一種多電源并聯(lián)輸入電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電子電路【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多電源并聯(lián)輸入電路，本發(fā)明包括兩條或以上電源輸入支路，所述電源輸入支路之間相互并聯(lián)后接入并聯(lián)總線(xiàn)；所述電源輸入支路包括：輸入電源和并聯(lián)電路，所述并聯(lián)電路與該并聯(lián)總線(xiàn)相接，且接地；所述并聯(lián)電路包括：開(kāi)關(guān)電路、電流取樣電路、控制電路、系統(tǒng)電源和驅(qū)動(dòng)電路，所述開(kāi)關(guān)電路與并聯(lián)總線(xiàn)和輸入電源相接，所述開(kāi)關(guān)電路與并聯(lián)總線(xiàn)之間接有電流取樣電路，所述電流取樣電路與控制電路連接，所述控制電路通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與開(kāi)關(guān)電路連接，所述系統(tǒng)電源設(shè)置于控制電路與并聯(lián)總線(xiàn)之間；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多個(gè)并聯(lián)電源之間相互隔離的同時(shí)，具有較低的導(dǎo)通壓降以及功率損失，減少了電路自身的發(fā)熱量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種多電源并聯(lián)輸入電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，具體涉及一種多電源并聯(lián)輸入電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的電子設(shè)備中，為了提高電池容量以及可靠性采用多個(gè)電池包并聯(lián)向系統(tǒng)供電。有直接采用多個(gè)電池包進(jìn)行并聯(lián)的應(yīng)用，這樣雖然提高了電池組的容量，但是如果某一個(gè)電池發(fā)生故障甚至短路時(shí)將影響整個(gè)系統(tǒng)的工作，不能實(shí)現(xiàn)各個(gè)電池包之間的有效隔離。也有采用兩個(gè)電池切換的供電方案，但并不能真正實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電池的并聯(lián)使用，即讓兩個(gè)電池同時(shí)向系統(tǒng)提供電能。
[0003]在多電池包并聯(lián)供電系統(tǒng)中為了避免電池包之間的相互影響采用二極管進(jìn)行隔離處理，具體應(yīng)用如圖1、圖2所示。其中BTl為電池包，Dl為肖特基二極管，通過(guò)將電池包BTl的正極與肖特基二極管Dl的負(fù)極串聯(lián)，肖特基二極管Dl的正極與并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus相連。電池包BT2、肖特基二極管D2以及電池包BTn、肖特基二極管Dn的連接方式與電池包ΒΤ1、肖特基二極管Dl的連接方式一樣，這樣構(gòu)成了整個(gè)電池包并聯(lián)系統(tǒng)。當(dāng)某個(gè)電池包的電壓較高時(shí)優(yōu)先輸出電壓，同時(shí)由于肖特基二極管的反向截止作用可以避免電池包之間相互充電。雖然此種方式可以實(shí)現(xiàn)電池包之間的有效隔離，但是卻引入了一個(gè)的新的問(wèn)題，那就是功率損耗以及導(dǎo)通壓降。
[0004]如果使用肖特基二極管MBR540，當(dāng)通過(guò)電流為3Α時(shí)，其正向?qū)▔航导s為0.5V左右。此時(shí)僅隔離這個(gè)環(huán)節(jié)功率損耗就高達(dá)1.5W ;如果輸出電流為IOA時(shí)，導(dǎo)通壓降仍為
0.5V，則至少產(chǎn)生5W以上的功率損耗。這樣大的損耗不僅降低了電池的利用率，同時(shí)也讓散熱設(shè)計(jì)相當(dāng)困難。由于肖特基二極管存在一定的導(dǎo)通壓降，嚴(yán)重降低了電能的釋放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的即在于提供一種多電源并聯(lián)輸入電路。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明是一種多電源并聯(lián)輸入電路，包括:兩條或以上電源輸入支路，所述電源輸入支路之間相互并聯(lián)，并接入并聯(lián)總線(xiàn)；
所述電源輸入支路包括:輸入電源以及與該輸入電源相接的并聯(lián)電路，所述并聯(lián)電路與該并聯(lián)總線(xiàn)相接，且每個(gè)并聯(lián)電路均接地；
