CN211543264U - 一种电压输出防反接电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电压输出防反接电路，包括MOS管、三极管、第一电阻、第一二极管、第二二极管和第二电阻；MOS管的源极与变压器的输出信号Vout连接，MOS管的漏极与正向输出端连接；三极管的基极与使能输出信号连接，三极管的集电极与MOS管的栅极连接，三极管的发射极接地；第一电阻的第一端与正向输出端连接，第一电阻的第二端与第一二极管的负极连接，第一二极管的正极和第二二极管的负极皆与三极管的基极连接；第二二极管的正极、第二电阻的第一端皆与三极管的发射极连接，第二电阻的第二端与负向输出端连接。其可实现防反功能，同时第二电阻对充电器输出电流进行采样，可对充电器的输出充电电流进行控制以及实现过流保护。

Description

一种电压输出防反接电路

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种电压输出防反接电路。

背景技术

随着电动汽车的逐渐普及,应用于汽车上的大电流汽车充电电源安全性能也受到广泛关注。电动汽车的安全性能中,最关键是燃料电池的安全性能。而汽车电源与燃料电池直接相连,如果汽车电源输出正负端接反,将会发生电池***的危险。在电动车里面,电缆线装配复杂,在装配和维修的过程中出现将电池正负端接反的情况。会直接导致电源损坏,也有可能引起电池***,因而在汽车电源里加入防反接电路,提高电动汽车的安全性能。

目前传统方案一般采用输出端串联继电器,有控制电路侦测输出端的电压,再控制继电器的开关闭合。由于汽车电源输出电流在100A以上,现在即使继电器可以满足要求,但是耐高温差,成本很高。因而需要一种新的,可靠性高,电路简单且成本低廉的输出防反接的方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电压输出防反接电路，其可实现防反功能，同时第二电阻R2对充电器输出电流进行采样，可对充电器的输出充电电流进行控制以及实现过流保护。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电压输出防反接电路，包括MOS管Q1、三极管Q2、第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2和第二电阻R2；

所述MOS管Q1的源极与变压器的输出信号Vout连接，所述MOS管Q1的漏极与正向输出端连接；

所述三极管Q2的基极与使能输出信号连接，所述三极管Q2的集电极与MOS管Q1的栅极连接，所述三极管Q2的发射极接地；

第一电阻R1的第一端与正向输出端连接，所述第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的负极连接，所述第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极皆与三极管Q2的基极连接；

所述第二二极管D2的正极、第二电阻R2的第一端皆与三极管Q2的发射极连接，所述第二电阻R2的第二端与负向输出端连接。

作为优选的，还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3与第二电阻R2并联。

作为优选的，还包括第四电阻R4，所述第四电阻R4的一端与MOS管Q1的源极连接，所述第四电阻R4的另一端与三极管Q2的集电极连接。

作为优选的，还包括第三二极管D3，所述第三二极管D3的正极与MOS管Q1的栅极连接，所述第三二极管D3的负极与MOS管Q1的源极连接。

作为优选的，还包括第五电阻R5，所述第五电阻R5与第三二极管D3并联。

作为优选的，所述第三二极管D3为稳压二极管。

作为优选的，所述三极管Q2的基极与使能输出信号之间连接有第六电阻R6。

作为优选的，还包括第七电阻R7，所述第七电阻R7与第二二极管D2并联。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的电路设计灵活、结构简单，仅仅使用两个二极管D1和D2及第二电阻R1即可实现防反功能。

2、本实用新型中第二电阻R2可有效地检测正常充电时的充电器的输出电流,对充电器或者蓄电池进行电流限制和过流保护。

3、本实用新型在反接状态下，即正向输出端与充电电池负极连接，负向输出端与充电电池正端连接，MOS管会被强制进入截止状态，反应速度快，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的防反接电路的结构示意图；

图2为防反接电路在反接情况下状态图一；

图3为防反接电路在反接情况下状态图二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型公开了一种电压输出防反接电路，包括MOS管Q1、三极管Q2、第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2和第二电阻R2。MOS管Q1的源极与变压器的输出信号Vout连接，MOS管Q1的漏极与正向输出端BATTERY+连接。三极管Q2的基极与使能输出信号MCU_CONTROL连接，三极管Q2的集电极与MOS管Q1的栅极连接，三极管Q2的发射极接地。第一电阻R1的第一端与正向输出端BATTERY+连接，第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的负极连接，第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极皆与三极管Q2的基极连接。第二二极管D2的正极、第二电阻R2的第一端皆与三极管Q2的发射极连接，第二电阻R2的第二端与负向输出端BATTERY-连接。BATTERY+和BATTERY-为低压蓄电池或超级电容等储能负载信号。

