本发明涉及动力电池加工技术领域,特别涉及一种高压锂电池BMS供电电路。
背景技术:
电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带,主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点,如存储能量少、串并联使用离散问题、使用安全性、电池电量估算困难等。电池的性能是很复杂的,不同类型的电池特性亦相差很大。BMS主要通过监控电池的状态,提高电池的利用率,防止电池出现过度充放电,延长电池的使用寿命。BMS供电电源来自锂电池本身,锂电池不可避免会产生功耗,长时间静置会造成电池过度放电。
传统BMS供电方式大至有三种:
1、直接通过LDO(例如:HT75**、LM78**等等)直接将电压降到到5V/3.3V给MCU后续电路供电。
2、于LDO降压芯片耐压不高,在多串锂电池高电压的时候需要通过三极管放大原理将电压降到30V以下,在通过LDO给MCU后续电路供电。。
3、多串锂电池高电压,可以通过采用DC-DC电源直接降到5V/3.3V给MCU后续电路供电。
传统BMS三种供电方式有以下的缺点,第1种的功耗可以做到很小5uA,但是耐压也只能做到30V左右;第2种的功耗也可以做到10uA,但是供电的电流很小,电压越高,电流越小,不过可以通过加大放大三极管的功率,提高电流;第3种在供压60V以下可以做到10uA,超过60V功耗就上升了达到1mA。
技术实现要素:
本发明为了解决上述技术问题,提供一种高压锂电池BMS供电电路,通过三极管放大电路,降低稳压电源的电压,减少空载时的电流。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种高压锂电池BMS供电电路,其特征是,所述高压锂电池的高压节点通过一个稳压管降压,所述高压节点连接三个NPN三极管,第一三极管的集电极连接所述高压节点,发射极连接至稳压芯片输入端,基极连接至第二三极管的发射极,第二三极管的集电极连接所述高压节点,基极连接至第三三极管的发射极,第三三极管的集电极连接所述高压节点,基极与所述高压节点之间连接一个第一电阻,调节所述第一电阻,使经过所述第一电阻的电流至预定值,使所述稳压芯片的输出的BMS供电电流达至预定值。
进一步,所述稳压管为60V稳压管。
进一步,所述第一三极管集电极与所述高压节点之间通过第二电阻连接;所述第二三极管集电极与所述高压节点之间通过第三电阻连接。
进一步,所述稳压芯片为TPS54160,所述稳压芯片的输出电压为5V或3.5V。
进一步,所述稳压芯片为60V的DC-DC稳压芯片,所述第三电阻的阻值使经过其两端的电流1uA,所述稳压芯片的功耗为10uA。
进一步,所述稳压芯片的输出端设有滤波电容。
本发明的有益效果是:
先通过三极管放大电路,将电压降到预定的60V,再采用DC-DC稳压电源将电压降下来,同时命名功耗降下来,降低电池损耗,降低成本。
附图说明
附图1是本发明的供电电路图。
具体实施方式
下面对本发明高压锂电池BMS供电电路的具体实施方式作详细说明。
参见附图1,高压锂电池BMS供电电路有锂电池串并联连接后,产生较高直流高压,一般会达到几十至几百伏,高压锂电池的高压节点通过一个稳压管ZD1降压。以稳压芯片TPS54160为例,其耐压值为60V,稳压管ZD1采用60V的稳压管。
锂电池的高压节点连接三个NPN三极管,第一三极管Q1的集电极连接高压节点,发射极连接至稳压芯片输入端,基极连接至第二三极管Q2的发射极,第二三极管Q2的集电极通过第二电阻R2连接高压节点,基极连接至第三三极管Q3的发射极,第三三极管Q3的集电极连接通过第三电阻R3高压节点,基极与高压节点之间连接一个第一电阻R1,调节第一电阻R1,使经过第一电阻R1的电流至预定值,使稳压芯片的输出的BMS供电电流达至预定值,稳压芯片的输出电压为5V或3.5V。在稳压芯片的输出端还设有滤波电容C1和C2。
下面通过附图1以实例形式进行说明,三极管放大电路,通过第二三极管Q2与第三三极管Q3组成达林顿管增大第一三极管Q1的Ib的电流,稳压管ZD1将A点的电压钳位到大约58V在DC-DC电源IC耐压承受范围内,调整第一电阻R1的阻值,使经过第一电阻R1两端的电流1uA。
60V的DC-DC的电路IC选择低功耗的(例如TPS54160等),整下60V的DC-DC电路的功耗也大概在10uA(无负载)。
本方案的电路是串联的,整个电路就是60V的DC-DC稳压芯片的无载功耗也就10uA;若是加下后面MCU的眠时的50uA电流,算上DC-DC的转换效率,那么BMS的眠时的功耗也就45uA。
本专利的电路的带载能力输出电流Io是由三极管第一三极管Q1的封装功率W,电池的最高电压Vbat与输出电压Vo决定的,Io=VA*W*η/((Vbat-VA)*Vo)其中η是DC-DC电源的转换效率.例如第一三极管Q1能过1W,锂电池18串最高电压75.6V,DC-DC的转换效率为0.8,输出电压5V,那Io=527mA。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。