所述并聯(lián)電路包括:開(kāi)關(guān)電路、電流取樣電路、控制電路、系統(tǒng)電源和驅(qū)動(dòng)電路，所述開(kāi)關(guān)電路與并聯(lián)總線(xiàn)和輸入電源相接，所述開(kāi)關(guān)電路與并聯(lián)總線(xiàn)之間接有電流取樣電路，所述電流取樣電路用于采集輸入電源所輸出的電流值，并將該電流值輸送至控制電路，所述控制電路根據(jù)該電流值向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)，所述系統(tǒng)電源設(shè)置于控制電路與并聯(lián)總線(xiàn)之間，其用于從并聯(lián)總線(xiàn)中獲取工作電壓，并利用該工作電壓為所述控制電路進(jìn)行供電。本發(fā)明利用并聯(lián)電路對(duì)肖特基二極管進(jìn)行了替換，減少了因肖特基二極管的自身特性而造成的功率損耗。[0007]進(jìn)一步，所述輸入電源包括:電池和/或市電輸入電路；所述市電輸入電路包括:市電接入端，以及與該市電接入端相接的交直流轉(zhuǎn)換器，所述交直流轉(zhuǎn)換器與并聯(lián)電路相接；所述電池的正極與并聯(lián)電路相接，所述電池的負(fù)極接地。
[0008]進(jìn)一步，所述控制電路包括:第一閾值比較單元和第二閾值比較單元，所述控制電路將電流取樣電路所發(fā)送的電流值與第一、第二閾值比較單元中的第一、第二閾值進(jìn)行比較，當(dāng)該電流值小于第一閾值時(shí)，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送關(guān)閉開(kāi)關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)該電流值大于第二閾值時(shí)，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送開(kāi)啟開(kāi)關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0009]進(jìn)一步，所述開(kāi)關(guān)電路由第一開(kāi)關(guān)管和第一上拉電阻構(gòu)成；所述電流取樣電路由電流取樣電阻和差分放大器構(gòu)成；所述驅(qū)動(dòng)電路由第二開(kāi)關(guān)管和放電電阻構(gòu)成；
所述輸入電源連接至第一開(kāi)關(guān)管的漏極，所述第一上拉電阻連接于第一開(kāi)關(guān)管的源極與柵極之間，第一開(kāi)關(guān)管的源極與電流取樣電阻的一端串聯(lián)，電流取樣電阻另一端連接至并聯(lián)總線(xiàn)；第二開(kāi)關(guān)管的漏極連接至第一開(kāi)關(guān)管的柵極，第二開(kāi)關(guān)管的源極直接接地，第二開(kāi)關(guān)管的柵極與地線(xiàn)之間連接一個(gè)放電電阻；差分放大器對(duì)電流取樣電阻兩端的電流進(jìn)行采樣，差分放大器所采集到的電流采樣結(jié)果輸出到控制電路中，控制電路對(duì)輸入電流值進(jìn)行判定從而輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路。
[0010]作為一種改進(jìn)，所述系統(tǒng)電源由低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器和基準(zhǔn)源構(gòu)成，
所述低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器與并聯(lián)總線(xiàn)連接，用于將從并聯(lián)總線(xiàn)上接收到的電壓進(jìn)行降
壓；
所述基準(zhǔn)源與所述低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器連接，用于將降壓后的電壓進(jìn)行再次降低得到兩路不同的電壓基準(zhǔn)源，并將該兩路電壓基準(zhǔn)源發(fā)送至控制電路。
[0011]進(jìn)一步，所述控制電路由第一閾值比較單元和第二閾值比較單元和RS觸發(fā)器構(gòu)成，所述第一、第二閾值比較單元分別為:第一比較器、第二比較器；
所述差分放大器所輸出的電流采樣結(jié)果分別輸入到第一、第二比較器中；所述基準(zhǔn)源將一路電壓基準(zhǔn)源輸入至第一比較器中，將另一路電壓基準(zhǔn)源輸入至第二比較器中，第一、第二比較器的輸出端分別通過(guò)第二、第三上拉電阻接入RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路相接，所述RS觸發(fā)器由兩個(gè)或非門(mén)構(gòu)成。
[0012]作為另一種改進(jìn)，所述控制電路由微控制器和電平轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，所述微控制器分別與電流取樣電路和系統(tǒng)電源連接，所述第一、第二閾值比較單元設(shè)置于微控制器中，所述微控制器用于將電流取樣電路所采集的電流值與第一、第二閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的電平值；所述電平轉(zhuǎn)換器將微控制器所輸出的電平值進(jìn)行處理得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路。
[0013]進(jìn)一步，所述第一開(kāi)關(guān)管為:P溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管。
