短路检测保护电路的制作方法

本发明属于低压储能系统，更具体地说，涉及一种短路检测保护电路。

背景技术：

1、锂离子电池的广泛应用已有十多年，早期主要用于手机、笔记本电脑、摄像机等一系列小型移动式电子产品，这些电子产品中锂离子电池为单个或小数量(2-4串)串联使用，负载电流较低，安全系数较高。但近几年来，锂离子电池以其轻便、高能量密度、无污染等特点，已经开始在电动自行车、电动工具和动力玩具领域上得到快速应用，并逐步应用于混合动力车和电动车辆领域。但动力锂离子电池的安全性仍是人们目前最为关注的问题，所以对其保护显得非常重要。

2、锂离子电池的保护主要包括过充电保护、过放电保护、过电流及短路保护等。目前，很多的锂离子电池组的专用集成保护芯片都采取过充电、过放电和过电流保护，然而，因一些意外导致的电池组短路现象仍然存在，短路造成的回路电流一般在工作额定电流的十倍以上，这很容易给电池本身和外部设备造成严重损害。因此，设计出一种合适的短路保护方案来实现短路电路的高效保护有很大的的现实意义。

3、目前很多的短路保护电路多采用mcu直接控制，其一般的工作原理是：利用检测模块检测取样电阻两端的电压，并直接将检测到的电压信号通过引脚反馈给mcu，mcu通过分析，判断，并最终通过另一个引脚输出信号触发驱动模块关断开关管，从而起短路保护电路作用。这种方式虽然使电路变的简单，但事实证明，很多该种mcu应用范围窄，成本高，有时还会因为死机或受外围电路干扰而无法及时采取正确指令，从而导致短路保护电路失效。

技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、为解决上述问题，本发明提供了一种检测电池输出是否短路，并在电池输出短路时使开关无法正常开启的近尔实现短路保护的功能。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

5、短路检测保护电路，应用于低压储能系统，所述短路检测保护电路包括：检测模块，用于判断低压储能系统的电池管理系统中是否发生短路故障；

6、保护模块，用于对低压储能系统的电池管理系统进行短路保护；

7、控制模块，用于根据检测模块的检测结果，在判断发生短路故障时通过保护模块对低压储能系统的电池管理系统进行短路保护。

8、优选的，所述保护模块包括二极管d1、d2；n型mos管q1、p型mos管q2；电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6；电池正极输入端口bat+；电池开关使能端口hsd_en；电池输出端口hsd_out；电池输出状态检测端口hsd_ad；

9、所述电池开关使能端口hsd_en电气性连接有电阻r1的其中一端,所述电阻r1另一端连接二级管d1、d2的阴极的其中一端；

10、所述二极管d1的另一端连接电池输出端口hsd_out；

11、所述二极管d2的另一端连接电阻r2的其中一端、所述二极管d2的另一端同时连接n型mos管q1的栅极；

12、所述电阻r2的另一端和所述mos管q1的源极均接地；

13、所述q1的漏极连接电阻r3的其中一端，所述电阻r3的另一端连接电阻r4的其中一端和p型mos管q2的栅极；

14、所述电阻r4的另一端连接p型mos管q2的源极以及电池正极输入端口；

15、所述mos管q2的漏极连接电池输出端口hsd_out以及电阻r5的其中一端；

16、所述电阻r5的另一端连接电池输出状态检测端口hsd_ad以及电阻r6的其中一端；

17、所述电阻r6的另一端接地；

18、当电池输出端口短路时，所述电池开关使能端口hsd_en在打开时，二极管d1和d2的阴极电压为二极管d1的压降，即≤0.7v,mos管q1无法导通致使mos管q2无法导通，电池正极输出开关处于关闭状态，无法开启，实现短路保护。

19、优选的，所述检测模块通过检测电池输出状态检测端口hsd_ad的电压，判断压储能系统的电池管理系统中是否发生短路故障；

20、所述检测模块具有第一端口hsd_ad、第二端口hsd_out(1)以及第三端口hsd_out(2)；所述第一端口hsd_ad设置于电阻r5和电阻r6之间，所述第二端口hsd_out(1)设置于二极管d1的负极，所述第三端口hsd_out(2)设置于p型mos管q2与电阻r5之间；

21、令电池正极输入端口电压为vb，电池输出端口hsd_out电压为vo；

22、当电池输出端口没有短路时，所述电池开关使能脚输出高电平，mos管q1导通，mos管q2栅源电压mos管q2导通，电池输出输出端口hsd_out电压vo＝vb；此时电池输出状态检测端口电压为

23、当电池输出端口短路时，所述电池开关使能端口hsd_en在打开时，二极管d1和d2的阴极电压为二极管d1的压降≤0.7v,mos管q1无法导通致使mos管q2无法导通，电池正极输出开关处于关闭状态,电池输出端口hsd_out电压vo＝0,此时电池输出状态检测端口电压为

24、3、有益效果

25、(1)本发明采用通过短路状态下输出阻抗接近于0的特性，通过将开关开启控制信号与输出阻抗相关联，使输出阻抗在接近于0时无法使正常的开关控制信号驱动开关打开的方法，实现了短路保护功能；

26、(2)本发明短路保护不需要检测超限电流，降低短路保护风险，增强短路保护稳定性和可靠性；

27、(3)本发明结构简单，设计合理，成本低廉，易于制造。

技术特征：

1.短路检测保护电路，应用于低压储能系统，其特征在于：所述短路检测保护电路包括：

2.根据权利要求1所述的短路检测保护电路，其特征在于：所述保护模块包括二极管d1、d2；n型mos管q1、p型mos管q2；电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6；电池正极输入端口bat+；电池开关使能端口hsd_en；电池输出端口hsd_out；电池输出状态检测端口hsd_ad；

3.根据权利要求2所述的短路检测保护电路，其特征在于：所述检测模块通过检测电池输出状态检测端口hsd_ad的电压，判断压储能系统的电池管理系统中是否发生短路故障；

技术总结
本发明公开了一种短路检测保护电路，属于低压储能系统技术领域。它包括检测模块，用于判断低压储能系统的电池管理系统中是否发生短路故障；保护模块，用于对低压储能系统的电池管理系统进行短路保护；控制模块，用于根据检测模块的检测结果，在判断发生短路故障时通过保护模块对低压储能系统的电池管理系统进行短路保护。本发明通过将开关开启控制信号与输出阻抗相关联，使输出阻抗在接近于0时无法使正常的开关控制信号驱动开关打开的方法，实现了短路保护功能。

技术研发人员：文青武,王珮绮,马文彬,张承伟
受保护的技术使用者：弘正储能（上海）能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17