正常接储能负载时,正向输出端BATTERY+接电池正极,负向输出端BATTERY-接电池负极。使能输出信号MCU_CONTROL由单片机控制,正常工作MCU输出高电平,三极管Q2导通,此时MOS管Q1的栅源极电压为负压(大于MOS的开启阈值),其源极和漏极导通,如此Vout通过MOS管Q1给BATTERY+和BATTERY-进行充电,如图1所示，即实现正常充电。

如图2所示，当负载蓄电池或超级电容正极和负极接反时,即正向输出端BATTERY-接电池正极,负向输出端BATTERY+接电池负极。此时,负载蓄电池或超级电容通过电流第二电阻R2进行短路,第二电阻R2为采样电阻。与此同时D2正偏导通,导通压降为0.7V,即三极管Q2的Vbe为-0.7V,三极管的发射极强制反偏。此时，MCU_CONTROL不管单片机输出高电平与否,MOS管Q1都会强制进入截止状态。故主电路中MOS管Q1迅速关断,此时充电器内部的VOUT与电池物理性断开连接关系,从而保护了充电器和蓄电池本身，如图3所示。

MOS管为P沟道MOSFET。

本实用新型还包括第三电阻R3，第三电阻R3与第二电阻R2并联。通过第三电阻R3与第二电阻R2并联可便于调节采样电阻的大小，从而更加灵活的控制充电器的输出电流和采样输出电流大小。

本实用新型还包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端与MOS管Q1的源极连接，第四电阻R4的另一端与三极管Q2的集电极连接。第四电阻R4为分压电阻。

本实用新型还包括第三二极管D3，第三二极管D3的正极与MOS管Q1的栅极连接，第三二极管D3的负极与MOS管Q1的源极连接。本实用新型还包括第五电阻R5，第五电阻R5与第三二极管D3并联。当三极管Q2导通时，第五电阻R5与第四电阻R4构成Vout的分压，将MOS管Q1的栅极驱动电压控制在合理的范围内，并联的第三二极管D3为稳压二极管，起保护MOS管Q1的栅极作用，从而增强充电过程中MOS管Q1工作的可靠性。

三极管Q2的基极与使能输出信号之间连接有第六电阻R6。如此便于调节三极管Q2基极电流的大小。

本实用新型还包括第七电阻R7，第七电阻R7与第二二极管D2并联。R7作为三极管Q2基极的下拉电阻，其作用在于防止在MCU未给三极管Q2导通信号时，三极管Q2的误导通。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种电压输出防反接电路，其特征在于，包括MOS管Q1、三极管Q2、第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2和第二电阻R2；

所述MOS管Q1的源极与变压器的输出信号Vout连接，所述MOS管Q1的漏极与正向输出端连接；

所述三极管Q2的基极与使能输出信号连接，所述三极管Q2的集电极与MOS管Q1的栅极连接，所述三极管Q2的发射极接地；

第一电阻R1的第一端与正向输出端连接，所述第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的负极连接，所述第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极皆与三极管Q2的基极连接；

所述第二二极管D2的正极、第二电阻R2的第一端皆与三极管Q2的发射极连接，所述第二电阻R2的第二端与负向输出端连接。

2.如权利要求1所述的电压输出防反接电路，其特征在于，还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3与第二电阻R2并联。

3.如权利要求1所述的电压输出防反接电路，其特征在于，还包括第四电阻R4，所述第四电阻R4的一端与MOS管Q1的源极连接，所述第四电阻R4的另一端与三极管Q2的集电极连接。

4.如权利要求1所述的电压输出防反接电路，其特征在于，还包括第三二极管D3，所述第三二极管D3的正极与MOS管Q1的栅极连接，所述第三二极管D3的负极与MOS管Q1的源极连接。

5.如权利要求4所述的电压输出防反接电路，其特征在于，还包括第五电阻R5，所述第五电阻R5与第三二极管D3并联。

6.如权利要求4所述的电压输出防反接电路，其特征在于，所述第三二极管D3为稳压二极管。

7.如权利要求1所述的电压输出防反接电路，其特征在于，所述三极管Q2的基极与使能输出信号之间连接有第六电阻R6。

8.如权利要求1所述的电压输出防反接电路，其特征在于，还包括第七电阻R7，所述第七电阻R7与第二二极管D2并联。

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