[0014]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多個(gè)并聯(lián)電源之間相互隔離的同時(shí)，具有較低的導(dǎo)通壓降以及功率損失，減少了電路自身的發(fā)熱量，從而降低系統(tǒng)散熱設(shè)計(jì)的難度；并且由于每一個(gè)電源的隔離是獨(dú)立設(shè)計(jì)的，可以進(jìn)行熱插拔，且當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)故障甚至短路時(shí)，也不影響其他電源的正常使用，適用性強(qiáng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為了易于說(shuō)明，本發(fā)明由下述的較佳實(shí)施例及附圖作詳細(xì)描述。[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種實(shí)施方式的電路原理圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的另一種實(shí)施方式的電路原理圖；
圖3為本發(fā)明中的并聯(lián)電路原理圖；
圖4為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖圖；
圖5為本發(fā)明一種實(shí)施方式的電路原理圖；
圖6為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的電路原理圖；
圖7為本發(fā)明一種實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖；
圖8為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖；
圖9為本發(fā)明的并聯(lián)電路中電流特性示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]請(qǐng)參閱圖3至圖9，本發(fā)明是一種多電源并聯(lián)輸入電路，包括:兩條或以上電源輸入支路，所述電源輸入支路之間相互并聯(lián)，并接入并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus ；
所述電源輸入支路包括:輸入電源以及與該輸入電源相接的并聯(lián)電路301，所述并聯(lián)電路301與該并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus相接，且每個(gè)并聯(lián)電路301均接地；
所述并聯(lián)電路301包括:開(kāi)關(guān)電路302、電流取樣電路304、控制電路305、系統(tǒng)電源306和驅(qū)動(dòng)電路303，所述開(kāi)關(guān)電路302與并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus和輸入電源相接，所述開(kāi)關(guān)電路302與并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus之間接有電流取樣電路304，所述電流取樣電路304用于采集輸入電源所輸出的電流值，并將該電流值輸送至控制電路305，所述控制電路305根據(jù)該電流值向驅(qū)動(dòng)電路303發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)電路303根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)電路302的開(kāi)關(guān)，所述系統(tǒng)電源306設(shè)置于控制電路305與并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus之間，其用于從并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus中獲取工作電壓，并利用該工作電壓為所述控制電路305進(jìn)行供電。
[0019]進(jìn)一步，所述輸入電源包括:電池和/或市電輸入電路；所述市電輸入電路包括:市電接入端，以及與該市電接入端相接的交直流轉(zhuǎn)換器501，所述交直流轉(zhuǎn)換器與并聯(lián)電路301相接；所述電池BTl的正極與并聯(lián)電路301相接，所述電池的負(fù)極接地。本發(fā)明能應(yīng)用于多個(gè)電池之間的并聯(lián)供電，也可以應(yīng)用于市電與電池之間的并聯(lián)供電。在本發(fā)明中由于所有并聯(lián)電池之間相互隔離，如果有電池出現(xiàn)故障甚至短路也不影響其他電池包的正常使用。
