技术领域
[0001] 本实用新型涉及新
能源领域，尤其涉及一种防止反向电压的电路。
背景技术
[0002] 电动
汽车替代燃油汽车已成为汽车业发展的趋势。
电池包的续航里程、使用寿命及使用安全等对电动汽车的使用都显得尤为重要。电动汽车供电常用方案是用两个电池进行供电，一个电池为高压
电池组，该高压电池组用于给
电机等大功率设备供电，另一个电池为低压电池组，该低压电池组用于给
控制器供电，如整车控制器、
电池管理系统等。在实际使用中，需要防止负载被电池组内部或电池组所在回路产生的反向电压所损坏。
[0003] 如图1所示，目前可以通过在电池组负极输出端
串联一个金属
氧化物
半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)防止负载被电池组内部或电池组所在回路产生的反向电压所损坏。其中，与MOSFET串联的限流模
块起限流作用。但是由于MOSFET内部存在寄生电容参数，导致电池组或电池组所在回路突然施加的反向电压无法被快速阻止。实用新型内容
[0004] 本实用新型
实施例提供一种防止反向电压的电路，能够快速阻止电池组内部或电池组所在回路产生的反向电压。
[0005] 根据本实用新型的一方面，提供一种防止反向电压的电路，该电路包括：
[0006] 第一MOSFET，第一MOSFET的漏极与电池组的负极连接，第一MOSFET的栅极与第二MOSFET的漏极和第一限流模块的一端连接，第一MOSFET的源极与负载连接；
[0007] 第二MOSFET，第二MOSFET的栅极与第二限流模块的一端连接，第二MOSFET的源极与电池组的正极连接；
[0008] 第一限流模块，第一限流模块的另一端与电池组的正极和负载连接；
[0009] 第二限流模块，第二限流模块的另一端与电池组的负极连接；
[0010] 其中，第一MOSFET为N
沟道MOSFET，第二MOSFET为N沟道MOSFET。
[0011] 在一个实施例中，第一限流模块包括第一
电阻网络，第一电阻网络的一端与第一MOSFET的栅极连接，第一电阻网络的另一端与电池组的正极和负载连接。
[0012] 在一个实施例中第二限流模块包括第二电阻网络，设置于第二MOSFET的栅极和电池组的负极之间。
[0013] 在一个实施例中，防止反向电压的电路还包括：
[0014] 第一过压保护模块，设置于第一MOSFET的栅极和第一MOSFET的源极之间，用于为第一MOSFET提供过压保护。
[0015] 在一个实施例中，第一过压保护模块包括：
[0016] 第一
二极管，第一二极管的
阳极与第一MOSFET的源极连接，第一二极管的
阴极与第一MOSFET的栅极连接。
[0017] 在一个实施例中，防止反向电压的电路还包括：
[0018] 第二过压保护模块，设置于第二MOSFET的源极和第二MOSFET的栅极之间。
[0019] 在一个实施例中，第二过压保护模块包括：
[0020] 双向
钳位二极管，设置于第二MOSFET的源极和第二MOSFET的栅极之间。
[0021] 在一个实施例中，防止反向电压的电路还包括：
[0022] 第一高压过滤模块，设置于电池组的正极和电池组的负极之间，用于滤除瞬态高压以保护第一MOSFET和第二MOSFET；
[0023] 和/或，
[0024] 第二高压过滤模块，设置于第一MOSFET的源极和电池组的正极之间，用于滤除瞬态高压以保护第一MOSFET和第二MOSFET。
[0025] 在一个实施例中，第一高压滤波模块包括第一电容，设置于电池组的正极和电池组的负极之间。
[0026] 在一个实施例中，第二高压滤波模块包括第二电容，设置于第一MOSFET的源极和电池组的正极之间。
[0027] 根据本实用新型实施例中的防止反向电压的电路，若电池组内部产生反向电压，由于第二MOSFET的栅极电压大于第二MOSFET的源极电压，所以第二MOSFET导通，第二MOSFET的导通可
加速第一MOSFET的寄生电容放电，以缩短第一MOSFET的断开时间，从而实现快速阻止电池组内部或电池组所在回路产生的反向电压，以防止反向电压对负载的损坏。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029] 图1为防止反向电压的电路的结构示意图；
[0030] 图2为本实用新型第一实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图；
[0031] 图3为图2中的防止反向电压的电路的等效电路图；
[0032] 图4为本实用新型第二实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图；
[0033] 图5为本实用新型第三实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图；
[0034] 图6为本实用新型第四实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图；
[0035] 图7为本实用新型第五实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图；
