一种断线检测电路以及电源装置的制作方法

本申请涉及电池管理技术领域，特别是涉及一种断线检测电路以及电源装置。

背景技术：

现有技术中锂电池保护系统中需要断线检测功能，确保电池状态处于监控中，对于多串锂电池应用，往往需要具有均衡功能。传统方案中，为了保证低功耗，断线的电池端子拉电流的过程时间较长，在此过程中会触发芯片的均衡功能，导致无法正确检测断线。为了避开均衡功能的影响，若采用加大电流来缩短断线检测时间，又会造成芯片实际功耗的增加，因此传统的方法无法在均衡电路中检测断线。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是提供一种断线检测电路以及电源装置，能够解决现有的无法检测出均衡电路断线的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种断线检测电路，断线检测电路应用于电池组的均衡电路，电池组包括多个串联连接的电池，均衡电路至少包括多个均衡开关，与多个电池对应设置，均衡开关耦接与均衡开关对应的电池的两端；断线检测电路至少包括多个比较器，与多个均衡开关对应设置，比较器耦接与比较器对应的均衡开关的两端，比较器用于在均衡开关闭合时比较均衡开关的两端的电压差，以根据比较器的比较结果检测出均衡电路断线。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电源装置，该电源装置包括上述方案中任意一项所述的断线检测电路。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种断线检测电路，断线检测电路应用于电池组的均衡电路，电池组包括多个串联连接的电池，均衡电路至少包括多个均衡开关，与多个电池对应设置，均衡开关耦接与均衡开关对应的电池的两端；断线检测电路至少包括多个比较器，与多个均衡开关对应设置，比较器耦接与比较器对应的均衡开关的两端，比较器用于在均衡开关闭合时比较均衡开关的两端的电压差，以根据比较器的比较结果检测出均衡电路断线，因此可以在均衡电路中检测出是否断线。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请一种断线检测电路一实施例的电路结构示意图；

图2是本申请一种断线检测电路另一实施例的电路结构示意图；

图3是本申请一种电源装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1是本申请一种断线检测电路一实施例的电路结构示意图。本实施例所揭示的断线检测电路100应用于电池组210的均衡电路200，电池组210包括多个串联连接的电池211，均衡电路200至少包括多个均衡开关220，断线检测电路100至少包括多个比较器110。

其中，电池组210中电池211的种类可以是镉镍电池、氢镍电池、锂电池等等，具体不做限定，在本实施例中以锂电池为例进行说明。均衡电路200用于对电池组210中电池211的电量进行均衡，即通过控制均衡开关220的闭合和断开来均衡电池211的电量。

本申请中通过均衡电路200对电池组210进行均衡，其中，均衡电路200至少包括与电池组210中多个串联连接的电池211对应设置的多个均衡开关220，均衡开关220耦接在与均衡开关220对应的电池211 的两端，即均衡开关220并联设置在与均衡开关220对应的电池211上，通过控制多个均衡开关220的开启和闭合来控制与均衡开关220相对应的电池211的均衡。

断线检测电路100至少包括与多个均衡开关220对应设置的多个比较器110，比较器110耦接与比较器110对应的均衡开关220的两端，即比较器110同样也耦接在与均衡开关220对应的电池211的两端，因此，比较器110可以用于在均衡开关220闭合时比较均衡开关220的两端的电压差，从而比较与均衡开关220对应的电池211的两端的电压差，以根据比较器110的比较结果检测出均衡电路200是否存在断线。

比较器110在断线检测电路100在中起到监控的作用，即比较器110 按一定的规律比较均衡开关220两端的电压差，例如每隔3秒比较一次均衡开关220两端的电压差，或者每隔10秒比较一次均衡开关220两端的电压差，此处不做限定。在均衡开关220闭合时，比较器110的比较结果为均衡开关220的两端的电压差小于或等于预设的阈值，此时断线检测电路100检测出均衡电路200中出现断线，并且断开与比较器110 对应的均衡开关220。

