專利名稱：一種開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池管理領(lǐng)域，特別是涉及一種開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
在電池管理系統(tǒng)中，特別是多串大功率電池的管理系統(tǒng)中，電池在放電過程中會出現(xiàn)過放、過流或短路的情況,因此電池放電時的保護尤其重要。例如,在電池放完內(nèi)部儲存的能量，電池電壓達到一定值后，如果繼續(xù)放電就會造成電池過放。電池過放可能導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高,容量衰減,減少電池的壽命。此外，電池短路也是一種非常嚴重的現(xiàn)象,如果電池短路保護不及時，電池將會出現(xiàn)漏液，甚至?xí)鸨ǖ奈ｋU?，F(xiàn)有技術(shù)中，電池管理系統(tǒng)通常采用功率MOS管(Metal Oxid Semiconductor，場效應(yīng)晶體管)作為控制開關(guān)，進而實現(xiàn)電池放電通路的開啟與關(guān)斷。請參見圖1，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1所不，該開關(guān)電路包括N型MOS管Ml以及電阻R1，N型MOS管Ml的柵極 接收一電壓控制信號CTRL。當(dāng)信號CTRL為高電平時，N型MOS管Ml導(dǎo)通。當(dāng)信號CTRL為低電平時，N型MOS管Ml截止斷開。其中，N型MOS管Ml為大功率MOS管。在該開關(guān)電路的斷開過程中，N型MOS管Ml的柵極和源極之間結(jié)電容儲存的電荷通過電阻Rl緩慢釋放，導(dǎo)致斷開速度較慢，不能快速斷開電池放電通路，更有可能燒壞大功率開關(guān)MOS管。請參見圖2，圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該開關(guān)電路包括N型MOS管Q1、N型MOS管Ml以及電阻R1。其中，N型MOS管Ml的功率大于N型MOS管Ql的功率。N型MOS管Ql的柵極接收一電壓控制信號CTRL。當(dāng)信號CTRL為高電平時，N型MOS管Ql導(dǎo)通，N型MOS管Ml截止斷開。當(dāng)信號CTRL為低電平時，N型MOS管Ql截止斷開，N型MOS管Ml導(dǎo)通。由于N型MOS管Ql是小功率的MOS管，其柵極和源極的結(jié)電容比較小，所以其導(dǎo)通和斷開時間比較短。但是，當(dāng)N型MOS管Ml截止斷開時，N型MOS管Ql導(dǎo)通，導(dǎo)致參考電壓VCC通過電阻Rl構(gòu)成通路，產(chǎn)生電流，因此導(dǎo)致電量損耗，這種問題發(fā)生在電池過放保護時尤為嚴重。因此，需要提供一種開關(guān)電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)開關(guān)電路的響應(yīng)速度慢以及電量損耗問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種開關(guān)電路，以提聞開關(guān)電路的響應(yīng)速度并降低電量損耗。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種開關(guān)電路，包括:第一 N型MOS管，第一 N型MOS管的柵極接收第一電壓控制信號，第一 N型MOS管的源極連接第一參考電壓；第一電阻，第一電阻的第一端連接第一 N型MOS管的漏極；第一 P型MOS管，第一 P型MOS管的漏極連接第一電阻的第二端，第一 P型MOS管的源極連接第二參考電壓，第二參考電壓高于第一參考電壓；第二 P型MOS管，第二 P型MOS管的柵極連接至第一 N型MOS管的漏極和第一電阻的第一端之間，第二 P型MOS管的源極連接第二參考電壓；第二電阻，第二電阻的第一端連接第二 P型MOS管的漏極；第二 N型MOS管，第二 N型MOS管的柵極接收第二電壓控制信號，第二電壓控制信號與第一電壓控制信號互為反相，第二 N型MOS管的漏極連接第二電阻的第二端；第三N型MOS管，第三N型MOS管的柵極和第一 P型MOS管的柵極連接至第二電阻的第二端和第二 N型MOS管的漏極之間，第三N型MOS管的源極連接第二 N型MOS管的源極。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，第一 P型MOS管、第二 P型MOS管、第一 N型MOS以及第二 N型MOS管的功率均小于第三N型MOS型的功率。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，第一電壓控制信號的高電平小于或等于第二參考電壓。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，第一電壓控制信號的高電平大于第一參考電壓。