专利名称：一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其是电动汽车动力锂电池组的控制器的电 源电路，具体为一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路。
背景技术：
能源危机和环境污染的加剧促使人们研究节能环保的汽车，电动汽车的发展愈加 迅速。锂电池组为电动汽车提供动力，电池管理系统对锂电池组进行监控和控制。电动汽车 动力锂电池组由数十上百节单体电池串联而成，电池管理系统的电源由外部电池提供。现 有的技术中，无论电动汽车是在行驶过程中还是处在停放状态，电池管理系统都处在工作 状态，其系统电路对动力锂电池电量的消耗是十分可观的。电动汽车电池管理系统电路复 杂，电子器件众多，功耗很大，当电动汽车长时间停放时管理系统处在工作状态消耗电池大 量电量，是对电池组电量的极大浪费。长时间如此会造成锂电池寿命降低。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，以解决现有技 术的电动汽车长时间停放会导致电池寿命降低的问题。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于包括有电源驱动电路、自锁 信号产生电路、周期性实时信号产生电路，所述电源驱动电路引入外部key信号，所述自锁 信号产生电路、周期性实时信号产生电路的信号输出线分别接入所述电源驱动电路。所述的一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于所述自锁信号产生 电路包括三极管Q2、微处理器U4，所述三极管Q2发射极接地，基极引入外部key信号，三极 管Q2通过上拉电阻接外部供电电源Vp，所述三极管Q2的集电极与微处理器的信号输入端 电连接，所述微处理器的信号输出端上有信号输出线引出接入所述电源驱动电路，输出自 锁LOCK信号。所述的一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于所述周期性实时信 号产生电路包括实时时钟芯片U2、光电耦合器U3、三极管Q3，所述实时时钟芯片U2的中断 信号输出端_通过电阻R3接入三极管Q3的基极，光耦合器U3的引脚1接三极管Q3的集 电极，引脚2接地，引脚4接外部供电电源Vp，引脚3上有信号输出线引出接入所述电源驱 动电路，输出周期性唤醒TIMEINT信号。 所述的一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于所述电源驱动电路 包括三极管Q1、电压芯片U1、所述三极管Ql的基极接入有三个并联的开关二极管Dl、D2、 D3，所述外部key信号、自锁LOCK信号、周期性唤醒TIMEINT信号分别一一对应通过开关二 极管D1、D2、D3送入三极管Q1，所述三极管Ql发射极接地，集电极通过上拉电阻Rl接外部 供电电源Vp，所述三极管Ql的集电极还通过开关二极管D4与电压芯片Ul的CTRL引脚电 连接，所述电压芯片Ul的VIN引脚接外部供电电源Vp，+Vo弓丨脚、-Vo弓丨脚为输出端引脚。[0009]本实用新型中，当电动汽车处在行驶状态需要电池管理系统处在运行状态时，开 启电源电路为其供电；当电动汽车静置时，关闭电源电路，由周期性时钟信号唤醒电源电路 进行自检，自检结束后关闭电源。因此仅仅在电动汽车工作时电池控制电路处在耗能状态， 其他绝大多数时间电池控制电路均处在关闭状态不消耗电能。因此，与已有技术相比，本实 用新型极大地降低了整个系统的功耗，节约了能源。
图1为本实用新型的电源驱动电路原理图。图2为本实用新型的自锁信号产生原理图。图3为本实用新型的周期性时钟信号产生电路原理图。
具体实施方式
如图1所示。在电源驱动电路中，三个开关二极管Dl、D2和D3并联后接入NPN型 三极管Ql的基极，三极管Ql的集电极接一个上拉电阻Rl后与外部供电电源Vp相接，三极 管Ql的发射极接地；外部供电电源Vp为24V，内部控制电路需要的驱动电压为5V，因此本 实施例中选用型号为PWB2405的高隔离电源芯片Ul为内部控制电路提供电源。三极管Ql 集电极连接一个开关二极管D4，接到电源芯片Ul的引脚CTRL，用来控制电源芯片Ul的开 启和关断。电源芯片Ul的GND为接地引脚，接入地；输入引脚VIN，接外部供电电源Vp，正 负输出引脚士Vo输出的电压分别为士5V。在开关二极管D1、D2和D3的正极端分别接周 期性唤醒TIME INT信号端、自锁LOCK信号端和外部Key信号端。如图2所示。自锁信号由微处理器U4发生，微处理器U4通过ON信号处在高电平 或是低电平决定是否开启自锁信号。设置一个NPN型三极管Q2，外部Key信号接入三极管 Q2的基极，三极管Q2的集电极串接一个上拉电阻R2后接5V电源VCC，三极管Q2的发射极 接地，在三极管Q2的集电极接出ON信号。若ON信号为高电平则微处理器U4输出自锁LOCK 信号，否则不输出自锁LOCK信号。本实施例中微处理器U4采用Atmel公司的AVRmaga128 的微处理器。如图3所示。实时时钟芯片U2采用型号为DS1305的串行实时时钟芯片，实时时 钟芯片U2提供了一个完整的时钟日历，实时时钟芯片U2支持多电源供电，既可以由VCC1， VCC2接口接外部电源供电，也可以通过后备的电池接Vbat接口供电。它提供可编程的时 间中断，可方便地通过SPI与外界通信。