采集模块(20)为BQ7694003芯片。
4.根据权利要求1所述的MOS管开关状态检测装置，其特征在于，所述电流转换模块(30)包括电阻R0，所述电阻R0与所述MOS管串联，所述电阻R0的两端分别与所述电压采集模块(20)电连接。
5.根据权利要求4所述的MOS管开关状态检测装置，其特征在于，所述MOS管包括MOS管Q0和MOS管Q1，电阻R0与MOS管Q0的源极相连，MOS管Q0的漏极与MOS管Q1的漏极相连，电阻R0相对于MOS管Q0源极的另一端与MOS管Q1的源极之间构成闭合回路。
6.根据权利要求1所述的MOS管开关状态检测装置，其特征在于，还包括LED灯(40)，所述LED灯(40)与所述单片机(10)电连接。
7.根据权利要求1所述的MOS管开关状态检测装置，其特征在于，还包括LED屏(50)，所述LED屏(50)与所述单片机(10)电连接。
8.一种电池管理***，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的MOS管开关状态检测装置。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113933674A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-14 | 富芯微电子有限公司 | 一种mosfet状态监测装置 |
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2019
- 2019-10-09 CN CN201921678299.0U patent/CN211180105U/zh not_active Expired - Fee Related
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