[0020]進(jìn)一步，所述控制電路305包括:第一閾值比較單元和第二閾值比較單元，所述控制電路305將電流取樣電路304所發(fā)送的電流值與第一、第二閾值比較單兀中的第一閾值1U第二閾值12進(jìn)行比較，當(dāng)該電流值小于第一閾值1l時(shí)，向驅(qū)動(dòng)電路303發(fā)送關(guān)閉開(kāi)關(guān)電路302的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)該電流值大于第二閾值12時(shí)，向驅(qū)動(dòng)電路303發(fā)送開(kāi)啟開(kāi)關(guān)電路302的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。為了避免在某個(gè)電流點(diǎn)附近并聯(lián)電路反復(fù)地進(jìn)行切換，同時(shí)也為了提高系統(tǒng)抗干擾的能力，1l與12應(yīng)該有一定的滯回。其中1l為當(dāng)電池包的輸出電流小于此值時(shí)并聯(lián)電路關(guān)閉o2為當(dāng)電池包的輸出電流大于此值時(shí)并聯(lián)電路開(kāi)啟。
[0021]進(jìn)一步，所述開(kāi)關(guān)電路302由第一開(kāi)關(guān)管Ql和第一上拉電阻Rl構(gòu)成；所述電流取樣電路304由電流取樣電阻R2和差分放大器Ul構(gòu)成；所述驅(qū)動(dòng)電路303由第二開(kāi)關(guān)管Q2和放電電阻R3構(gòu)成；
所述輸入電源連接至第一開(kāi)關(guān)管Ql的漏極，所述第一上拉電阻Rl連接于第一開(kāi)關(guān)管Ql的源極與柵極之間，第一開(kāi)關(guān)管Ql的源極與電流取樣電阻R2的一端串聯(lián)，電流取樣電阻R2另一端連接至并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus ;第二開(kāi)關(guān)管Q2的漏極連接至第一開(kāi)關(guān)管Ql的柵極，第二開(kāi)關(guān)管Q2的源極直接接地，第二開(kāi)關(guān)管Q2的柵極與地線(xiàn)之間連接一個(gè)放電電阻R3 ;差分放大器Ul對(duì)電流取樣電阻R2兩端的電流進(jìn)行采樣，差分放大器Ul所采集到的電流采樣結(jié)果輸出到控制電路305中?？刂齐娐?05對(duì)輸入電流值進(jìn)行判定從而輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)EN到驅(qū)動(dòng)電路303。通過(guò)電流取樣電路304對(duì)電池包BTl的輸出電流1進(jìn)行取樣，再將取樣電流送到控制電路305中進(jìn)行判定，當(dāng)輸出電流1大于12時(shí)開(kāi)啟開(kāi)關(guān)電路302以降低導(dǎo)通損耗，當(dāng)輸出電流小于1l時(shí)關(guān)閉開(kāi)關(guān)管701。關(guān)閉開(kāi)關(guān)電路302后利用第一開(kāi)關(guān)管Ql的體二極管向并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus提供電能，此體二極管也可以防止出現(xiàn)電流1的反向流動(dòng)，即防止電池之間相互充電，實(shí)現(xiàn)電池包之間的有效隔離。該并聯(lián)電路主要通過(guò)對(duì)輸出電流1進(jìn)行檢測(cè)，從而來(lái)決定開(kāi)啟與關(guān)斷第一開(kāi)關(guān)管Ql。當(dāng)電池包BTl的輸出電流1大于12時(shí)，控制電路305的驅(qū)動(dòng)信號(hào)EN將輸出高電平VI，從而開(kāi)啟第二開(kāi)關(guān)管Q2，即將第一開(kāi)關(guān)管Ql的柵極拉至電池包BTl的負(fù)極端。由于第一開(kāi)關(guān)管Ql為P溝道的MOS管，所以第一開(kāi)關(guān)管Ql完全導(dǎo)通。當(dāng)電池BTl的輸出電流1小于1l時(shí)，控制電路305的驅(qū)動(dòng)信號(hào)EN將輸出低電平0V，從而關(guān)閉第二開(kāi)關(guān)管Q2，即將第一開(kāi)關(guān)管Ql的柵極與電池BTl的負(fù)極斷開(kāi)連接。由于第一開(kāi)關(guān)管Ql的柵極與源極有一第一上拉電阻Rl相連，所以第一開(kāi)關(guān)管Ql的柵極電壓便與源極電壓一致。由于第一開(kāi)關(guān)管Ql為P溝道的MOS管，所以第一開(kāi)關(guān)管Ql截止。
[0022]作為一種改進(jìn)，所述系統(tǒng)電源306由低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LD0)803和基準(zhǔn)源804構(gòu)成，
所述低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LDO) 803與并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus連接，用于將從并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus上接收到的電壓進(jìn)行降壓；
所述基準(zhǔn)源804與所述低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器803連接，用于將降壓后的電壓進(jìn)行再次降低得到兩路不同的電壓基準(zhǔn)源Vref_l、Vref_2，其中Vref_l用于控制電路305中RS觸發(fā)器的置O比較，其中Vref_2用于控制電路305中RS觸發(fā)器的置I比較，并將該兩路電壓基準(zhǔn)源發(fā)送至控制電路305。
