一种开关电路及动力电池管理系统的制作方法

1.本发明涉及开关电路技术领域，尤其涉及一种开关电路及动力电池管理系统。


背景技术：

2.在动力电池管理系统(bms battery management system)中，电池电压信号链模块里面，需要对电池包内串联在一起的单节电池逐节测量电压。
3.电池包的电池测量电路中包括短路开关，短路开关的两个输入端口连接不同节电池。短路开关闭合导通时，可实现两个输入端口间的短路连接，以便于电池测量电路完成对应电池的电压转换。
4.目前，短路开关适应于两个输入端口的电压固定的测试场景。但一些应用场合中，短路开关的两个输入端口的电压存在高低交替的情况，检测发现短路开关出现通断异常，影响电路稳定性。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种开关电路及动力电池管理系统，以解决现有短路开关无法适应输入电压高低交替的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种开关电路，该开关电路包括：第一分压单元、第二分压单元、第三分压单元、第四分压单元和第一开关单元；
7.所述第一分压单元连接在第一信号端和第一节点之间，所述第二分压单元连接在第二信号端和所述第一节点之间，其中，所述第一信号端和所述第二信号端的电压发生上升沿跳高以上拉所述第一节点的电位，或者，所述第一信号端和所述第二信号端的电压发生下降沿跳低以下拉所述第一节点的电位；
8.所述第三分压单元连接在第三信号端和第二节点之间，所述第四分压单元连接在第四信号端和所述第二节点之间，其中，所述第三信号端和所述第四信号端的电压发生上升沿跳高以上拉所述第二节点的电位，或者，所述第三信号端和所述第四信号端的电压发生下降沿跳低以下拉所述第二节点的电位；
9.所述第一开关单元连接在第五信号端和第六信号端之间，所述第一开关单元的第一控制端连接所述第一节点，所述第一开关单元的第二控制端连接所述第二节点，其中，所述第一开关单元在所述第一节点和所述第二节点的控制下切换为导通状态，或者，所述第一开关单元在所述第一节点和所述第二节点的控制下切换为断开状态。
10.第二方面，本发明实施例提供了一种动力电池管理系统，该动力电池管理系统包括电池和如上所述的开关电路；
11.所述第五信号端与所述电池的正极电连接，所述第六信号端与所述电池的负极电连接。
12.本发明实施例中，开关电路包括第一分压单元、第二分压单元、第三分压单元、第四分压单元和第一开关单元，第一分压单元连接在第一信号端和第一节点之间，第二分压
单元连接在第二信号端和第一节点之间，第三分压单元连接在第三信号端和第二节点之间，第四分压单元连接在第四信号端和第二节点之间，第一开关单元连接在第五信号端和第六信号端之间，第一开关单元的第一控制端连接第一节点，第二控制端连接第二节点，第一节点电位由第一信号端和第二信号端的电压控制，第二节点电位由第三信号端和第四信号端的电压控制，第一开关单元在第一节点和第二节点的控制下切换通断状态，本发明实施例通过上述开关电路，可使第一开关单元在输入电压高低交替的情况下仍能正常通断，解决了现有开关无法适应输入电压高低交替的问题，提高了开关电路的可靠性。
13.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
15.图1为本发明实施例提供的一种开关电路的电路图；
16.图2为本发明实施例提供的另一种开关电路的电路图；
17.图3为本发明实施例提供的又一种开关电路的电路图；
18.图4为本发明实施例提供的又一种开关电路的电路图；
19.图5为本发明实施例提供的又一种开关电路的电路图；
20.图6为本发明实施例提供的数字状态机的示意图；
21.图7为本发明实施例提供的一种开关电路的工作过程示意图；
