一种基于升降压的MCU监控电路的制作方法

一种基于升降压的mcu监控电路
技术领域
1.本实用新型涉及新能源电池的电源，具体是一种基于升降压的mcu监控电路。


背景技术：

2.在新能源汽车、无人机等应用上，电源是必不可少的一个重要部件，用于整个设备的充电储存电等，由于电池在使用时会有电流电压的输入输出，这些输入输出的信号一旦超过特定值，就会导致电池的损坏，另外，对于电池来说，散热是很重要的手段，如果温度过高就会直接报废。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种基于升降压的mcu监控电路，本实用新型能够在使用过程中实时监测输入电流、输入电压、输出电压、输出电流、温度采样值，当任一值出现异常时，主控芯片第一时间控制主功率回路关闭，保护整个电源的安全，提高使用安全性能。
4.为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于升降压的mcu监控电路，其特征在于：包括主控芯片、温度采集电路、输出电压采样电路、输入电压采样电路、输出电流采样电路、输入电流采样电路、关闭控制电路；
5.其中，所述主控芯片的4脚电连接所述温度采集电路、10脚电连接所述输出电压采样电路、11脚电连接所述输入电压采样电路、9脚电连接所述输出电流采样电路、13脚电连接所述输入电流采样电路、14脚电连接所述关闭控制电路。
6.进一步地，所述温度采集电路包括热敏电阻rt1，所述热敏电阻rt1的负极接地、正极分成三路，第一路连接电容cc5后接地，第二路连接电阻rr1后连接至3.3v电源，第三路连接电阻rr2、电容cc5后接地，其中，所述电阻rr2输出温度信号t_amb至所述主控芯片的4脚。
7.进一步地，所述输出电压采样电路包括电阻rr11、电容cc11，其中，电阻rr11、电容cc11并联后负极接地、正极经过电阻rr8连接12v电源，电容cc11的正极连接有电阻rr10，电阻rr10经过电容cc10接地，电阻rr10输出一个输出电压信号12vout_vsense至所述主控芯片的10脚。
8.进一步地，所述输入电压采样电路包括电阻rr18，电阻rr18的负极接地、正极分成三路，第一路连接电容cc15后接地，第二路连接电阻rr13后连接至滤波后电压vin，第三路连接电阻rr15、电容cc16后接地，其中，电阻rr15输出一个输入电压信号vin_vsense至所述主控芯片的11脚。
9.进一步地，所述输出电流采样电路包括芯片uu4，芯片uu4的1脚和2脚均接地，3脚连接至3.3v电源，且3脚经过电容cc28后接地，4脚连接有电阻rr28，5脚连接有电阻rr32，电阻rr28和电阻rr32之间并联有电阻rr29、电阻rr30和电阻rr31，电阻rr29、电阻rr30和电阻rr31并联后接地，6脚连接电阻rr33，电阻rr33输出一个输出电流信号12v_isense至主控芯片的9脚。
10.进一步地，所述输入电流采样电路包括芯片uu2，芯片uu2的1脚和2脚接地，3脚连接至3.3v电源，且3脚经过电容cc18后接地，4脚连接有电阻rr21，5脚连接有电阻rr26，电阻rr21和电阻rr26之间并联有电阻rr22、电阻rr23和电阻rr24，6脚连接电阻rr25，电阻rr25输出一个输入电流信号iin_isense至主控芯片的13脚。
11.进一步地，所述关闭控制电路包括mos管qq3，mos管qq3的源极接地，mos管qq3的漏极一路连接电阻rr39后连接3.3v电源、另一路连接至mos管qq4的栅极，mos管qq3的栅极一路经过电阻rr27连接en_12v信号、另一路经过电阻rr38后接地；mos管qq4的源极接地，mos管qq4的漏极输出一个控制信号en。
12.综上所述，本实用新型取得了以下技术效果：
13.1、本实用新型能够在使用过程中实时监测输入电流、输入电压、输出电压、输出电流、温度采样值，当任一值出现异常时，主控芯片第一时间控制主功率回路关闭，保护整个电源的安全，提高使用安全性能；
14.2、本实用新型应用在新能源电池上，例如无人机、新能源汽车上，为充电提供很大的便利。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例提供的监控回路示意图；
16.图2是温度采集电路示意图；
17.图3是输出电压采样电路示意图；
18.图4是输入电压采样电路示意图；
19.图5是输出电流采样电路示意图；
20.图6是输入电流采样电路示意图；
21.图7是关闭控制电路示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
23.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.实施例：