[0023]進(jìn)一步，所述控制電路305由第一閾值比較單元和第二閾值比較單元和RS觸發(fā)器構(gòu)成，所述第一、第二閾值比較單元分別為:第一比較器、第二比較器；
所述差分放大器Ul所輸出的電流采樣結(jié)果分別輸入到第一、第二比較器中；所述基準(zhǔn)源將一路電壓基準(zhǔn)源輸入至第一比較器中，將另一路電壓基準(zhǔn)源輸入至第二比較器中，第一、第二比較器的輸出端分別通過(guò)第二、第三上拉電阻接入RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路303相接，所述RS觸發(fā)器由兩個(gè)或非門(mén)構(gòu)成。
[0024]其具體工作原理為:當(dāng)并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus低于電池BTl的電壓時(shí)，BTl將通過(guò)第一開(kāi)關(guān)管Ql的體二極管向VCC-Bus放電，通過(guò)電流取樣電阻R2對(duì)輸出電流1進(jìn)行檢測(cè)，此電流在電流取樣電阻R2上產(chǎn)生的電壓降再經(jīng)差分放大器Ul放大A倍后，其中A為差分放大器Ul的放大倍數(shù)，如果此值大于第二比較器U3的參考電壓Vref_2，將使得第二比較器U3輸出高電平從而觸發(fā)由或非門(mén)構(gòu)成的RS觸發(fā)器置位，即RS觸發(fā)器輸出使能信號(hào)EN為VI。電壓為Vl的使能信號(hào)EN引發(fā)由第二開(kāi)關(guān)管Q2構(gòu)成的N-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路工作，即第二開(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通。此時(shí)將拉低第一開(kāi)關(guān)管Ql的柵極，從而使得第一開(kāi)關(guān)管Ql開(kāi)通并得到極低的導(dǎo)通電阻。
[0025]當(dāng)總線(xiàn)電壓VCC-Bus逐漸接近于電池BTl的電壓時(shí)，通過(guò)電流取樣電阻R2的電流值會(huì)逐漸減小，如果此值經(jīng)差分放大器Ul放大A倍后小于第一比較器U2的參考電壓Vref_l，將使得第一比較器U2輸出高電平從而使RS觸發(fā)器置零，即RS觸發(fā)器輸出使能信號(hào)EN為0V。OV的EN使能信號(hào)引發(fā)第二開(kāi)關(guān)管Q2關(guān)閉，由于第一上拉電阻Rl的上拉作用，使得第一開(kāi)關(guān)管Ql關(guān)閉，即BTl通過(guò)第一開(kāi)關(guān)管Ql的體二極管向并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus提供電能。如果并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus繼續(xù)升高以致超過(guò)BTl的電壓，由于體二極管發(fā)生反偏，所以BTl不再向并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus提供電能。與此同時(shí)，并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus也不能向電池包BTl提供電能。通過(guò)此種設(shè)計(jì)使電池包BTl得到了很好地保護(hù)，同時(shí)又能使每個(gè)電池包盡其所能地為并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus提供電能，即使并聯(lián)系統(tǒng)中有一個(gè)電池包發(fā)生故障，甚至短路也不會(huì)影響到其他并聯(lián)電池包的正常使用。
[0026]作為另一種改進(jìn)，所述控制電路305由微控制器和電平轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，所述微控制器分別與電流取樣電路304和系統(tǒng)電源306連接，所述第一、第二閾值比較單元設(shè)置于微控制器中，所述微控制器用于將電流取樣電路304所采集的電流值與第一、第二閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的電平值；所述電平轉(zhuǎn)換器將微控制器所輸出的電平值進(jìn)行處理得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路303。
