CN216056393U - 一种充电控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种充电控制电路，包括充电唤醒电路、休眠控制电路和电池管理***，充电唤醒电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第一电容，休眠控制电路包括三极管、第三电阻和第四电阻；第三电阻的一端作为休眠控制电路的输入端连接到电池管理***的第一输出端，第三电阻的另一端连接到三极管的基极，三极管的集电极作为休眠控制电路的输出端连接到第二二极管的阴极，三极管的发射极接地，第四电阻的一端连接到第三电阻的所述另一端，第四电阻的另一端接地。本申请保证在充电时正常唤醒电池管理***实现充电功能，并且在充电完成后继续进入休眠模式，不会消耗额外的电能。

Description

一种充电控制电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种充电控制电路。

背景技术

电动汽车整车控制器是车辆的管理的核心器件，该控制器具备车辆驾驶管理的各项功能。整车控制器由电源模块，主芯片和各类驱动芯片组成。

国内现有的电动汽车充电***都符合电动汽车传导充电***的要求，在电动汽车充电过程中，供电设备通过车辆接口给电动汽车进行供电，且电动汽车停车充电时，需要唤醒BMS(Battery Management System，电池管理***)才能正常充电；充满电后，如果BMS继续保持工作状态，将会消耗12V***电池电量，导致12V***电池馈电和能量浪费；因此，当动力电池包充满电后，期望BMS进入休眠状态，以保证最低的能量消耗。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种充电控制电路，通过充电唤醒电路、休眠控制电路和电池管理***之间的相互配合，在提高BMS的EMC(Electro MagneticCompatibility，电磁兼容性)抗干扰性能的同时，在充电完成后可继续进入休眠状态，不会消耗额外电能。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种充电控制电路，包括充电唤醒电路、休眠控制电路和电池管理***，充电唤醒电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第一电容，休眠控制电路包括三极管、第三电阻和第四电阻；

其中，第一二极管的阳极作为充电唤醒电路的输入端连接到外部供电控制电路的输出端，第一二极管的阴极连接到第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接到第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接到第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接到第一电容的一端，第一电容的另一端接地，第二电阻的另一端作为充电唤醒电路的输出端连接到电池管理***的第一输入端；

第三电阻的一端作为休眠控制电路的输入端连接到电池管理***的第一输出端，第三电阻的另一端连接到三极管的基极，三极管的集电极作为休眠控制电路的输出端连接到第二二极管的阴极，三极管的发射极接地，第四电阻的一端连接到第三电阻的所述另一端，第四电阻的另一端接地。

在一些实施例中，充电唤醒电路还包括第五电阻；

第五电阻的一端连接到第一二极管的阴极，第五电阻的另一端接地。

在一些实施例中，充电唤醒电路还包括第二电容和第三电容；

第二电容的一端连接到第一二极管的阴极，第二电容的另一端接地，第三电容的一端连接到第五电阻的所述一端，第三电容的另一端接地。

在一些实施例中，充电唤醒电路还包括稳压二极管；

稳压二极管的阴极连接到第一电容的所述一端，稳压二极管的阳极连接到第一电容的所述另一端。

在一些实施例中，充电控制电路还包括充电电流检测电路，充电电流检测电路包括第六电阻、第七电阻和第一场效应管；

第六电阻的一端连接到第一二极管的阴极，第六电阻的另一端连接到第一场效应管的栅极，第一场效应管的漏极连接到第七电阻的一端，第一场效应管的源极接地，第七电阻的另一端连接到电池管理***的第一输出端。

在一些实施例中，充电控制电路还包括充电启动电路，充电启动电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第二场效应管；

第八电阻的一端作为充电启动电路的输出端连接到第一二极管的阴极，第八电阻的另一端连接到第二场效应管的漏极，第二场效应管的源极接地，第二场效应管的栅极连接到第九电阻的一端，第九电阻的另一端接地，第十电阻的一端连接到第九电阻的所述一端，第十电阻的另一端连接到第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端接地，第十一电阻的所述另一端作为充电启动电路的输入端连接到电池管理***的第二输出端。