22.图8为本发明实施例提供的一种动力电池管理系统的示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.实施例一
26.图1为本发明实施例提供的一种开关电路的电路图，参考图1，本实施中的开关电
路包括：第一分压单元10、第二分压单元20、第三分压单元30、第四分压单元40和第一开关单元50；第一分压单元10连接在第一信号端s1和第一节点g1之间，第二分压单元20连接在第二信号端s2和第一节点g1之间，其中，第一信号端s1和第二信号端s2的电压发生上升沿跳高以上拉第一节点g1的电位，或者，第一信号端s1和第二信号端s2的电压发生下降沿跳低以下拉第一节点g1的电位；第三分压单元30连接在第三信号端s3和第二节点g2之间，第四分压单元40连接在第四信号端s4和第二节点g2之间，其中，第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生上升沿跳高以上拉第二节点g2的电位，或者，第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生下降沿跳低以下拉第二节点g2的电位；第一开关单元50连接在第五信号端s5和第六信号端s6之间，第一开关单元50的第一控制端连接第一节点g1，第一开关单元50的第二控制端连接第二节点g2，其中，第一开关单元50在第一节点g1和第二节点g2的控制下切换为导通状态，或者，第一开关单元50在第一节点g1和第二节点g2的控制下切换为断开状态。
27.第一分压单元10连接在第一信号端s1和第一节点g1之间，用于调节第一节点g1的电位。数字状态机给第一信号端s1提供电压信号。数字状态机提供给第一信号端s1的电压发生上升沿跳高，可以起到上拉第一节点g1电位的作用；数字状态机提供给第一信号端s1的电压发生下升沿跳低，可以起到下拉第一节点g1电位的作用。
28.第二分压单元20连接在第二信号端s2和第一节点g1之间，用于调节第一节点g1的电位。数字状态机给第二信号端s2提供电压信号。数字状态机提供给第二信号端s2的电压发生上升沿跳高，可以起到上拉第一节点g1电位的作用；数字状态机提供给第二信号端s2的电压发生下升沿跳低，可以起到下拉第一节点g1电位的作用。
29.对于第一节点g1，若s1和s2中一个信号端发生上升沿跳高，另一个信号端的信号不变或发生上升沿跳高，那么可以拉高第一节点g1的电位；若s1和s2中一个信号端发生下降沿跳低，另一个信号端的信号不变或发生下降沿跳低，那么可以下拉第一节点g1的电位；若s1和s2中一个信号端发生下降沿跳低，另一个信号端发生上升沿跳高，那么根据两个信号端的电压变化幅度，或者下拉第一节点g1的电位，或者上拉第一节点g1的电位，或者稳定第一节点g1的电位。显然，数字状态机通过灵活控制s1和s2的信号大小，可以实现对第一节点g1的电位的灵活调节，进而影响第一开关单元50的通断状态。
30.第三分压单元30连接在第三信号端s3和第二节点g2之间，用于调节第二节点g2的电位。数字状态机给第三信号端s3提供电压信号。数字状态机提供给第三信号端s3的电压发生上升沿跳高，可以起到上拉第二节点g2电位的作用；数字状态机提供给第三信号端s3的电压发生下升沿跳低，可以起到下拉第二节点g2电位的作用。
31.第四分压单元40连接在第四信号端s4和第二节点g2之间，用于调节第二节点g2的电位。数字状态机给第四信号端s4提供电压信号。数字状态机提供给第四信号端s4的电压发生上升沿跳高，可以起到上拉第二节点g2电位的作用；数字状态机提供给第四信号端s4的电压发生下升沿跳低，可以起到下拉第二节点g2电位的作用。
32.对于第二节点g2，若s3和s4中一个信号端发生上升沿跳高，另一个信号端的信号不变或发生上升沿跳高，那么可以拉高第二节点g2的电位；若s3和s4中一个信号端发生下降沿跳低，另一个信号端的信号不变或发生下降沿跳低，那么可以下拉第二节点g2的电位；若s3和s4中一个信号端发生下降沿跳低，另一个信号端发生上升沿跳高，那么根据两个信