[0027]進(jìn)一步，所述第一開(kāi)關(guān)管Ql為:P溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(P-M0SFET)，其開(kāi)啟時(shí)的正向?qū)▔航禐?*RDS，其中1為電池包的輸出電流，Rds為P-MOSFET的導(dǎo)通電阻，P-MOSFET的功率損耗約為12*Rds。以目前半導(dǎo)體器件的工藝水平，可以將功率P-MOSFET的導(dǎo)通電阻做的相當(dāng)?shù)停?0V左右的耐壓時(shí)導(dǎo)通電阻可以達(dá)到3_5πιΩ以下。如果按3πιΩ電阻導(dǎo)通來(lái)計(jì)算，3Α輸出時(shí)，此處損耗功率約為27mW，而與之對(duì)應(yīng)的肖特基二極管MBR540卻會(huì)產(chǎn)生0.5V的壓降，其損耗約為1.5W，P-MOSFET的功率損耗為二極管隔離損耗的1/55。二極管的損耗與輸出電流成正比，如果二極管輸出更大的電流時(shí)將會(huì)更加嚴(yán)重的功率損耗。P-MOSFET的損耗與輸出電流成平方關(guān)系，由于其導(dǎo)通電阻較小，在電流不是相當(dāng)大的條件下?lián)p耗是比較小的。當(dāng)然為了進(jìn)一步降低損耗可以并聯(lián)多個(gè)MOSFET來(lái)降低其導(dǎo)通電阻，同時(shí)隨著半導(dǎo)體工藝的逐漸發(fā)展P-MOSFET的導(dǎo)通電阻也會(huì)逐漸降低，從而更大程度地降低此處的功率損耗。
[0028]其具體的實(shí)施方式為:通過(guò)差分放大器Ul對(duì)流經(jīng)電流取樣電阻R2兩端的電流1進(jìn)行采樣，送到控制電路305中進(jìn)行判定處理。如果采樣電流1大于12時(shí)，微控制器905的輸出端將輸出高電平，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換904處理后(主要用于隔離與轉(zhuǎn)換)得到使能驅(qū)動(dòng)信號(hào)EN，此驅(qū)動(dòng)信號(hào)EN將開(kāi)啟第二開(kāi)關(guān)管Q2。由于第二開(kāi)關(guān)管Q2的開(kāi)啟，使得第一開(kāi)關(guān)管Ql的柵極被拉低，從而使得第一開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通并得到極低的開(kāi)通損耗。如果通過(guò)AD得到的米樣電流小于1l,微控制器905的輸出端將輸出低電平,經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換904處理后將關(guān)閉開(kāi)關(guān)管Q2，即BTl通過(guò)第一開(kāi)關(guān)管Ql的體二極管向并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus提供電能。如果并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus繼續(xù)升高以致超過(guò)BTl的電壓，由于體二極管發(fā)生反偏，BTl不再向并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus提供電能。與此同時(shí)，并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus也不能向電池包BTl提供電能。如同基于模擬與數(shù)字電路的實(shí)施方式一樣，通過(guò)此種設(shè)計(jì)使電池包得到了很好地保護(hù)，同時(shí)又能使每個(gè)電池包盡其所能地為并聯(lián)總線(xiàn)VCC-Bus提供電能，即使并聯(lián)系統(tǒng)中有一個(gè)電池包發(fā)生故障，甚至短路也不會(huì)影響到其他并聯(lián)電池包的正常使用。
[0029]由于引入微控制器，在軟件上可以更加靈活地對(duì)并聯(lián)電路的開(kāi)啟電流12與關(guān)閉電流1l進(jìn)行設(shè)定。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多電源并聯(lián)輸入電路，其特征在于，包括:兩條或以上電源輸入支路，所述電源輸入支路之間相互并聯(lián)，并接入并聯(lián)總線(xiàn)； 所述電源輸入支路包括:輸入電源以及與該輸入電源相接的并聯(lián)電路，所述并聯(lián)電路與該并聯(lián)總線(xiàn)相接，且每個(gè)并聯(lián)電路均接地； 所述并聯(lián)電路包括:開(kāi)關(guān)電路、電流取樣電路、控制電路、系統(tǒng)電源和驅(qū)動(dòng)電路，所述開(kāi)關(guān)電路與并聯(lián)總線(xiàn)和輸入電源相接，所述開(kāi)關(guān)電路與并聯(lián)總線(xiàn)之間接有電流取樣電路，所述電流取樣電路用于采集輸入電源所輸出的電流值，并將該電流值輸送至控制電路，所述控制電路根據(jù)該電流值向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)，所述系統(tǒng)電源設(shè)置于控制電路與并聯(lián)總線(xiàn)之間，其用于從并聯(lián)總線(xiàn)中獲取工作電壓，并利用該工作電壓為所述控制電路進(jìn)行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源并聯(lián)輸入電路，其特征在于，所述輸入電源包括:電池和/或市電輸入電路；所述市電輸入電路包括:市電接入端，以及與該市電接入端相接的交直流轉(zhuǎn)換器，所述交直流轉(zhuǎn)換器與并聯(lián)電路相接；所述電池的正極與并聯(lián)電路相接，所述電池的負(fù)極