[实用新型]电池管理系统用供电芯片及电池管理芯片

说明书

本公开提供了一种电池管理系统用供电芯片，电池管理系统用于管理包括多节电池的电池组，供电芯片用于生成不同的供电电压，以便为电池管理系统中的不同部件提供不同的供电电压，电池管理系统用供电芯片包括：隔离电源控制器，隔离电源控制器用于控制作为隔离电源的变压器的初级线圈的导通和断开，通过隔离电源控制器对初级线圈的控制，在变压器的第一次级线圈生成第一电压，第一电压为供电芯片外部的MCU提供供电电压。本公开还提供了一种电池管理芯片。

技术领域

本公开涉及一种电池管理系统用供电芯片及电池管理芯片。

背景技术

BMS系统(Battery Management System，电池管理系统)是指对电池进行管理和控制的系统。其中被管理和控制的电池可以包括锂电池组，也可以包括其它类型的电池组。BMS系统的主要功能包括：实时监测电池的状态，通过检测电池的外特性参数(如电压、电流、温度等)，实现电池内部状态的管理和控制。BMS系统一般由电池或电池组的最高电压(几十伏甚至上百伏)进行供电。而BMS系统中的模块需要采用低压供电，比如5V、3.3V或1.8V等。因此，传统的BMS系统还需要电源管理系统来为它提供低电压。也就是说，BMS系统需要配合电源管理系统才能正常工作，这使得整个系统变得复杂、元器件众多、体积庞大且成本较高，这些缺点不利于产品的小型化和集成化的发展趋势。

此外，在电池管理系统中，各个部件的参考地之间可能存在差别，这样将会导致某些问题地存在，例如对于MCU而言，如果充放电开关断开，则其参考地悬空，此时为其提供供电电压时将会存在问题等。

锂电池组的数据采集和保护芯片通常采用电池管理部分集成LDO电压转换器的方案，达到提高集成度、降低元件数量、减小体积和成本等的目的，这种电压转换器通过调节串联在输入与输出之间的功率器件的电流或电阻，实现对输出电压的控制功能。它的优点是结构简单、纹波小、成本低、体积小、易于集成等。但是，其缺点是效率不高，特别是在电池电压(电池系统的总电压)远高于BMS系统所需要的电压时。比如对于一个4节锂电池串联的电池系统，如果其BMS系统的供电电压为 3.3V。采用LDO电压转换器，将4节锂电池的电压3.6*4＝14.4V转换为 3.3V，其效率将不超过3.3V/14.4V＝23％。由于该电压转换器是给该锂电池组的数据采集和保护芯片中的各个模块，以及外接的负载供电，因此整个系统的电源效率不超过23％。该电源效率是受工作条件决定的，不能通过设计来改进，减小导线上的电阻、增大功率管等改进方式只能使效率接近23％，而不可能突破23％。如果BMS系统的工作电流为10mA，则功率损耗为10mA*14.4V*(1-23％)＝111mW，这些功率损耗将转化为热，使BMS系统的温度升高。比如通常QFN封装热阻在150゜C/W，那锂电池组的数据采集和保护芯片的温度将升高111mW*150゜C/W＝16.7゜C。对于锂电池节数比较多的系统，功率损耗将更加明显。例如对于16节锂电池的系统来说，其电源效率将不高于3.3V/(3.6V*16)＝5.73％，功率损耗将是10mA*(3.6V*16-3.3V)＝543mW，这可能会带来543mW*150゜ C/W＝81゜C的温度升高，这通常很难被接受。因此，这种集成LDO电压转换器的锂电池组的数据采集和保护芯片虽然解决了传统锂电池组的数据采集和保护芯片需要外部电源管理系统带来的缺点，但是却带来了新的缺点，即效率低及发热量大，这会导致系统工作温度升高，可靠性和寿命下降。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种电池管理系统用供电芯片及电池管理芯片。

根据本公开的一个方面，一种电池管理系统用供电芯片，所述电池管理系统用于管理包括多节电池的电池组，所述供电芯片用于生成不同的供电电压，以便为电池管理系统中的不同部件提供不同的供电电压，所述电池管理系统用供电芯片包括：

隔离电源控制器，所述隔离电源控制器用于控制作为隔离电源的变压器的初级线圈的导通和断开，通过所述隔离电源控制器对所述初级线圈的控制，在所述变压器的第一次级线圈生成第一电压，所述第一电压为所述供电芯片外部的MCU提供供电电压。