在一些实施例中，充电启动电路还包括第四电容；

第四电容的一端连接到第九电阻的所述一端，第四电容的另一端接地。

在一些实施例中，电池管理***包括控制芯片；

控制芯片的唤醒引脚作为电池管理***的第一输入端连接到第二电阻的所述另一端，控制芯片的电流检测引脚作为电池管理***的第二输入端连接到第七电阻的所述一端，控制芯片的控制输出引脚作为电池管理***的第二输出端连接到第十一电阻的所述另一端。

在一些实施例中，电池管理***还包括电源芯片；

电源芯片的输出端作为电池管理***的第一输出端连接到第七电阻的所述另一端。

在一些实施例中，电源芯片的输出端连接到控制芯片的供电端口为控制芯片提供电源。

相对于现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：

本申请提供的充电控制电路，在实现对BMS唤醒后，可以保证BMS在充电完成后能继续进入休眠状态，以减少电能消耗。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有技术实施例所提供的充电连接信号唤醒电路的示意图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的充电控制电路适用的一种场景的示意图。

图3示出了本实用新型实施例所提供的充电控制电路的示意图一。

图4示出了本实用新型实施例所提供的充电控制电路的示意图二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

值得注意的是，在本申请提出申请之前，参照图1所示，为现有技术所提供的充电连接信号唤醒电路的示意图。如图1所示，电动汽车插上充电枪，相当于开关K101闭合，电动汽车***内部电源V101通过电阻R101、R106、D101、R110、K101后形成回路，R110根据充电电缆额定容量可调整，当K101闭合后，电容C101通过R106、D101和R110放电，同时三极管Q101因有集电结结电容存在，会通过R102、R106、D101和R110放电，A、B点电压逐渐降低(因R102存在，B点比A点电压下降慢)；当B点电压小于PNP三极管Q101的饱和导通电压时，Q101开启，电动汽车***内部电源V101经过Q101通过电阻R103对电容分C102充电，当稳压二极管D102阴极电压大于2.6V时，通过IO4_唤醒引脚唤醒BMS；在电容C101和PNP三极管Q101的集电结电容经过一段时间放电后，电动汽车***内部电源V101通过电阻R101给电容C101充电和通过电阻R101和电阻R102给PNP三极管Q101集电结电容充电，A、B点电压逐渐升高并最终稳定，而B点电压上升过程使B点电压大于PNP三极管Q101饱和导通电压而使PNP三极管Q101闭合，最终使IO4_唤醒电平变成低电平，当有休眠命令给BMS时，BMS又可进入休眠状态。另外，当BMS唤醒后，BMS内部5V电源V102输出电压给检测点3提供检测电压，并控制NPN三极管Q102导通将C点电压拉低至0V，以保证不会出现在车辆充满电后，充电枪并未拨出时，5V输出因BMS进入休眠后为0V，导致D点电压突然比C点电压低，从而触发B点电压进入循环式的放电、充电，则IO4_唤醒引脚也会出现循环式的休眠、唤醒。

现有技术中的唤醒电路实现高电平唤醒然后进入低电平的关键在于开关K101闭合形成回路，电容C101放电形成压差使PNP三极管Q101导通得到高电平；而电容C101充电使压差变小使PNP三极管Q101闭合让IO4_唤醒引脚形成低电平，电磁场形成的脉冲在周期性变化的过程中，也会使电容出现充、放电的现象，而使BMS被异常唤醒，导致车辆内部供电***中12伏电池的能量浪费，且对上述电路进行仿真，其结果表明，在50微秒左右可到达高电平2.6伏，在电磁兼容休眠抗干扰能力试验过程中发现有3组试验是休眠被异常唤醒的，经分析，脉冲作用时间大于50微秒，且占空比够小(即充电时间短而放电时间长)，则会发生休眠被异常唤醒。

本实用新型提供的方案主要涉及电动汽车充电技术领域，可以适用于符合电动汽车传导充电***要求的电动汽车充电场景中，如图2所示，为本申请实用新型实施例提供的充电控制电路适用的一种场景的示意图，在该应用场景中可以包括供电设备、供电接口和车辆接口和电动汽车。