号端的电压变化幅度，或者下拉第二节点g2的电位，或者上拉第二节点g2的电位，或者稳定第二节点g2的电位。显然，数字状态机通过灵活控制s3和s4的信号大小，可以实现对第一节点g1的电位的灵活调节，进而影响第一开关单元50的通断状态。
33.示例性的，上述开关电路可以应用到电池上，具体的，开关电路的第五信号端s5与电池正极电连接，第六信号端s6与电池负极电连接。电池的正极和负极电压会出现高低交替的情况。
34.对于电池正极的电压大于电池负极的电压的情况，即第五信号端s5的电压大于第六信号端s6的电压，数字状态机可以灵活控制第一信号端s1、第二信号端s2、第三信号端s3和第四信号端s4的信号大小，进而灵活调节第一节点g1和第二节点g2的电位，如此可控制开关电路处于导通状态或断开状态。
35.对于电池正极的电压小于电池负极的电压的情况，即第五信号端s5的电压小于第六信号端s6的电压，数字状态机可以灵活控制第一信号端s1、第二信号端s2、第三信号端s3和第四信号端s4的信号大小，进而灵活调节第一节点g1和第二节点g2的电位，如此可控制开关电路处于导通状态或断开状态。
36.本发明实施例中的开关电路可以通过控制第一信号端s1、第二信号端s2、第三信号端s3和第四信号端s4的信号大小，实现对第一节点g1和第二节点g2电位的灵活调节，进而可以灵活控制开关电路的通断，从而使开关电路的通断可以不受第五信号端s5和第六信号端s5电压高低交替的影响，解决了现有开关电路无法适应输入电压高低交替的问题，提高了开关电路的可靠性。
37.图2为本发明实施例提供的另一种开关电路的电路图，参考图2，第一分压单元10包括第一电容c1，第二分压单元20包括第二电容c2，第三分压单元30包括第三电容c3，第四分压单元40包括第四电容c4。具体的，第一电容c1的一端与第一信号端s1电连接，第一电容c1的另一端与第一节点g1电连接，第二电容c2的一端与第二信号端s2电连接，第二电容c2的另一端与第一节点g1电连接，第三电容c3的一端与第三信号端s3电连接，第三电容c3的另一端与第二节点g2电连接，第四电容c4的一端与第四信号端s4电连接，第四电容c4的另一端与第二节点g2电连接。
38.需要说明的是，第一电容c1、第二电容c2在开关电路中起分压作用，用于防止其对应连接的第一节点g1的电压过高或过低。第三电容c3和第四电容c4在开关电路中起分压作用，用于防止其对应连接的第二节点g2的电压过高或过低。例如，第一电容c1可以对第一信号端s1的电压进行分压，第二电容c2可以对第二信号端s2的电压进行分压，进而可通过设置第一电容c1和第二电容c2来保证第一节点g1的电压不会过高或过低。第三电容c3可以对第三信号端s3的电压进行分压，第四电容c4可以对第四信号端s4的电压进行分压，进而可通过设置第一电容c1和第二电容c2来保证第二节点g2的电压不会过高或过低。
39.继续参考图2，第一开关单元50包括：串联的第一开关器件sm1和第二开关器件sm2；第一开关器件sm1的控制端与第一节点g1电连接，第一开关器件sm1的第一端与第五信号端s5电连接，第一开关器件sm1的第二端与第二开关器件sm2的第二端电连接；第二开关器件sm2的控制端与第二节点g2电连接，第二开关器件sm2的第一端与第六信号端s6电连接。
40.示例性的，第一开关器件sm1和第二开关器件sm2为n型mos管，第一开关器件sm1的
栅极与第一节点g1电连接，第一开关器件sm1的源极与第五信号端s5电连接，第一开关器件sm1的漏极与第二开关器件sm2的漏极电连接，第二开关器件sm2的栅极与第二节点g2电连接，第二开关器件sm2的源极与第六信号端s6电连接。
41.若开关电路需导通，则数字状态机可以给信号端s1、s2、s3和s4提供相应的信号，使第一节点g1和第二节点g2均为高电位，那么第一开关器件sm1和第二开关器件sm2均导通，开关电路实现导通以使s5和s6短路连接。
