基于离散元件的电池系统防浪涌电路的制作方法
【专利摘要】基于离散元件的电池系统防浪涌电路，其连接在模组与电池正极连接的输入端上，包括连接在模组的输入端的MOS管，所述MOS管上连接有RC电路，所述RC电路是由电容与第一电阻并联连接后再与第二电阻串联连接组成，所述电容和第一电阻与第二电阻的串联端与所述MOS管的栅极连接，所述电容和第一电阻的另一端与所述MOS管的源极连接并与模组的和电池正极连接的输入端连接，所述第二电阻的另一端与模组的和电池负极连接的输入端连接。本实用新型提高系统可靠性、大大增加了电池系统效率、方便维修。
【专利说明】基于离散元件的电池系统防浪涌电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种基于离散元件的电池系统防浪涌电路。
【背景技术】
[0002] 热插拔是指在系统带电的状态下，将模组、卡或子系统插到系统上而不影响系统 的操作，且不影响插入的模组、卡、子系统的运行。
[0003] 图1所不为热插拔过程，其中左边代表供电系统，一般在供电的输出端有一个大 电容，右边代表模组，模组的输入端也有电容。模组插入系统之前，输入电容没有被充电， 当把模组插入系统时，相当于把两个端电压不同的大电容并联，根据基尔霍夫定律，会有一 个很大的瞬间电流向模组输入电容充电，这个大的瞬时电流很可能造成系统供电电压不正 常，引线长的话会有很大的引线电感，从而引起电压振荡，电压尖峰可能会永久性的损伤模 组。在等效RLC值达到一定范围时，模组输入端的尖峰电压会达到两倍的额定输入电压，而 模组的最大电压范围(输入电压范围设计预留）往往没有这么大，从而引起对模组的损伤。
[0004] 传统的解决方案有很多，比如在供电系统和模组之间串联热敏电阻，或者在供电 系统两端并联压敏电阻或TVS，这里只介绍其中一种，即串联一个NTC热敏电阻，如图2所 示，把热敏电阻装置串联于电子设备的输入端，起到接插件连接瞬间防浪涌的作用。这样在 更换模组时，不会因浪涌影响系统的工作，提高了可靠性。
[0005] 对于应用到电池上的产品，因为电池相当于一个很大很大的电容，所以也会出现 上述的问题。现有方案也是在电池和模组之间串联一个NTC热敏电阻，或者模组输入端的 陶瓷电容换成电解电容，因为陶瓷电容的浪涌电流更大，或者模组输入端接的是陶瓷电容 串联一个小电阻。
[0006] 如果电池与模组中间串联了NTC热敏电阻，NTC会有一个较大的电阻，而模组工作 时如果电流较大，在NTC会有一个较大的损耗，那么会使电池容量使用效率大大降低。串 联热敏电阻也影响模组的电压检测精度，而有些电池系统对电压检测精度要求高，比如假 设NTC正常工作后电阻30mQ，模组工作电流为2A，那么在这个NTC热敏电阻上的压降就有 60mV，对于有些电池系统来说这个采样误差的值是不能接受的。还有如果将模组的输入端 换成电解电容，因为有些电池系统是高频开关变换器，电解电容的高频滤波效果很差；如果 将模组的输入端改成陶瓷电容串联一个小电阻，那么会影响滤波效果，开关纹波的吸收能 力变差。
【发明内容】
[0007] 本实用新型提供了一种提高系统可靠性、大大增加了电池系统效率、方便维修的 基于离散元件的电池系统防浪涌电路。
[0008] 本实用新型采用的技术方案是：
[0009] 基于离散元件的电池系统防浪涌电路，其连接在模组与电池正极连接的输入端 上，其特征在于：包括连接在模组的输入端的M0S管，所述M0S管上连接有RC电路，所述RC 电路是由电容与第一电阻并联连接后再与第二电阻串联连接组成，所述电容和第一电阻与 第二电阻的串联端与所述MOS管的栅极连接，所述电容和第一电阻的另一端与所述MOS管 的源极连接并与模组的和电池正极连接的输入端连接，所述第二电阻的另一端与模组的和 电池负极连接的输入端连接。模组与电池连接时，即上电初期，由RC电路的特性可知MOS 管Vgs的电压较小，MOS管的漏源极之间的电阻很大，从而限制浪涌电流，通过控制RC电路 的取值，可以控制Vgs的电压上升曲线，可以使得Vgs上升到让MOS管完全导通需要的时间 等于模块的输入端电容电压接近电池电压时的时间，这样就可以让瞬间的浪涌电流限制在 一个较低的水平，从而实现了具有防浪涌技术的高效率电池系统，提高系统可靠性、大大增 加了电池系统效率、方便维修。