其中，供电设备通过供电接口与车辆接口通过交流线缆L1、交流线缆L2、交流线缆L3、中线N、接地线缆PE、CP信号(Control Pilot控制信号)和CC信号(Connection Confirm充电连接信号)连接，供电接口中包括供电插座和供电插头，车辆接口中包括车辆插座和车辆插头，供电插座设置在供电设备上，车辆插座设置在电动汽车上。其中CC信号与PE之间为纯电阻性，在供电设备与车辆接口连接之前，开关S1连接到供电控制装置的+12V电源输入端，在供电设备与车辆接口连接后，开关S1连接到供电控制装置的PWM端，即CP信号输入为PWM信号，可通过检测点1的电压值判断供电控制装置的状态，供电控制装置内部还设置有剩余电流保护器。

在充电枪***车辆接口后，即开关S3闭合，电阻R4短路，通过对比检测点3的电压值，判断CC信号是否符合要求，并判断出供电设备线缆供电能力，CC信号符合要求，车辆控制装置中的BMS被唤醒，同时BMS通过检测输入检测点2的PWM信号的占空比确定该充电设备的输出功率，配置完成后，BMS通过电阻R2控制闭合S2开关，同时发送信号给供电设备，控制供电设别中的开关K1、开关K2相继闭合，供电设备通过电动汽车内的车载充电机给电动汽车进行充电。

本实用新型提供了一种充电控制电路，参照图3所示，为本实用新型实施例所提供的充电控制电路的示意图一。

如图3所示，充电控制电路包括：充电唤醒电路100、休眠控制电路200和电池管理***300，充电唤醒电路100包括第一二极管CP_D1，第二二极管CP_D2、第一电阻CP_R1、第二电阻CP_R2和第一电容CP_C1，休眠控制电路200包括三极管CP_Q1、第三电阻CP_R3和第四电阻CP_R4。

其中，第一二极管CP_D1的阳极作为充电唤醒电路100的输入端连接到外部供电控制电路的输出端，第一二极管CP_D1的阴极连接到第一电阻CP_R1的一端，第一电阻CP_R1的另一端连接到第二二极管CP_D2的阳极，第二二极管CP_D2的阴极连接到第二电阻CP_R2的一端，第二电阻CP_R2的另一端连接到第一电容CP_C1的一端，第一电容CP_C1的另一端接地，第二电阻CP_R2的另一端作为充电唤醒电路的输出端连接到电池管理***300的第一输入端。

第三电阻CP_R3的一端作为休眠控制电路200的输入端连接到电池管理***300的第一输出端，第三电阻CP_R3的另一端连接到三极管CP_Q1的基极，三极管CP_Q1的集电极作为休眠控制电路200的输出端连接到第二二极管CP_D2的阴极，三极管CP_Q1的发射极接地，第四电阻CP_R4的一端连接到第三电阻CP_R3的另一端，第四电阻CP_R4的另一端接地。

在一优选实施例中，充电唤醒电路100可还包括第五电阻(图中未示出)，第五电阻的一端连接到第一二极管的阴极，第五电阻的另一端接地。

本实用新型实施例中，第一二极管CP_D1相当于图2中的二极管D1，第一二极管CP_D1的阳极作为充电唤醒电路100的输入端连接到图2中的CP信号接口，由供电设备通过其内部的供电控制装置给充电唤醒电路100的输入端提供PWM信号，即参照图2和图3所示，供电设备通过车辆接口连接成功后，开关S1连接到PWM端，该PWM信号通过CP信号接口输入到本实用新型充电唤醒电路100的输入端，PWM信号通过第二二极管CP_D2、第一电阻CP_R1和第二电阻CP_R2对第一电容CP_C1进行充电，充电唤醒电路的输出端的电压值逐渐升高，电池管理***300检测充电唤醒电路的输出端的电压值，当该点电压大于2.6伏时，唤醒电池管理***300，当电池管理***300唤醒后，电池管理***300输出高电平信号给休眠控制电路200。

休眠控制电路200中的三极管CP_Q1为NPN型三极管，三极管CP_Q1的基极接收到高电平信号后经过第三电阻CP_R3和第四电阻CP_R4的分压导通，并在三极管CP_Q1的集电极输出一个低电平信号，使将电池管理***300的唤醒信号拉低至0V，使电池管理***300在唤醒后保持低电平，当动力电池包充满后，能够在接收到整车控制器的休眠命令时，电池管理***300可以继续进入休眠状态。

参照图4所示，为本实用新型实施例所提供的充电控制电路的示意图二，参见图4，充电唤醒电路100还包括第五电阻CP_R5，第五电阻CP_R5的一端连接到第一二极管CP_D1的阴极，第五电阻CP_R5的另一端接地。

