專利名稱：一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池組的控制器的電 源電路，具體為一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路。
背景技術(shù)：
能源危機(jī)和環(huán)境污染的加劇促使人們研究節(jié)能環(huán)保的汽車，電動(dòng)汽車的發(fā)展愈加 迅速。鋰電池組為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力，電池管理系統(tǒng)對(duì)鋰電池組進(jìn)行監(jiān)控和控制。電動(dòng)汽車 動(dòng)力鋰電池組由數(shù)十上百節(jié)單體電池串聯(lián)而成，電池管理系統(tǒng)的電源由外部電池提供?，F(xiàn) 有的技術(shù)中，無論電動(dòng)汽車是在行駛過程中還是處在停放狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)都處在工作 狀態(tài)，其系統(tǒng)電路對(duì)動(dòng)力鋰電池電量的消耗是十分可觀的。電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)電路復(fù) 雜，電子器件眾多，功耗很大，當(dāng)電動(dòng)汽車長(zhǎng)時(shí)間停放時(shí)管理系統(tǒng)處在工作狀態(tài)消耗電池大 量電量，是對(duì)電池組電量的極大浪費(fèi)。長(zhǎng)時(shí)間如此會(huì)造成鋰電池壽命降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，以解決現(xiàn)有技 術(shù)的電動(dòng)汽車長(zhǎng)時(shí)間停放會(huì)導(dǎo)致電池壽命降低的問題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于包括有電源驅(qū)動(dòng)電路、自鎖 信號(hào)產(chǎn)生電路、周期性實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，所述電源驅(qū)動(dòng)電路引入外部key信號(hào)，所述自鎖 信號(hào)產(chǎn)生電路、周期性實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的信號(hào)輸出線分別接入所述電源驅(qū)動(dòng)電路。所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述自鎖信號(hào)產(chǎn)生 電路包括三極管Q2、微處理器U4，所述三極管Q2發(fā)射極接地，基極引入外部key信號(hào)，三極 管Q2通過上拉電阻接外部供電電源Vp，所述三極管Q2的集電極與微處理器的信號(hào)輸入端 電連接，所述微處理器的信號(hào)輸出端上有信號(hào)輸出線引出接入所述電源驅(qū)動(dòng)電路，輸出自 鎖LOCK信號(hào)。所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述周期性實(shí)時(shí)信 號(hào)產(chǎn)生電路包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2、光電耦合器U3、三極管Q3，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2的中斷 信號(hào)輸出端_通過電阻R3接入三極管Q3的基極，光耦合器U3的引腳1接三極管Q3的集 電極，引腳2接地，引腳4接外部供電電源Vp，引腳3上有信號(hào)輸出線引出接入所述電源驅(qū) 動(dòng)電路，輸出周期性喚醒TIMEINT信號(hào)。 所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述電源驅(qū)動(dòng)電路 包括三極管Q1、電壓芯片U1、所述三極管Ql的基極接入有三個(gè)并聯(lián)的開關(guān)二極管Dl、D2、 D3，所述外部key信號(hào)、自鎖LOCK信號(hào)、周期性喚醒TIMEINT信號(hào)分別一一對(duì)應(yīng)通過開關(guān)二 極管D1、D2、D3送入三極管Q1，所述三極管Ql發(fā)射極接地，集電極通過上拉電阻Rl接外部 供電電源Vp，所述三極管Ql的集電極還通過開關(guān)二極管D4與電壓芯片Ul的CTRL引腳電 連接，所述電壓芯片Ul的VIN引腳接外部供電電源Vp，+Vo弓丨腳、-Vo弓丨腳為輸出端引腳。[0009]本實(shí)用新型中，當(dāng)電動(dòng)汽車處在行駛狀態(tài)需要電池管理系統(tǒng)處在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，開 啟電源電路為其供電；當(dāng)電動(dòng)汽車靜置時(shí)，關(guān)閉電源電路，由周期性時(shí)鐘信號(hào)喚醒電源電路 進(jìn)行自檢，自檢結(jié)束后關(guān)閉電源。因此僅僅在電動(dòng)汽車工作時(shí)電池控制電路處在耗能狀態(tài)， 其他絕大多數(shù)時(shí)間電池控制電路均處在關(guān)閉狀態(tài)不消耗電能。因此，與已有技術(shù)相比，本實(shí) 用新型極大地降低了整個(gè)系統(tǒng)的功耗，節(jié)約了能源。