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，第一參考電壓為地電壓。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，開關(guān)電路進一步包括反相器，反相器的輸入端接收源電壓控制信號，反相器的輸出端連接第一 N型MOS管的柵極和第二 N型MOS管的柵極中的一個，第一 N型MOS管的柵極和第二 N型MOS管的柵極中的另一個進一步接收源電壓控制信號。本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的開關(guān)電路能夠快速響應(yīng)并有效降低電量損耗。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式請參見圖3，圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，本發(fā)明的開關(guān)電路包括:第一 N型MOS管Q1、第一電阻R1、第一 P型MOS管Q2、第二 P型MOS管Q3、第二電阻R2、第二 N型MOS管Q4、第三N型MOS管Ml以及反相器U1。在本實施例中，第一 N型MOS管Ql的柵極接收第一電壓控制信號CTRLl，第一 N型MOS管Ql的源極連接第一參考電壓VCCl，第一 N型MOS管Ql的漏極連接第一電阻Rl的第一端，第一電阻Rl的第二端連接第一 P型MOS管Q2的漏極。第一 P型MOS管Q2的源極連接第二參考電壓VCC2。在本實施例中，第二參考電壓VCC2高于第一參考電壓VCCl，并且第一參考電壓VCCl優(yōu)選為地電壓。第二 P型MOS管Q3的源極連接第二參考電壓VCC2，第二 P型MOS管Q3的柵極連接至第一 N型MOS管Ql的漏極和第一電阻Rl的第一端之間。第二電阻R2的第一端連接第二 P型MOS管Q3的漏極。第二電阻R2的第二端連接第二 N型MOS管Q4的漏極。第二N型MOS管Q4的柵極接收第二電壓控制信號CRTL2。第三N型MOS管Ml的柵極和第一 P型MOS管Q2的柵極連接至第二 N型MOS管Q4的漏極和第二電阻R2的第二端之間。第三N型MOS管Ml的源極和第二 N型MOS管Q4的源極連接。在優(yōu)選實施例中，第一 N型MOS管Q1、第一 P型MOS管Q2、第二 P型MOS管Q3以及第二 N型MOS管Q4的功率均小于第三N型MOS管Ml的功率，并利用第三N型MOS管Ml來控制電池放電電路的開啟和斷開。在本實施例中，第一電壓控制信號CRTLl和第二電壓控制信號CRTL2分別為包括高低電平的脈沖信號且與互為反相。在本實施例中，第一電壓控制信號的高電平大于第一參考電壓VCCl，同時第一電壓控制信號CRTLl的高電平優(yōu)選小于或等于第二參考電壓VCC2。在本實施例中，第一電壓控制信號CRTLl與第二電壓控制信號CRTL2之間的互為反相是通過反相器Ul實現(xiàn)的。具體來說，反相器Ul的輸入端接收源電壓控制信號CTRL，并對源電壓控制信號CTRL進行反相，以輸出第一電壓控制信號CRTLl。第一 N型MOS管Ql的柵極連接反相器Ul的輸出端，進而接收第一電壓控制信號CRTL1。此外，第二 N型MOS管Q4的柵極直接接收源電壓控制信號CTRL，并將源電壓控制信號CTRL作為第二電壓控制信號 CRTL2。值得注意的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以通過其他方式來實現(xiàn)第一電壓控制信號CRTLl和第二電壓控制信號CRTL2之間的互為反相。例如，在本發(fā)明的其他實施例中，也可將反相器Ul的輸出端連接到第二 N型MOS管Q4的柵極，反相器Ul的輸入端和第一 N型MOS管Ql的柵極同時接收源電壓控制信號CTRL。此時，源電壓控制信號CTRL直接作為第一電壓控制信號CRTLl，而源電壓控制信號CTRL的反相結(jié)果作為第二電壓控制信號CRTL2。下面將詳細說明該開關(guān)電路的具體控制過程:在需要正常放電時，源電壓控制信號CTRL為低電平，第二 N型MOS管Q4截止斷開，源電壓控制信號CTRL經(jīng)過反相器Ul輸出為高電平，進而控制第一 N型MOS管Ql導(dǎo)通，將第一 N型MOS管Ql的漏極電壓拉低，進而使得第二 P型MOS管Q3導(dǎo)通。此時，由于第二 N型MOS管Q4截止斷開，第一 P型MOS管Q2的柵極電壓和第三N型MOS管Ml的柵極電壓為VCC2,因此第一 P型MOS管Q2截止斷開，第三N型MOS管Ml導(dǎo)通，進而開啟電池放電電路。在上述過程中，MOS管Ql、Q2、Q3以及Q4為小功率MOS管，導(dǎo)通和截止的時間很短，使得開關(guān)電路的響應(yīng)速度提高，并且僅當(dāng)?shù)谝?N型MOS管Ql導(dǎo)通瞬間，因第一 P型MOS管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，在第二參考電壓VCC2和第一參考電壓VCCl之間形成通路，產(chǎn)生電流。