[0036] 图8为本实用新型第六实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图。
具体实施方式
[0037] 下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本实用新型，并不被配置为限定本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更好的理解。
[0038] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0039] 图2示出本实用新型第一实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图。如图2所示，本实用新型实施例提供的防止方向电压的电路包括：
[0040] 第一MOSFET Q1，第一MOSFET Q1的漏极与电池组P1的负极连接，第一MOSFET Q1的栅极与第二MOSFET Q2的漏极和第一限流模块L1的一端连接，第一MOSFET Q1的源极与负载连接。
[0041] 第二MOSFET Q2，第二MOSFET Q2的栅极与第二限流模块L2的一端连接，第二MOSFET Q2的源极与电池组P1的正极连接。
[0042] 第一限流模块L1，第一限流模块L1的另一端与电池组P1的正极和负载连接。
[0043] 第二限流模块L2，第二限流模块L2的另一端与电池组P1的负极连接。
[0044] 其中，第一MOSFET为N沟道MOSFET，第二MOSFET也为N沟道MOSFET。
[0045] 图3示出图2中的防止反向电压电路的等效示意图。下面结合图3详细解释本实用新型提供的防止反向电压的电路能够快速阻止电池组P1内部或电池组P1所在回路产生的反向电压的原理。
[0046] 如图3所示，第一MOSFET Q1可以等效为图3中导通电阻RDS和第寄生电容C1。
[0047] 继续参见图3，第二MOSFET Q2可以等效为
开关K1以及与开关K1并联的第二MOSFET Q2的寄生二极管D1。
[0048] 如图3所示，电阻RDS的一端与电池组P1的负极和第二限流模块L2的一端连接，电阻RDS的另一端与电容C1的一端和负载连接。
[0049] 寄生电容C1的另一端分别与开关K1的一端、二极管D1的阴极、第二限流模块L2的另一端和第一限流模块L1的一端连接。开关K1的另一端与电池组P1的正极连接。二极管D1的阳极与电池组P1的正极连接。第一限流模块L1的另一端与电池组P1的正极和负载连接。
[0050] 在本实用新型的实施例中，当电池组P1的电压施加至第一MOSFET Q1时，第一电池组P1开始对寄生电容C1充电。寄生电容C1需要达到一定的电荷，第一MOSFET Q1才会导通。同理，当电池组P1内部或电池组P1所在回路产生反向电压时，需要寄生电容C1放完所有电荷，第一MOSFET Q1才会断开。
[0051] 由于寄生电容C1的充电
电流过大会损坏第一MOSFET Q1，所以设置了第一限流模块L1。但是若电池组P1内部或电池组P1所在回路产生反向电压，第一限流模块L1会限制第一MOSFET Q1的断开速度。
[0052] 若图3中不包括第二MOSFET Q2，则当电池组P1内部或电池组P1所在回路产生反向电压时，电池组P1、导通电阻RDS、寄生电容C1和第一限流模块L1形成寄生电容C1的放电回路，则第一MOSFET Q1的断开时间t可以由下面的表达式进行确定：
[0053] t＝C1(RDS+R0) (1)
[0054] 其中，C1为第一MOSFET Q1的寄生电容的容值，R0为第一限流模块L1的电阻值。由此可知，第一限流模块L1的电阻值会限制第一MOSFET Q1的断开速度。
[0055] 参见图3，由于第二MOSFET Q2的存在，当电池组P1内部或电池组P1所在回路产生反向电压时，由于第二MOSFET Q2的栅极电压大于第二MOSFET Q2源极的电压，因此第二MOSFET Q2导通，即开关K1处于闭合状态。则电池组P1、导通电阻RDS、寄生电容C1和闭合后的开关K1形成寄生电容C1的放电回路，则第一MOSFET Q1的断开时间t可以由下面的表达式进行确定：
[0056] t＝C1×RDS (2)
[0057] 当电池组P1内部或电池组P1所在回路产生反向电压时，由于第二MOSFET Q2的导通，则电池组P1内部产生的反向电压会通过导通的第二MOSFET Q2在寄生电容C1两端形成反压，避免了第一限流模块L1对第一MOSFET Q1断开时间的影响，从而加速寄生电容C1放电。
[0058] 通常情况下，第一限流模块L1的电阻值远大于第一MOSFET Q1导通电阻RDS的电阻值。由表达式(1)和表达式(2)可知，由于N沟MOSFET Q2的导通，大大减小了第一MOSFET Q1的断开时间，从而加快了第一MOSFET Q1的断开速度，以实现快速阻止电池组P1内部或电池组P1所在回路产生的反向电压，有效保护负载不受反向电压的损坏。
[0059] 图4示出本实用新型第二实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图。图4示出第一限流模块L1的具体结构。
[0060] 如图4所示，第一限流模块L1包括电阻网络N1。电阻网络N1的一端与第一MOSFET Q1的栅极连接，电阻网络N1的另一端与电池组P1的正极和负载连接。