参见图2和图4所示，第五电阻CP_R5相当于图2中的电阻R3,输入的PWM信号通过电阻R1和第五电阻CP_R5形成分压，检测点1检测到电压值降低，说明开关S1正常闭合。

充电唤醒电路100还包括第二电容CP_C2和第三电容CP_C3,第二电容CP_C2的一端连接到第一二极管CP_D1的阴极，第二电容CP_C2的另一端接地，第三电容CP_C3的一端连接到第五电阻CP_R5的一端，第三电容CP_C3的另一端接地。这里，第二电容CP_C2和第三电容CP_C3作为滤波电容排除电路中的信号干扰。

在一优选实施例中，充电唤醒电路100可还包括稳压二极管CP_D3，稳压二极管CP_D3的阴极连接到第一电容CP_C1的一端，稳压二极管CP_D3的阳极连接到第一电容CP_C1的另一端。稳压二极管CP_D3起稳压作用，将电压稳定在5V，保护电池管理***300内部5伏电源供电。

在一优选实施例中，充电控制电路还包括充电电流检测电路400，充电电流检测电路400包括第六电阻CP_R6、第七电阻CP_R7和第一场效应管CP_NMOS1，第六电阻CP_R6的一端连接到第一二极管CP_D1的阴极，第六电阻CP_R6的另一端连接到第一场效应管的栅极CP_NMOS1，第一场效应管CP_NMOS1的漏极连接到第七电阻CP_R7的一端，第一场效应管CP_NMOS1的源极接地，第七电阻CP_R7的另一端连接到电池管理***300的第一输出端。

电池管理***300包括控制芯片301，控制芯片301的唤醒引脚作为电池管理***300的第一输入端连接到第二电阻CP_R2的另一端，控制芯片301的电流检测引脚作为电池管理***300的第二输入端连接到第七电阻的一端。

在一可选实施例中，电池管理***300还包括电源芯片302，电源芯片302的输出端作为电池管理***300的第一输出端连接到第七电阻的另一端。

电源芯片302的输出端连接到控制芯片的供电端口为控制芯片提供电源。

在本实用新型实施例中，当电池管理***300被唤醒后，电池管理***300的电源芯片302输出5V电压通过第七电阻CP_R7的另一端给充电电流检测电路400提供信号源，当电池管理***300的第一输出端输出高电平时，第一场效应管CP_NMOS1开启，第七电阻CP_R7的一端的电压被拉低至0V(低电平)，当电源芯片302输出低电平时，第一场效应管CP_NMOS1闭合，第七电阻CP_R7的一端的电压保持5V(高电平)，通过第七电阻CP_R7的一端电压的周期性变化，获得其占空比，即充电电流。

参见图4所示，在一优选实施例中，充电控制电路可还包括充电启动电路500，充电启动电路500包括第八电阻CP_R8、第九电阻CP_R9、第十电阻CP_R10、第十一电阻CP_R11和第二场效应管CP_NMOS2。

具体的，第八电阻CP_R8的一端作为充电启动电路500的输出端连接到第一二极管CP_D1的阴极，第八电阻CP_R8的另一端连接到第二场效应管CP_NMOS2的漏极，第二场效应管CP_NMOS2的源极接地，第二场效应管CP_NMOS2的栅极连接到第九电阻CP_R9的一端，第九电阻CP_R9的另一端接地，第十电阻CP_R10的一端连接到第九电阻CP_R9的所述一端，第十电阻CP_R10的另一端连接到第十一电阻CP_R11的一端，第十一电阻CP_R11的另一端接地，第十一电阻CP_R11的所述另一端作为充电启动电路500的输入端连接到电池管理***300的第二输出端。

控制芯片301的控制输出引脚作为电池管理***300的第二输出端连接到第十一电阻的所述另一端。

在本申请实施例中，在电池管理***300被唤醒后，车载充电机和供电设备自检正常后发送控制指令到电池管理***300，电池管理***300控制第二场效应管CP_NMOS2(即第二开关S2)导通，此时车辆可以充电；充电完成后，电池管理***300控制第二场效应管CP_NMOS2(即第二开关S2)截止，此时车辆退出充电状态。

