一种开关阵列驱动电路的制作方法

本发明涉及开关阵列，特别涉及一种开关阵列驱动电路。

背景技术：

1、随着经济的发展，电池成为当今社会重要的清洁能源之一。在一般的应用中，每个电池包由多个电池模组串联和并联连接组成，每个电池模组由多节电池电芯串联和并联连接组成。电池随着老化等影响，电池之间会造成电量不相等的问题，严重影响了电池的健康程度和实际使用输出能力，电池均衡就显得很重要。电池均衡的最常用方法就是采用开关阵列选择要放电或者充电的电池进行充放电。开关阵列的驱动的电压隔离是一大难点，bms中的电量均衡的开关矩阵网络的驱动需要浮地，因为在开关矩阵中的对顶开关管的驱动的地参考都是不同的。

2、传统的做法是采用隔离驱动的方案。最常见的是采用隔离变压器驱动还有光耦驱动方式。这类做法需要一个较为复杂的驱动电路设计，器件多，还需要隔离，成本高，体积大，不易集成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种开关阵列驱动电路，以克服现有技术中的不足。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本申请公开了一种开关阵列驱动电路，包括电压源、开关电路、第一信号源和开关单元阵列，所述电压源、开关电路和开关单元阵列依次串联连接，所述第一信号源与开关电路相连接，用于控制开关电路的通路与断路；

4、所述开关电路与开关单元阵列之间设有挡压元件，所述挡压元件与开关电路形成对顶二极管结构；

5、所述开关单元阵列由两个n型mos管q3构成，所述n型mos管q3的栅极连接开关电路，所述n型mos管q3的源极经过放电模块与栅极相连接，两个n型mos管q3的漏极分别连接母线端和电池端。

6、作为优选，所述开关电路包括n型管q1和p型管q2，所述挡压元件采用二极管；

7、所述n型管为n型mos管q1或npn三极管q1；

8、n型管q1采用n型mos管q1时，所述n型mos管q1的栅极与第一信号源相连接，所述n型mos管q1的源极接地，所述n型mos管q1的漏极与p型管q2相连接；

9、n型管q1采用npn三极管q1时，所述npn三极管q1的基极与第一信号源相连接，所述npn三极管q1的发射级接地，所述npn三极管q1的集电极与p型管q2相连接；

10、所述p型管q2为p型mos管q2或pnp三极管q2；

11、p型管q2采用p型mos管q2时，所述p型mos管q2的栅极与n型管q1相连接，所述p型mos管q2的源极与电压源相连接，所述p型mos管q2的漏极与二极管相连接形成对顶二极管结构，所述p型mos管q2的源极通过电阻r3与其栅极相连接；

12、p型管q2采用pnp三极管q2；所述pnp三极管q2的基级与n型管q1相连接；所述pnp三极管q2的发射级与电压源相连接，所述pnp三极管q2的集电极与二极管相连接形成对顶二极管结构，所述pnp三极管q2的发射级通过电阻r3与其基极相连接。

13、作为优选，所述放电模块采用电阻r1。

14、作为优选，所述放电模块采用p型mos管q9或pnp三极管q9；所述挡压元件采用二极管；

15、采用p型mos管q9时，所述p型mos管q9的栅极、源极均通过二极管与开关电路相连接，所述p型mos管q9的源极还与n型mos管q3的栅极相连接，所述p型mos管q9的栅极还通过电阻r41与n型mos管q3的源极相连接，所述p型mos管q9的漏极通过电阻r42与n型mos管q3的源极相连接；

16、采用pnp三极管q9时，所述pnp三极管q9的基极、发射极均通过二极管与开关电路相连接，所述pnp三极管q9的源极还与n型mos管q3的栅极相连接，所述pnp三极管q9的基极还通过电阻r41与n型mos管q3的源极相连接，所述pnp三极管q9的集电极通过电阻r42与n型mos管q3的源极相连接。

17、作为优选，所述电压源采用直流电源或带软启动的电源。

18、作为优选，所述带软启动的电源为推挽电路，所述推挽电路包括第二信号源、上通路和下通路；

19、所述上通路包括npn三极管q5、pnp三极管q6，所述npn三极管q5的基极与第二信号源相连接，所述npn三极管q5的发射极接地，所述npn三极管q5的集电极与pnp三极管q6的基极相连接，所述pnp三极管q6的发射级与电源端vdd相连，所述pnp三极管q6的集电极与开关模块相连；

20、所述下通路包括pnp三极管q7、npn三极管q8，所述pnp三极管q7的基极与第二信号源相连接，所述pnp三极管q7的发射极与供电端vcc相连，所述pnp三极管q7的集电极与npn三极管q8的基极相连接，所述npn三极管q8的发射级发射极接地，所述npn三极管q8的集电极与开关模块相连。

21、本发明的有益效果：

22、1、本发明不需要隔离器件，如光耦、变压器等，体积变小，成本降低。

23、2、本发明采用二极管和三极管、电阻、电容的器件有益于系统集成，实现芯片化和模块化方案，加上控制简单，使得系统的可靠性变强。

24、本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

技术特征：

1.一种开关阵列驱动电路，其特征在于：包括电压源、开关电路、第一信号源和开关单元阵列，所述电压源、开关电路和开关单元阵列依次串联连接，所述第一信号源与开关电路相连接，用于控制开关电路的通路与断路；

2.如权利要求1所述的一种开关阵列驱动电路，其特征在于：所述开关电路包括n型管q1和p型管q2，所述挡压元件采用二极管；

3.如权利要求1所述的一种开关阵列驱动电路，其特征在于：所述放电模块采用电阻r1。

4.如权利要求1所述的一种开关阵列驱动电路，其特征在于：所述放电模块采用p型mos管q9或pnp三极管q9；所述挡压元件采用二极管；

5.如权利要求1所述的一种开关阵列驱动电路，其特征在于：所述电压源采用直流电源或带软启动的电源。

6.如权利要求5所述的一种开关阵列驱动电路，其特征在于：所述带软启动的电源为推挽电路，所述推挽电路包括第二信号源、上通路和下通路；

技术总结
本发明公开了一种开关阵列驱动电路，包括电压源、开关电路、第一信号源和开关单元阵列，所述电压源、开关电路和开关单元阵列依次串联连接，所述第一信号源与开关电路相连接，用于控制开关电路的通路与断路；所述开关电路与开关单元阵列之间设有挡压元件，所述挡压元件与开关电路形成对顶二极管结构；所述开关单元阵列由两个N型MOS管Q3构成，所述N型MOS管Q3的栅极连接开关电路，所述N型MOS管Q3的源极经过放电模块与栅极相连接，两个N型MOS管Q3的漏极分别连接母线端和电池端。本发明不需要隔离器件，体积变小，成本降低。采用二极管和三极管、电阻、电容的器件有益于系统集成，实现芯片化和模块化方案，加上控制简单，使得系统的可靠性变强。

技术研发人员：曹何金生,马春海,唐吉,罗天生
受保护的技术使用者：宁波阔野科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13