[0010] 进一步，所述M0S管的栅源极间并联一稳压二极管，稳压二极管的阳极与M0S管的 栅极连接，其负极与源极连接。该稳压二极管在输入端电压较高时，可以起到保护M0S管的 作用，能让M0S管的Vgs限制在一定范围内，不损坏M0S管。
[0011] 进一步，所述电池是由多节电池串联形成，所述模组与每节电池正极连接的输入 端均设有防浪涌电路。
[0012] 进一步，所述第二电阻的另一端与所述模组的和本节电池或其他节电池负极连接 的输入端连接。当一节电池的电压不够高时，分压后的电压达不到M0S管的开通电压，就可 以将第二电阻的另一端与所述模组与其他节电池负极连接的输入端连接来提高M0S管的 电压以达到其开通电压。
[0013] 本实用新型的有益效果：通过在M0S管上连接RC电路来控制其栅源极之间的电 压，来控制M0S管的导通或关断，来限制模组与电池连接的浪涌电流，提高系统可靠性、大 大增加了电池系统效率、方便维修。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是热插拔过程示意图。
[0015] 图2是传统防浪涌技术的结构示意图。
[0016] 图3是本实用新型的一种结构示意图。
[0017] 图4是本实用新型的另一种结构示意图。
[0018] 图5是本实用新型的第三种结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限 于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内 所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0020] 实施例一
[0021] 参照图3,基于离散元件的电池系统防浪涌电路，其连接在模组1与电池2正极连 接的输入端上，包括连接在模组1的输入端的M0S管Q2,所述M0S管Q2上连接有RC电路， 所述RC电路是由电容C2与第一电阻R2并联连接后再与第二电阻R4串联连接组成，所述 电容C2和第一电阻R2与第二电阻R4的串联端与所述M0S管Q2的栅极连接，所述电容C2 和第一电阻R2的另一端与所述M0S管Q2的源极连接并与模组1的和电池2正极连接的输 入端连接，所述第二电阻R4的另一端与模组1的和电池2负极连接的输入端连接。其中第 一电阻R2的作用是可以保护多次插拔的情况，由于电容C2的值很小，当拔掉连接器的时 候，电容C2中累积的电荷可以很快通过第一电阻R2消耗掉，从而快速关断MOS管Q2,防止 多次插拔的时候MOS管Q2有直通现象。
[0022] 本实施例电路具体分析如下：根据i*t=c*v可知
【权利要求】
1. 基于离散元件的电池系统防浪涌电路，其连接在模组与电池正极连接的输入端上， 其特征在于：包括连接在模组的输入端的MOS管，所述MOS管上连接有RC电路，所述RC电 路是由电容与第一电阻并联连接后再与第二电阻串联连接组成，所述电容和第一电阻与第 二电阻的串联端与所述MOS管的栅极连接，所述电容和第一电阻的另一端与所述MOS管的 源极连接并与模组的和电池正极连接的输入端连接，所述第二电阻的另一端与模组的和电 池负极连接的输入端连接。
2. 如权利要求1所述的基于离散元件的电池系统防浪涌电路，其特征在于：所述MOS 管的栅源极间并联一稳压二极管，稳压二极管的阳极与MOS管的栅极连接，其负极与源极 连接。
3. 如权利要求1或2所述的基于离散元件的电池系统防浪涌电路，其特征在于：所述 电池是由多节电池串联形成，所述模组与每节电池正极连接的输入端均设有防浪涌电路。
4. 如权利要求3所述的基于离散元件的电池系统防浪涌电路，其特征在于：所述第二 电阻的另一端与所述模组的和本节电池或其他节电池负极连接的输入端连接。
【文档编号】H02H9/02GK204131110SQ201420621372
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】张云程, 奚淡基, 周逊伟, 黄必亮 申请人:杭州矽溪微电子有限公司