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多電源并聯(lián)輸入電路，其特征在于，所述控制電路包括--第一閾值比較單元和第二閾值比較單元，所述控制電路將電流取樣電路所發(fā)送的電流值與第一、第二閾值比較單元中的第一、第二閾值進(jìn)行比較，當(dāng)該電流值小于第一閾值時(shí)，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送關(guān)閉開(kāi)關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)該電流值大于第二閾值時(shí)，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送開(kāi)啟開(kāi)關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多電源并聯(lián)輸入電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電路由第一開(kāi)關(guān)管和第一上拉電阻構(gòu)成；所述電流取樣電路由電流取樣電阻和差分放大器構(gòu)成；所述驅(qū)動(dòng)電路由第二開(kāi)關(guān)管和放電電阻構(gòu)成； 所述輸入電源連接至第一開(kāi)關(guān)管的漏極，所述第一上拉電阻連接于第一開(kāi)關(guān)管的源極與柵極之間，第一開(kāi)關(guān)管的源極與電流取樣電阻的一端串聯(lián)，電流取樣電阻另一端連接至并聯(lián)總線(xiàn)；第二開(kāi)關(guān)管的漏極連接至第一開(kāi)關(guān)管的柵極，第二開(kāi)關(guān)管的源極直接接地，第二開(kāi)關(guān)管的柵極與地線(xiàn)之間連接一個(gè)放電電阻；差分放大器對(duì)電流取樣電阻兩端的電流進(jìn)行采樣，差分放大器所采集到的電流采樣結(jié)果輸出到控制電路中， 控制電路對(duì)輸入電流值進(jìn)行判定從而輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多電源并聯(lián)輸入電路，其特征在于，所述系統(tǒng)電源由低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器和基準(zhǔn)源構(gòu)成， 所述低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器與并聯(lián)總線(xiàn)連接，用于將從并聯(lián)總線(xiàn)上接收到的電壓進(jìn)行降壓； 所述基準(zhǔn)源與所述低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器連接，用于將降壓后的電壓進(jìn)行再次降低得到兩路不同的電壓基準(zhǔn)源，并將該兩路電壓基準(zhǔn)源發(fā)送至控制電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多電源并聯(lián)輸入電路，其特征在于，所述控制電路由第一閾值比較單元和第二閾值比較單元和RS觸發(fā)器構(gòu)成，所述第一、第二閾值比較單元分別為:第一比較器、第二比較器； 所述差分放大 器所輸出的電流采樣結(jié)果分別輸入到第一、第二比較器中；所述基準(zhǔn)源將一路電壓基準(zhǔn)源輸入至第一比較器中，將另一路電壓基準(zhǔn)源輸入至第二比較器中，第一、第二比較器的輸出端分別通過(guò)第二、第三上拉電阻接入RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路相接，所述RS觸發(fā)器由兩個(gè)或非門(mén)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多電源并聯(lián)輸入電路，其特征在于，所述控制電路由微控制器和電平轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，所述微控制器分別與電流取樣電路和系統(tǒng)電源連接，所述第一、第二閾值比較單元設(shè)置于微控制器中，所述微控制器用于將電流取樣電路所采集的電流值與第一、第二閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的電平值；所述電平轉(zhuǎn)換器將微控制器所輸出的電平值進(jìn)行處理得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的多電源并聯(lián)輸入電路， 其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)管為:P溝道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK103915882SQ201410126178
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】王賢江, 胡振營(yíng) 申請(qǐng)人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司