下面以A点、B点为例进行说明：当B点出现断线230(图中以虚线表示)，为保证均衡电路200中电量的均衡，A点、B点之间的均衡开关221闭合，此时A点、B点的电压值接近，均衡开关221对应的比较器111比较A点、B点之间的电压差，均衡开关221对应的比较器111 的比较结果为均衡开关221的两端的电压差小于或等于预设的阈值时，断线检测电路100检测出均衡电路200中的A点或B点出现断线，并且断开与比较器111对应的均衡开关221。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种断线检测电路100，断线检测电路100应用于电池组210的均衡电路200，电池组210包括多个串联连接的电池211，均衡电路200至少包括多个均衡开关220，与多个电池211对应设置，均衡开关220耦接与均衡开关220对应的电池211的两端，以控制与均衡开关220对应的电池211 的均衡状态；断线检测电路100至少包括与多个均衡开关220对应设置的多个比较器110，比较器110耦接与比较器110对应的均衡开关220 的两端，比较器110用于在均衡开关220闭合时比较均衡开关220的两端的电压差，从而比较与均衡开关220对应的电池211的两端的电压差，以根据比较器110的比较结果检测出均衡电路200是否存在断线，即比较器110的比较结果为均衡开关220的两端的电压差小于或等于预设的阈值，此时断线检测电路100检测出均衡电路200中出现断线，并且断开与比较器110对应的均衡开关220。

上述实施方式可以检测出均衡电路200出现断线，但并不能确定是哪里断线，因此在上述实施例的基础上，本申请提出一种断线检测电路 100的另一实施例，能够检测出均衡电路200哪里出现的断线，具体请参阅图2，图2是本申请一种断线检测电路100另一实施例的电路结构示意图。本实施例所揭示的断线检测电路100应用于电池组210的均衡电路200，电池组210包括多个串联连接的电池211，均衡电路200至少包括多个均衡开关220，断线检测电路100至少包括多个比较器110。

在均衡开关210闭合时，比较器110比较均衡开关210的两端的电压差，比较器110的比较结果为均衡开关220的两端的电压差大于预设的阈值，此时可判断出电池组210的均衡电路200并没有出现断线，则均衡开关220保持闭合，均衡电路200正常工作。以A点、B点为例进行说明，若电池211对应的均衡开关221闭合时，比较器111比较均衡开关221的两端A点、B点的电压，比较结果为A点、B点之间的电压差大于预设的阈值，此时判断出电池组210的均衡电路200并没有出现断线，则均衡开关221保持闭合。

相应的，在均衡开关220闭合时，通过比较器110比较均衡开关220 的两端的电压差，若比较器110的比较结果为均衡开关220的两端的电压差小于或等于预设的阈值，则通过断线检测电路100检测出均衡电路 200断线，并且断开与比较器110对应的均衡开关220，即暂停均衡功能后通过断线检测电路100对均衡电路200检测。

断线检测电路100还可以包括多个下拉电路120，均衡开关220的一端连接下拉电路120，即多个串联连接的电池211对应设置多个下拉电路120。在断开与比较器110对应的均衡开关220之后，下拉电路120 用于下拉均衡开关220的端电压，下拉电路120包括恒流源130，恒流源130的一端与均衡开关220的一端连接，恒流源130的另一端接地，下拉电路120还可以通过其他方式下拉均衡开关220的端电压，例如下拉电路120包括下拉电阻或恒压源。

对于现有具有均衡功能的多个串联连接的锂电池应用，传统方案中，检测芯片的功耗一般在10～20uA，电池端子的输入电流一般小于 0.5uμA，电池端子外面的滤波电容一般是0.1uF，使用100nA左右的电流，若变化一节电池4V的电压，为了保证检测芯片的低功耗，断线的电池端子下拉电流的过程大致需要4s，时间较长，在此过程中会触发均衡功能，导致无法在均衡电路中检测断线，而本申请中的断线检测电路 100在保证低功耗的前提下，相应设置了多个均衡开关220，能够在断线检测时根据需求断开相应均衡开关220以关闭均衡功能，从而避开了均衡的影响，因此本实施例中带均衡功能的锂电池保护电路的断线检测可被广泛应用于电池管理、工业控制、通信、消费电子等方面，对于这些应用的芯片级实现尤其具有重要意义。

多个均衡开关220可以包括奇数均衡开关和偶数均衡开关，奇数均衡开关和偶数均衡开关轮流闭合以实现均衡电路200的均衡。在本实施例中，均衡电路200可以有多种实现方式，保证相邻两个均衡开关220 不同时闭合即可，例如，奇偶通道均衡，当多个均衡开关220包括奇数均衡开关和偶数均衡开关时，奇数均衡开关和偶数均衡开关轮流闭合以实现均衡电路200的均衡；轮流均衡，若存在几个串联连接的电池211 需要均衡，则会按照一定的顺序依次分别开启均衡开关220。其中，均衡开关220可以采用MOS管，均衡开关220的实现方式具体不做限定。