29.一种基于升降压的mcu监控电路，包括主控芯片，主控芯片用于监测5个位置的信号并发出保护信号，5个位置包括：温度采集电路1、输出电压采样电路2、输入电压采样电路3、输出电流采样电路4、输入电流采样电路5，当主控芯片监测到任一位置出现危险信号时发送信号给关闭控制电路6，关闭控制电路6输出一个控制信号en至主功率回路(未图示，是电池电源的主功率回路)，让主功率回路关闭主功率回路的12v电源信号，以将5个位置都断电，保证5个位置的安全。
30.其中，主控芯片的4脚电连接温度采集电路1、10脚电连接输出电压采样电路2、11脚电连接输入电压采样电路3、9脚电连接输出电流采样电路4、13脚电连接输入电流采样电路5、14脚电连接关闭控制电路6。
31.如图2所示，温度采集电路1包括热敏电阻rt1，热敏电阻rt1的负极接地、正极分成三路，第一路连接电容cc5后接地，第二路连接电阻rr1后连接至3.3v电源，第三路连接电阻rr2、电容cc5后接地，其中，电阻rr2输出温度信号t_amb至主控芯片的4脚。其中，热敏电阻rt1置于电池最容易发热的部位，用于检测电池的最高温度，当最高温度超过一定值时，主控芯片监测到该温度过高，主控芯片将该情况发送到关闭控制电路6，经过关闭控制电路6发送关闭主功率12v的信号。
32.如图3所示，输出电压采样电路2包括电阻rr11、电容cc11，其中，电阻rr11、电容cc11并联后负极接地、正极经过电阻rr8连接12v电源，电容cc11的正极连接有电阻rr10，电阻rr10经过电容cc10接地，电阻rr10输出一个输出电压信号12vout_vsense至主控芯片的10脚。电容cc11、电阻rr10、电容cc10将输出电压整流滤波后输出12vout_vsense，将采集到的输出电压信号传递给主控芯片，供主控芯片分析，若输出电压信号过大，则发送关闭主功率12v的信号。
33.如图4所示，输入电压采样电路3包括电阻rr18，电阻rr18的负极接地、正极分成三路，第一路连接电容cc15后接地，第二路连接电阻rr13后连接至滤波后电压vin，第三路连接电阻rr15、电容cc16后接地，其中，电阻rr15输出一个输入电压信号vin_vsense至主控芯片的11脚。当电压vin过高时，vin_vsense发出过高的信号至主控芯片，主控芯片分析后，若输入电压信号过大，则发送关闭主功率12v的信号。
34.如图5所示，输出电流采样电路4包括电流采样芯片uu4，型号ina210aidckr，芯片uu4的1脚和2脚均接地，3脚连接至3.3v电源，且3脚经过电容cc28后接地，4脚连接有电阻
rr28，5脚连接有电阻rr32，电阻rr28和电阻rr32之间并联有电阻rr29、电阻rr30和电阻rr31，电阻rr29、电阻rr30和电阻rr31并联后接地，6脚连接电阻rr33，电阻rr33输出一个输出电流信号12v_isense至主控芯片的9脚。并联的电阻rr29、电阻rr30和电阻rr31的正极连接信号12vout-ip_sense+作为电流采样点，将12vout-ip_sense+经过芯片uu4的处理，采样三个电阻(电阻rr29、电阻rr30和电阻rr31)两端的压差，转换成电流后从6脚输出电流信号12v_isense，主控芯片接收到该信号，当该信号过大时，主控芯片发送关闭主功率12v的信号。
35.如图6所示，输入电流采样电路5包括芯片uu2，芯片uu2的1脚和2脚接地，3脚连接至3.3v电源，且3脚经过电容cc18后接地，4脚连接有电阻rr21，5脚连接有电阻rr26，电阻rr21和电阻rr26之间并联有电阻rr22、电阻rr23和电阻rr24，6脚连接电阻rr25，电阻rr25输出一个输入电流信号iin_isense至主控芯片的13脚。并联的电阻rr22、电阻rr23和电阻rr24正极连接in-ip_sense+作为电流采样点，负极连接in-ip_sense-作为电流采样点，芯片uu2将该信号处理，采样三个电阻(电阻rr22、电阻rr23和电阻rr24)两端的压差，后从6脚输出iin_isense，主控芯片接收到该信号，当该信号过大时，主控芯片发送关闭主功率12v的信号。
36.如图7所示，关闭控制电路6包括mos管qq3，mos管qq3的源极接地，mos管qq3的漏极一路连接电阻rr39后连接3.3v电源、另一路连接至mos管qq4的栅极，mos管qq3的栅极一路经过电阻rr27连接主控芯片的14脚、另一路经过电阻rr38后接地；mos管qq4的源极接地，mos管qq4的漏极输出一个控制信号en，用于关闭主功率回路的12v电源。
37.当主控芯片接收到5个位置处的信号后，判断每一个信号是否在安全范围内，如果超出安全范围，主控芯片会经过关闭控制电路6发出一个控制信号en，控制主功率回路中的12v关闭，使得整个电池断电，保证整个充电过程的安全。
38.本实施例中，3.3v电源用于给各个电路供电。
39.主控芯片uu5采用lpc1114fdh28型号单片机。
40.以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。