当计时结束，—输出中断信号，之后通过一个PNP 三极管Q3后接入型号为TLP521的光耦合器U3。目接口串接一个电阻R3后接入Q3的基 极，发射极接电源Vtime。光耦合器TLP521引脚1接PNP三极管Q3的集电极，引脚2接地； 引脚3接24V电源Vp，引脚4为输出脚，输出周期性唤醒TIMEINT信号。控制方式电源电路开启为控制系统供电有两种方式，一种是外部信号驱动，一种是内部时 钟自检信号驱动。第一种方式是外部信号驱动。首先将外部Key信号拉高为高电平，二极管D3和三 极管Ql均导通，因为上拉电阻Rl的存在，三极管Ql的集电极为低电平，开关二极管D4关 闭，电源芯片Ul的CTRL端为高阻态，芯片正常输出，为内部控制系统供电。与此同时，由于外部Key信号为高电平，NPN型三极管Q2也处于导通状态，输出ON为低电平，微处理器U4 据此判断此次电源开启为外部信号驱动，自锁LOCK信号依然处于低电平的截止状态。第二种方式为周期性时钟信号驱动的自检，当电动汽车静置时，控制系统应处于 关断状态，以降低功耗。为了保证整个系统处于正常状态，每隔一段时间开启控制系统进行 巡查自检，及时发现异常。自检信号为一个周期性的时钟信号，由实时时钟芯片U2提供。实 时时钟芯片U2是可编程的时钟芯片，可设置计时中断(比如设置为10分钟)，当计时截止 时通过·输出低电平中断信号。■连接的是PNP型三极管Q3的基极，中断时输出·低 电平信号，Q3导通，光耦合器TLP521开启，引脚4输出的TIME_INT信号变为高电平，这是 一个脉冲信号。从图1中可见，周期性唤醒TIME INT拉为高电平后开关二极管Dl导通和 三极管Ql导通，电源电路开启，进行自检。周期性唤醒TIME INT信号为一个脉冲信号，无 法一直保持高电平，因此需要一个锁定信号锁定电源，直至自检结束。此种方式驱动电源开启时，外部Key信号处于低电平，由图2可见三极管Q2关断， ON信号为高电平信号。微处理器U4检测到ON信号为高电平，输出一个高电平的自锁LOCK 信号，此时开关二极管D2和三极管Ql导通，锁定电源电路处于开启状态。当自检完成时， 微处理器U4将自锁LOCK信号拉低，关断电源。 本实用新型是在控制系统工作时开启电源为其供电，当控制系统不需要一直开启 时将电源关断，定时的开启电源进行周期性自检，及时发现系统异常状况。通过这种方式， 当电动汽车静置时，关闭系统电源，只对电源管理系统控制电路进行周期唤醒的自检，极大 地降低了控制系统的功耗，降低了对电池能量的消耗，延长了电池寿命。
权利要求1.一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于包括有电源驱动电路、自锁 信号产生电路、周期性实时信号产生电路，所述电源驱动电路引入外部key信号，所述自锁 信号产生电路、周期性实时信号产生电路的信号输出线分别接入所述电源驱动电路。
2.根据权利要求1所述的一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于所述 自锁信号产生电路包括三极管Q2、微处理器U4，所述三极管Q2发射极接地，基极引入外部 key信号，三极管Q2通过上拉电阻接外部供电电源Vp，所述三极管Q2的集电极与微处理器 的信号输入端电连接，所述微处理器的信号输出端上有信号输出线引出接入所述电源驱动 电路，输出自锁LOCK信号。
3.根据权利要求1所述的一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于所述 周期性实时信号产生电路包括实时时钟芯片U2、光电耦合器U3、三极管Q3，所述实时时钟 芯片U2的中断信号输出端INTO通过电阻R3接入三极管Q3的基极，光耦合器U3的引脚1 接三极管Q3的集电极，引脚2接地，引脚4接外部供电电源Vp，引脚3上有信号输出线引出 接入所述电源驱动电路，输出周期性唤醒TIME INT信号。
4.根据权利要求1所述的一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，其特征在于所述 电源驱动电路包括三极管Ql、电压芯片Ul、所述三极管Ql的基极接入有三个并联的开关二 极管D1、D2、D3，所述外部key信号、自锁LOCK信号、周期性唤醒TIME INT信号分别一一对 应通过开关二极管Dl、D2、D3送入三极管Q1，所述三极管Ql发射极接地，集电极通过上拉 电阻Rl接外部供电电源Vp，所述三极管Ql的集电极还通过开关二极管D4与电压芯片Ul 的CTRL引脚电连接，所述电压芯片Ul的VIN引脚接外部供电电源Vp, +Vo引脚、-Vo引脚 为输出端引脚。
专利摘要本实用新型公开了一种具有自锁功能的周期唤醒电源电路，包括有电源驱动电路，由外部Key信号、自锁LOCK信号和周期性唤醒TIME INT信号共同控制，实现自锁和周期性唤醒的驱动方式；自锁信号产生电路，产生高电平自锁LOCK信号，用于锁定所述电源驱动电路；周期性实时信号产生电路，通过微处理器产生周期性唤醒TIME INT信号，用于开启电源驱动电路。本实用新型可以有效减少电池管理系统对动力锂电池电量的消耗，延长锂电池使用寿命。
文档编号H02M1/36GK201854053SQ20102056843
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者何耀, 刘兴涛, 詹昌辉, 陈宗海 申请人:合肥国轩高科动力能源有限公司, 安徽安凯国轩新能源汽车科技有限公司