圖1為本實(shí)用新型的電源驅(qū)動(dòng)電路原理圖。圖2為本實(shí)用新型的自鎖信號(hào)產(chǎn)生原理圖。圖3為本實(shí)用新型的周期性時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示。在電源驅(qū)動(dòng)電路中，三個(gè)開關(guān)二極管Dl、D2和D3并聯(lián)后接入NPN型 三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極接一個(gè)上拉電阻Rl后與外部供電電源Vp相接，三極 管Ql的發(fā)射極接地；外部供電電源Vp為24V，內(nèi)部控制電路需要的驅(qū)動(dòng)電壓為5V，因此本 實(shí)施例中選用型號(hào)為PWB2405的高隔離電源芯片Ul為內(nèi)部控制電路提供電源。三極管Ql 集電極連接一個(gè)開關(guān)二極管D4，接到電源芯片Ul的引腳CTRL，用來控制電源芯片Ul的開 啟和關(guān)斷。電源芯片Ul的GND為接地引腳，接入地；輸入引腳VIN，接外部供電電源Vp，正 負(fù)輸出引腳士Vo輸出的電壓分別為士5V。在開關(guān)二極管D1、D2和D3的正極端分別接周 期性喚醒TIME INT信號(hào)端、自鎖LOCK信號(hào)端和外部Key信號(hào)端。如圖2所示。自鎖信號(hào)由微處理器U4發(fā)生，微處理器U4通過ON信號(hào)處在高電平 或是低電平?jīng)Q定是否開啟自鎖信號(hào)。設(shè)置一個(gè)NPN型三極管Q2，外部Key信號(hào)接入三極管 Q2的基極，三極管Q2的集電極串接一個(gè)上拉電阻R2后接5V電源VCC，三極管Q2的發(fā)射極 接地，在三極管Q2的集電極接出ON信號(hào)。若ON信號(hào)為高電平則微處理器U4輸出自鎖LOCK 信號(hào)，否則不輸出自鎖LOCK信號(hào)。本實(shí)施例中微處理器U4采用Atmel公司的AVRmaga128 的微處理器。如圖3所示。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2采用型號(hào)為DS1305的串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，實(shí)時(shí)時(shí) 鐘芯片U2提供了一個(gè)完整的時(shí)鐘日歷，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2支持多電源供電，既可以由VCC1， VCC2接口接外部電源供電，也可以通過后備的電池接Vbat接口供電。它提供可編程的時(shí) 間中斷，可方便地通過SPI與外界通信。當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束，—輸出中斷信號(hào)，之后通過一個(gè)PNP 三極管Q3后接入型號(hào)為TLP521的光耦合器U3。目接口串接一個(gè)電阻R3后接入Q3的基 極，發(fā)射極接電源Vtime。光耦合器TLP521引腳1接PNP三極管Q3的集電極，引腳2接地； 引腳3接24V電源Vp，引腳4為輸出腳，輸出周期性喚醒TIMEINT信號(hào)?？刂品绞诫娫措娐烽_啟為控制系統(tǒng)供電有兩種方式，一種是外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，一種是內(nèi)部時(shí) 鐘自檢信號(hào)驅(qū)動(dòng)。第一種方式是外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。首先將外部Key信號(hào)拉高為高電平，二極管D3和三 極管Ql均導(dǎo)通，因?yàn)樯侠娮鑂l的存在，三極管Ql的集電極為低電平，開關(guān)二極管D4關(guān) 閉，電源芯片Ul的CTRL端為高阻態(tài)，芯片正常輸出，為內(nèi)部控制系統(tǒng)供電。與此同時(shí)，由于外部Key信號(hào)為高電平，NPN型三極管Q2也處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出ON為低電平，微處理器U4 據(jù)此判斷此次電源開啟為外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，自鎖LOCK信號(hào)依然處于低電平的截止?fàn)顟B(tài)。第二種方式為周期性時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)的自檢，當(dāng)電動(dòng)汽車靜置時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)處于 關(guān)斷狀態(tài)，以降低功耗。為了保證整個(gè)系統(tǒng)處于正常狀態(tài)，每隔一段時(shí)間開啟控制系統(tǒng)進(jìn)行 巡查自檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。自檢信號(hào)為一個(gè)周期性的時(shí)鐘信號(hào)，由實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2提供。實(shí) 時(shí)時(shí)鐘芯片U2是可編程的時(shí)鐘芯片，可設(shè)置計(jì)時(shí)中斷(比如設(shè)置為10分鐘)，當(dāng)計(jì)時(shí)截止 時(shí)通過·輸出低電平中斷信號(hào)?！鲞B接的是PNP型三極管Q3的基極，中斷時(shí)輸出·低 電平信號(hào)，Q3導(dǎo)通，光耦合器TLP521開啟，引腳4輸出的TIME_INT信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，這是 一個(gè)脈沖信號(hào)。從圖1中可見，周期性喚醒TIME INT拉為高電平后開關(guān)二極管Dl導(dǎo)通和 三極管Ql導(dǎo)通，電源電路開啟，進(jìn)行自檢。