参照图4所示，充电启动电路500还包括第四电容CP_C4，第四电容CP_C4的一端连接到第九电阻CP_R9的所述一端，第四电容CP_C4的另一端接地。

本实用新型公开了一种充电控制电路，本实用新型充电控制电路包括充电唤醒电路、休眠控制电路和电池管理***，现有技术中利用CP电压信号唤醒电池管理***的电路只存在充电唤醒电路，因此在电池管理***唤醒后，唤醒引脚始终会保持高电平，在电池包充满电后，整车控制器给电池管理***发送休眠命令后因为唤醒引脚始终保持高电平导致电池管理***无法正常进入休眠状态，从而导致电池一直处于馈电状态，造成能量浪费从而使12伏电池寿命降低。

本实用新型充电控制电路，实用外部电压唤醒，避开了车辆环境电池***的干扰，使充电控制电路不会受电磁场及其相关脉冲的影响，并且在实现BMS唤醒后，唤醒电平立即进入低电平状态，保证充电完成后能继续进入休眠状态，实现电能节省。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电控制电路，其特征在于，包括充电唤醒电路、休眠控制电路和电池管理***，充电唤醒电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第一电容，休眠控制电路包括三极管、第三电阻和第四电阻；

其中，第一二极管的阳极作为充电唤醒电路的输入端连接到外部供电控制电路的输出端，第一二极管的阴极连接到第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接到第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接到第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接到第一电容的一端，第一电容的另一端接地，第二电阻的另一端作为充电唤醒电路的输出端连接到电池管理***的第一输入端；

第三电阻的一端作为休眠控制电路的输入端连接到电池管理***的第一输出端，第三电阻的另一端连接到三极管的基极，三极管的集电极作为休眠控制电路的输出端连接到第二二极管的阴极，三极管的发射极接地，第四电阻的一端连接到第三电阻的所述另一端，第四电阻的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，充电唤醒电路还包括第五电阻；

第五电阻的一端连接到第一二极管的阴极，第五电阻的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的充电控制电路，其特征在于，充电唤醒电路还包括第二电容和第三电容；

第二电容的一端连接到第一二极管的阴极，第二电容的另一端接地，第三电容的一端连接到第五电阻的所述一端，第三电容的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，充电唤醒电路还包括稳压二极管；

稳压二极管的阴极连接到第一电容的所述一端，稳压二极管的阳极连接到第一电容的所述另一端。

5.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，充电控制电路还包括充电电流检测电路，充电电流检测电路包括第六电阻、第七电阻和第一场效应管；

第六电阻的一端连接到第一二极管的阴极，第六电阻的另一端连接到第一场效应管的栅极，第一场效应管的漏极连接到第七电阻的一端，第一场效应管的源极接地，第七电阻的另一端连接到电池管理***的第一输出端。

6.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，还包括充电启动电路，充电启动电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第二场效应管；

第八电阻的一端作为充电启动电路的输出端连接到第一二极管的阴极，第八电阻的另一端连接到第二场效应管的漏极，第二场效应管的源极接地，第二场效应管的栅极连接到第九电阻的一端，第九电阻的另一端接地，第十电阻的一端连接到第九电阻的所述一端，第十电阻的另一端连接到第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端接地，第十一电阻的所述另一端作为充电启动电路的输入端连接到电池管理***的第二输出端。

7.根据权利要求6所述的充电控制电路，其特征在于，充电启动电路还包括第四电容；

第四电容的一端连接到第九电阻的所述一端，第四电容的另一端接地。

8.根据权利要求5所述的充电控制电路，其特征在于，电池管理***包括控制芯片；

控制芯片的唤醒引脚作为电池管理***的第一输入端连接到第二电阻的所述另一端，控制芯片的电流检测引脚作为电池管理***的第二输入端连接到第七电阻的所述一端，控制芯片的控制输出引脚作为电池管理***的第二输出端连接到第十一电阻的所述另一端。

9.根据权利要求8所述的充电控制电路，其特征在于，电池管理***还包括电源芯片；

电源芯片的输出端作为电池管理***的第一输出端连接到第七电阻的所述另一端。

10.根据权利要求9所述的充电控制电路，其特征在于，电源芯片的输出端连接到控制芯片的供电端口为控制芯片提供电源。

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