在本实施方式中，断线检测电路100既可以在电池组210的均衡电路200开启均衡状态时进行检测，也可以在非均衡状态时进行检测。

在均衡开关220断开时，比较器110的比较结果为均衡开关220的两端的电压差大于预设的阈值，则闭合均衡开关220，此时解除断线状态。

下面以A点、B点、C点为例进行说明：当相邻的电池211、电池 212同时处于均衡状态时，且电池211、电池212对应的均衡开关221 与均衡开关222均处于闭合状态，当B点出现断线230，则B点的下拉电路121会将B点的电压下拉至地，即B点的电压值为0V，而A点的电压值必然大于0V，因此A点和B点的电压差变大，从而均衡电路200 可判断出均衡开关221对应的电池211需要进行均衡。由于B点处发生断线，均衡时B点的电压会被均衡开关221拉至和A点电压接近，通过检测A点和B点之间的电压差可以判断出是否存在断线，即均衡开关 221对应的比较器111的比较结果为均衡开关221两端的A点和B点之间的电压差小于或等于预设的阈值时，则断线检测电路100检测出均衡电路200断线。当均衡状态结束后，均衡开关221与均衡开关222断开， B点的下拉电路121会将B点的电压下拉至地，即B点的电压值为0V，而相邻C点的电压值必然大于0V，通过比较器112检测B点和C点之间的电压差可以确认B点存在断线。当B点的断线处230接上后，均衡开关221对应的比较器111的比较结果为，均衡开关221的两端的电压差大于预设的阈值，则闭合均衡开关221，解除断线状态。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种断线检测电路100，断线检测电路100应用于电池组210的均衡电路200，电池组210包括多个串联连接的电池211，均衡电路200至少包括多个均衡开关220，与多个电池211对应设置，均衡开关220耦接与均衡开关220对应的电池211的两端，以控制与均衡开关220对应的电池211 的均衡状态；断线检测电路100至少包括与多个均衡开关220对应设置的多个比较器110，比较器110耦接与比较器110对应的均衡开关220 的两端，断线检测电路100还可以包括多个下拉电路120，下拉电路120 用于下拉均衡开关220的端电压，从而增大均衡开关220两端的电压差，比较器110用于在均衡开关220闭合时比较均衡开关220的两端的电压差，从而比较与均衡开关220对应的电池211的两端的电压差，以根据比较器110的比较结果检测出均衡电路200断线，若比较器110的比较结果为均衡开关220的两端的电压差小于或等于预设的阈值，则通过断线检测电路100检测出均衡电路200断线。

本申请提出一种电源装置，具体请参阅图3，图3是本申请一种电源装置一实施例的结构示意图，本实施例所揭示的电源装置300的具体电路结构示意图可参考图1或图2，在本实施例中，断线检测电路100 应用于电池组210的均衡电路200，电池组210包括多个串联连接的电池211，均衡电路200至少包括多个均衡开关220，断线检测电路100 至少包括多个比较器110。

断线检测电路100至少包括多个均衡开关220，多个均衡开关220 与多个电池211对应设置，均衡开关220耦接与均衡开关220对应的电池211的两端，多个比较器110与多个均衡开关220对应设置，比较器 110耦接与比较器110对应的均衡开关220的两端，即比较器110同样也耦接在与均衡开关220对应的电池211的两端，因此，比较器110可以用于在均衡开关220闭合时比较均衡开关220的两端的电压差，从而比较与均衡开关220对应的电池211的两端的电压差，以根据比较器110 的比较结果检测出均衡电路200是否存在断线。在均衡开关220闭合时，通过比较器110比较均衡开关220的两端的电压差，若比较器110的比较结果为均衡开关220的两端的电压差小于或等于预设的阈值，则通过断线检测电路100检测出均衡电路200断线，并且断开与比较器110对应的均衡开关220。

本实施例中具体实施方式与上述类似，此处不做赘述。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的电源装置300能够根据比较器110的比较结果检测出均衡电路200断线。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。