當(dāng)電路穩(wěn)定后，第一 P型MOS管Q2截止斷開，該開關(guān)電路不會再產(chǎn)生電量損耗。在發(fā)生過放、過流或短路的情況下，源電壓控制信號CTRL變?yōu)楦唠娖?，源電壓控制信號CTRL經(jīng)反相器Ul變?yōu)榈碗娖剑谝?N型MOS管Ql截止斷開。第二 N型MOS管Q4導(dǎo)通，第三N型MOS管Ml的柵極和源極短接，第三N型MOS管Ml截止斷開，使得電池放電電路斷開。此時，第一 P型MOS管Q2的柵極電壓為低電平，第一 P型MOS管Q2導(dǎo)通。由于第一 N型MOS管Ql截止斷開，進而使得第二 P型MOS管Q3的柵極電壓變?yōu)榈诙⒖茧妷篤CC2，第二 P型MOS管Q3截止斷開。在上述過程中，僅在第二 N型MOS管Q4導(dǎo)通瞬間，且第二 P型MOS管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得第二參考電壓VCC2和第二 N型MOS管Q4的源極之間形成通路，產(chǎn)生電流。在電路穩(wěn)定后，第一 N型MOS管Ql和第二 P型MOS管Q3截止斷開，該開關(guān)電路不會再產(chǎn)生電量損耗。通過上述方式，本發(fā)明的開關(guān)電路能夠進行快速響應(yīng)并有效降低電量損耗。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電路，其特征在于，包括: 第一 N型MOS管，所述第一 N型MOS管的柵極接收第一電壓控制信號，所述第一 N型MOS管的源極連接第一參考電壓； 第一電阻，所述第一電阻的第一端連接所述第一 N型MOS管的漏極； 第一 P型MOS管，所述第一 P型MOS管的漏極連接所述第一電阻的第二端，所述第一 P型MOS管的源極連接第二參考電壓，所述第二參考電壓高于所述第一參考電壓； 第二 P型MOS管，所述第二 P型MOS管的柵極連接至所述第一 N型MOS管的漏極和所述第一電阻的第一端之間，所述第二 P型MOS管的源極連接所述第二參考電壓； 第二電阻，所述第二電阻的第一端連接所述第二 P型MOS管的漏極； 第二 N型MOS管，所述第二 N型MOS管的柵極接收第二電壓控制信號，所述第二電壓控制信號與所述第一電壓控制信號互為反相，所述第二 N型MOS管的漏極連接所述第二電阻的第二端； 第三N型MOS管，所述第三N型MOS管的柵極和所述第一 P型MOS管的柵極連接至所述第二電阻的第二端和所述第二 N型MOS管的漏極之間，所述第三N型MOS管的源極連接所述第二 N型MOS管的源極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于:所述第一P型MOS管、所述第二 P型MOS管、所述第一 N型MOS以及所述第二 N型MOS管的功率均小于所述第三N型MOS型的功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于:所述第一電壓控制信號的高電平小于或等于所述第二參考電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于:所述第一電壓控制信號的高電平大于所述第一參考電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于:所述第一參考電壓為地電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于，所述開關(guān)電路進一步包括反相器，所述反相器的輸入端接收源電壓控制信號，所述反相器的輸出端連接所述第一 N型MOS管的柵極和所述第二 N型MOS管的柵極中的一個，所述第一 N型MOS管的柵極和所述第二 N型MOS管的柵極中的另一個進一步接收所述源電壓控制信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)電路，包括第一N型MOS管，其柵極接收第一電壓控制信號，源極連接第一參考電壓；第一電阻，其第一端連接第一N型MOS管的漏極；第一P型MOS管，其漏極連接第一電阻的第二端，源極連接第二參考電壓；第二P型MOS管，其柵極連接至第一N型MOS管的漏極和第一電阻的第一端之間，源極連接第二參考電壓；第二電阻，其第一端連接第二P型MOS管的漏極；第二N型MOS管，其柵極接收第二電壓控制信號，漏極連接第二電阻的第二端；第三N型MOS管，其柵極和第一P型MOS管的柵極連接至第二電阻的第二端和第二N型MOS管的漏極之間，源極連接第二N型MOS管的源極。通過以上方式，本發(fā)明的開關(guān)電路可提高開關(guān)的響應(yīng)速度以及降低電量損耗。
文檔編號H02J7/00GK103138315SQ20111038920
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者胡有亮 申請人:東莞鉅威新能源有限公司