周期性喚醒TIME INT信號(hào)為一個(gè)脈沖信號(hào)，無 法一直保持高電平，因此需要一個(gè)鎖定信號(hào)鎖定電源，直至自檢結(jié)束。此種方式驅(qū)動(dòng)電源開啟時(shí)，外部Key信號(hào)處于低電平，由圖2可見三極管Q2關(guān)斷， ON信號(hào)為高電平信號(hào)。微處理器U4檢測(cè)到ON信號(hào)為高電平，輸出一個(gè)高電平的自鎖LOCK 信號(hào)，此時(shí)開關(guān)二極管D2和三極管Ql導(dǎo)通，鎖定電源電路處于開啟狀態(tài)。當(dāng)自檢完成時(shí)， 微處理器U4將自鎖LOCK信號(hào)拉低，關(guān)斷電源。 本實(shí)用新型是在控制系統(tǒng)工作時(shí)開啟電源為其供電，當(dāng)控制系統(tǒng)不需要一直開啟 時(shí)將電源關(guān)斷，定時(shí)的開啟電源進(jìn)行周期性自檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常狀況。通過這種方式， 當(dāng)電動(dòng)汽車靜置時(shí)，關(guān)閉系統(tǒng)電源，只對(duì)電源管理系統(tǒng)控制電路進(jìn)行周期喚醒的自檢，極大 地降低了控制系統(tǒng)的功耗，降低了對(duì)電池能量的消耗，延長(zhǎng)了電池壽命。
權(quán)利要求1.一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于包括有電源驅(qū)動(dòng)電路、自鎖 信號(hào)產(chǎn)生電路、周期性實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，所述電源驅(qū)動(dòng)電路引入外部key信號(hào)，所述自鎖 信號(hào)產(chǎn)生電路、周期性實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的信號(hào)輸出線分別接入所述電源驅(qū)動(dòng)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述 自鎖信號(hào)產(chǎn)生電路包括三極管Q2、微處理器U4，所述三極管Q2發(fā)射極接地，基極引入外部 key信號(hào)，三極管Q2通過上拉電阻接外部供電電源Vp，所述三極管Q2的集電極與微處理器 的信號(hào)輸入端電連接，所述微處理器的信號(hào)輸出端上有信號(hào)輸出線引出接入所述電源驅(qū)動(dòng) 電路，輸出自鎖LOCK信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述 周期性實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2、光電耦合器U3、三極管Q3，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘 芯片U2的中斷信號(hào)輸出端INTO通過電阻R3接入三極管Q3的基極，光耦合器U3的引腳1 接三極管Q3的集電極，引腳2接地，引腳4接外部供電電源Vp，引腳3上有信號(hào)輸出線引出 接入所述電源驅(qū)動(dòng)電路，輸出周期性喚醒TIME INT信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，其特征在于所述 電源驅(qū)動(dòng)電路包括三極管Ql、電壓芯片Ul、所述三極管Ql的基極接入有三個(gè)并聯(lián)的開關(guān)二 極管D1、D2、D3，所述外部key信號(hào)、自鎖LOCK信號(hào)、周期性喚醒TIME INT信號(hào)分別一一對(duì) 應(yīng)通過開關(guān)二極管Dl、D2、D3送入三極管Q1，所述三極管Ql發(fā)射極接地，集電極通過上拉 電阻Rl接外部供電電源Vp，所述三極管Ql的集電極還通過開關(guān)二極管D4與電壓芯片Ul 的CTRL引腳電連接，所述電壓芯片Ul的VIN引腳接外部供電電源Vp, +Vo引腳、-Vo引腳 為輸出端引腳。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有自鎖功能的周期喚醒電源電路，包括有電源驅(qū)動(dòng)電路，由外部Key信號(hào)、自鎖LOCK信號(hào)和周期性喚醒TIME INT信號(hào)共同控制，實(shí)現(xiàn)自鎖和周期性喚醒的驅(qū)動(dòng)方式；自鎖信號(hào)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生高電平自鎖LOCK信號(hào)，用于鎖定所述電源驅(qū)動(dòng)電路；周期性實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，通過微處理器產(chǎn)生周期性喚醒TIME INT信號(hào)，用于開啟電源驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型可以有效減少電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力鋰電池電量的消耗，延長(zhǎng)鋰電池使用壽命。
文檔編號(hào)H02M1/36GK201854053SQ20102056843
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者何耀, 劉興濤, 詹昌輝, 陳宗海 申請(qǐng)人:合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司, 安徽安凱國軒新能源汽車科技有限公司