[0061] 继续参见图4，作为一个具体示例，电阻网络N1包括电阻R1，电阻R1的一端与第一MOSFET Q1的栅极连接，电阻R1的另一端与电池组P1的正极和负载连接。
[0062] 对于电阻网络N1的结构，本实用新型实施例不做具体限定。
[0063] 图5示出本实用新型第三实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图。图5中的防止反向电压的电路与图4的防止反向电压的电路的不同之处在于，图5示出了第二限流模块L2的具体结构。
[0064] 在一些实施例中，第二限流模块L2包括电阻网络N2，电阻网络N2的一端与第二MOSFET Q2的栅极连接，电阻网络N2的另一端与电池组P1的负极连接。
[0065] 在本实用新型的实施例中，通过设置第二限流模块L2，可以避免第二MOSFET Q2因电流过大而毁坏，以起到限流作用。
[0066] 继续参见图5，作为一个具体示例，电阻网络N2包括电阻R2，电阻R2的一端与第二MOSFET Q2的栅极连接，电阻R2的另一端与电池组P1的负极连接。
[0067] 对于电阻网络N2的结构，本实用新型实施例不做具体限定。
[0068] 图6示出本实用新型第四实施例提供的防止反向电压的电路的结构示意图。图6中的防止反向电压的电路与图5的防止反向电压的电路的不同之处在于，图6的防止反向电压的电路包括设置于第一MOSFET Q1的源极和第一MOSFET Q1的栅极之间的第一过压保护模块E1。
[0069] 其中，第一过压保护模块E1用于为第一MOSFET Q1提供过压保护，防止第一MOSFET Q1因第一MOSFET Q1的栅极和第一MOSFET Q1的源极之间的电压过高而损坏。
[0070] 作为一个示例，继续参见图6，第一过压保护模块E1包括二极管D2，二极管D2的阳极与第一MOSFET Q1的源极连接，二极管D2的阴极与第一MOSFET Q1的栅极连接。二极管D2可以为钳位二极管。
[0071] 对于第一过压保护模块E1的结构，本
发明实施例不做具体限定，只要可以避免第一MOSFET Q1的栅极和第一MOSFET Q1的源极之间的电压过高损坏第一MOSFET Q1即可。
[0072] 图7示出本实用新型第五实施例提供的防止反向电压的电路。图7中的防止反向电压的电路与图6的防止反向电压的电路的不同之处在于，图6的防止反向电压的电路还包括设置于第二MOSFET Q2的栅极和第二MOSFET Q2的源极之间的第二过压保护模块E2。
[0073] 其中，第二过压保护模块E2用于为第二MOSFET Q2提供过压保护，防止第二MOSFET Q2因第二MOSFET Q2的栅极和第二MOSFET Q2的源极之间的电压过高而损坏。
[0074] 继续参见图7，第二过压保护模块E2包括双向钳位二极管D3。双向钳位二极管D3设置于第二MOSFET Q2的源极和第二MOSFET Q2的栅极之间。
[0075] 对于第二过压保护模块E2的结构，本发明实施例不做具体限定，只要可以防止第二MOSFET Q2的栅极和第二MOSFET Q2的源极之间的电压过高损坏第二MOSFET Q2即可。
[0076] 图8示出本实用新型第六实施例提供的防止反向电压的电路。图8中的防止反向电压的电路与图7的防止反向电压的电路的不同之处在于，图8的防止反向电压的电路还包括第一高压过滤模块F1和第一高压过滤模块F2。
[0077] 其中，第一高压过滤模块F1设置于电池组P1的正极和电池组P1的负极之间，用于滤除瞬态高压以保护第一MOSFET Q1和第二MOSFET Q2。
[0078] 其中，第二高压过滤模块F2设置于第一MOSFET Q1的源极和电池组P1的正极之间，用于滤除瞬态高压以保护第一MOSFET Q1和第二MOSFET Q2。
[0079] 在一些实施例中，防止反向电压的电路可以只包括第一高压过滤模块F1和第一高压过滤模块F2中的一者，也可以实现滤除瞬态过高电压，以保护第一MOSFET Q1和第二MOSFET Q2不受高压的损坏。
[0080] 在一个示例中，第一高压过滤模块F1包括设置于电池组P1的正极和电池组P1的负极之间的电容C2。
[0081] 在一个示例中，第二高压过滤模块F2包括设置于第一MOSFETQ1的源极和电池组P1的正极之间的电容C3。
[0082] 在本实用新型的实施例中，通过设置电容C2和电容C3可以滤除瞬态过高电压，从而进一步更好地保护第一MOSFET Q1和第二MOSFET Q2。
[0083] 本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、
说明书及
权利要求书的
基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的
硬件或
软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的
从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的
修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
