一种直流充电保护电路的制作方法

本发明涉及充电，特别涉及一种直流充电保护电路。

背景技术：

1、目前，在现有技术中，充电保护功能一般是采用充电保护ic配合外围电路来实现，因为能源危机的影响，使得户外储能电源越来越受欢迎，同时接口变得层出不穷，另外，由于新兴技术的初步发展阶段，目前整个行业的标准还未统一，尤其是充电接口，不像type-c或者lightning接口那样具有协议支持。

2、由于还要支持不同电压的太阳能充电，导致充电电压范围变宽，所以在高直流电压输入时，可能存在欠压和过压现象。

3、在专利文件cn211018658u一种直流充电过流保护电路中，其针对直流电源的过流冲击现象，即过压现象；采用过压驱动保护电路使全桥式llc谐振变换电路简单、可靠地过流保护第二直流电源，既有效降低了第二直流电源的过流冲击，提升了电路的可靠性和安全性，也简化了直流充电过流保护电路，节省了电路成本。但是，llc变换器仅在谐振点附近效率较高，不适合应用于“宽输入电压范围，即宽直流无法保护”，往往应用于前级带pfc的场合。

4、在专利文件201822256635.4提供了一种直流充电桩的充电枪头保护电路，其将枪头锁的动作状态通过反馈电路反馈给充电桩，形成一个闭环控制电路，闭环控制虽然稳定，但是，过压点是固定的，无法切换，因为用在充电桩，所以只能设置高压的过压点，在新能源汽车很多充电协议没有统一的情况下，不具备普适性。

5、在专利201720204088.8中，提供了直流等压恒流充电ups保护电路，其主要采用通过增加恒流充电电路和二极管d1、二极管d2，极管d1的正极连接负载电阻r的负极，二极管d2的负极连接恒流充电电路，恒流充电电路连接适配器的负极，恒流充电电路中包括充电状态显示电路，以防止过压和欠压现象，但是，任何的正向电流在不同的电压波动下，都会导致恒流电路的电流变化，然后采用支路电流实现均流或补偿，例如二极管d1、二极管d2；因此，会增加成本，增加成本的同时，还会因为更多的支流电路，导致电路损耗过大。

技术实现思路

1、本发明提供一种直流充电保护电路，用以解决在直流电压输入时，可能存在欠压和过压现象的情况。

2、本发明提出了一种直流充电保护电路，包括：

3、第二mos管，用于在vin端具备输入电压时，对输入电压进行检测，判断电压输入模式；其中，

4、电压输入模式包括：欠压输入模式、正常输入模式和过压输入模式；

5、第一mos管，其栅极连接第二mos管的漏极，用于在不同电压输入模式下，控制vbus端进行供电；

6、tvs二极管，其正极连接第二mos管的栅极连接，用于防止vin端输入有浪涌电压；

7、第一分压电路，由第一电阻和第二电阻串联构成，第一电阻的非串联端连接第一mos管的栅极，第二电阻的非串联端连接第二mos管的漏极，分压电路用于配置过压点。

8、优选的，所述vin端连接串联的第一二极管和第二二极管；其中，

9、第二二极管的另一端连接tvs二极管。

10、优选的，所述第一分压电路还并联有第二分压电路；其中，

11、第二分压电路由第三电阻和第四电阻串联构成，用于在其分压后的电压小于第二mos管栅极开启电压时，启动欠压输入模式。

12、优选的，所述vbus端连接有第二电容；其中，

13、第二电容并联有泄放电阻。

14、优选的，所述直流充电保护电路配置在基于自然对流冷却分布的低温电路板上；其中，

15、低温电路板包括如下构建步骤：

16、步骤1：预先搭建基于网格矩阵分布下低温电路板的二维模型；

17、步骤2：根据二维模型，配置不同元器件分布排列方案下的温度场和速度场；其中，

18、温度场为自然对流下元器件的温度分布场；

19、速度场为自然对流下元器件的温度散发场；

20、步骤3：根据matlab软件模拟计算不同元器件分布排列方案下的评价指标；其中，

21、评价指标包括温度评价指标、速度场评价指标和信息熵评价指标；

22、步骤4：根据评价指标，计算不同元器件分布排列方案下的标准差；

23、步骤5：根据标准差的最小值，确定对应的元器件分布排列方案，并作为目标低温电路板。

24、优选的，所述二维模型包括如下配置步骤：

25、预先获取不同元器件的空间距离和连接拓扑关系，对元器件进行分组预处理；其中，

26、分组预处理包括电路板边界分组和引脚连接分组；

27、在分组预处理后，进行区域基准线设置；其中，

28、区域基准线设置包括：空间剖分区域划分、中心线定线、贴边线定线和矢量线转化；

29、根据区域基准线设置，生成二维模型。

30、优选的，所述区域基准线设置包括：

31、根据引脚连接分组，确定空间剖分区域个数；

32、根据电路板边界分组，确定元器件格栅分布场景；

33、根据空间剖分区域个数和元器件格栅分布场景，确定低温电路板的禁布区边界；

34、根据禁布区边界，进行贴边线定线；

35、在贴边线定线后，根据引脚连接分组中元器件的分布范围和引脚连接拓扑结构，进行空间剖分区域划分；

36、根据空间剖分区域划分，进行中心线定线。

37、优选的，所述空间剖分区域划分包括：

38、根据引脚连接分组，确定每个分组对应的空间剖分区域的宽度和长度；

39、根据引脚连接分组，按照是否同侧电源线和布线区，将引脚连接分组中对应的每组元器件划分为第一分组和第二分组；其中，

40、第一分组中元器件具备同侧电源线和布线区；

41、第二分组中元器件不具备同侧电源线和布线区；

42、根据第一分组和第二分组，划分空间剖分区域。

43、优选的，所述温度场包括如下搭建步骤：

44、根据每个元器件的预设分配空间和拓扑连接关系，确定每个元器件的温度场分布初始分布方案；

45、预估每个元器件的温度产生速率和散发速率，确定每个元器件在空气对流状态下的温度场分布预设分布方案；

46、根据温度场分布预设分布方案的建模方案，对温度流量数据和空气散热流量，进行标准化建模、模型方案配置以及成果管理，以生成不同元器件分布方案下的温度场。

47、优选的，所述评价指标包括如下计算步骤：

48、预先在matlab软件中输入不同元器件分布排列方案，并生成对应的仿真建模电路图；

49、基于仿真建模电路图，进行仿真运行；

50、根据仿真运行，确定不同元器件的温度生成值、温度散发值和电路稳定值；

51、根据温度生成值、温度散发值和电路稳定值，分别在不同元器件分布排列方案下进行评估，计算评估结果。

52、本发明的有益效果在于：

53、本发明符合宽直流电压范围输入，各种电压输入进来都能进行保护；本发明是纯硬件电路，响应速度比软件更快，稳定性比软件更高，还能节省mcu的脚位，解决mcu pin脚不够用的问题；本发明的电路简单，稳定，在成本上更有优势，能够有效提升产品竞争力，同时更安全可靠。在稳定性上通过r1和r2分压电阻随意配置输入过压点；

54、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

55、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。