42.若开关电路需断开，则数字状态机可以给信号端s1、s2、s3和s4提供相应的信号，使第一节点g1为低电位，那么第一开关器件sm1断开，开关电路实现关断；和/或，数字状态机可以给s1、s2、s3和s4提供相应的信号，使第二节点g2为低电位，那么第二开关器件sm2断开，开关电路实现关断。
43.无论第五信号端s5和第六信号端s6的信号如何变化，开关电路均能够正常导通和正常关断。
44.需要说明的是，本发明实施例对第一开关器件sm1和第二开关器件sm2的型号不作限定，本领域技术人员可以根据实际需求选用合适的型号，其可以是n型mos管，也可以是p型mos管。
45.图3为本发明实施例提供的又一种开关电路的电路图，参考图3，开关电路还包括：第一复位单元60；第一复位单元60包括：第三开关器件sm3和第四开关器件sm4；第三开关器件sm3连接在第五信号端s5和第一节点g1之间，第三开关器件sm3的控制端连接第三节点g3，第四开关器件sm4连接在第五信号端s5和第三节点g3之间，第四开关器件sm4的控制端连接第一节点g1；其中，第四开关器件sm4在第一节点g1的控制下切换通断状态以调节第三节点g3的电位，第三开关器件sm3在第三节点g3的控制下切换通断状态。
46.示例性的，第三开关器件sm3和第四开关器件sm4为n型mos管，第三开关器件sm3的栅极与第三节点g3电连接，第三开关器件sm3的源极与第五信号端s5电连接，第三开关器件sm3的漏极与第一节点g1电连接，第四开关器件sm4的栅极与第一节点g1电连接，第四开关器件sm4的源极与第五信号端s5电连接，第四开关器件sm4的漏极与第三节点g3电连接。
47.需要说明的是，本发明实施例对第三开关器件sm3和第四开关器件sm4的型号不作限定，本领域技术人员可以根据实际需求选用合适的型号，可以是n型mos管，也可以是p型mos管。
48.继续参考图3，开关电路还包括：第二复位单元70；第二复位单元70包括：第五开关器件sm5和第六开关器件sm6；第五开关器件sm5连接在第六信号端s6和第二节点g2之间，第五开关器件sm5的控制端连接第四节点g4，第六开关器件sm6连接在第六信号端s6和第四节点g4之间，第六开关器件sm6的控制端连接第一节点g1；其中，第六开关器件sm6在第二节点g2的控制下切换通断状态以调节第四节点g4的电位，第五开关器件sm5在第四节点g4的控制下切换通断状态。
49.示例性的，第五开关器件sm5和第六开关器件sm6为n型mos管，第五开关器件sm5的栅极与第四节点g4电连接，第五开关器件sm5的源极与第六信号端s6电连接，第五开关器件sm5的漏极与第二节点g2电连接，第六开关器件sm6的栅极与第二节点g2电连接，第六开关器件sm6的源极与第六信号端s6电连接，第六开关器件sm6的漏极与第四节点g4电连接。
50.需要说明的是，本发明实施例对第五开关器件sm5和第六开关器件sm6的型号不作
限定，本领域技术人员可以根据实际需求选用合适的型号，可以是n型mos管，也可以是p型mos管。
51.以第一至第六开关器件均为n型mos为例。
52.对于第五信号端s5电压大于第六信号端s6电压的情况。若开关电路需导通，那么数字状态机控制第一信号端s1、第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生上升沿跳高，控制第二信号端s2的电压不变，第一节点g1和第二节点g2的电位被拉高至高电位，第一开关器件sm1、第二开关器件sm2、第四开关器件sm4和第六开关器件sm4导通；第四开关器件sm4导通，第三节点g3的电位与第五信号端s5的电压相同，第三开关器件sm3的栅源极电压为零，第三开关器件sm3断开；第六开关器件sm6导通，第四节点g4的电位与第六信号端s6的电压相同，第五开关器件sm5的栅源极电压为零，第五开关器件sm5断开。
53.若开关电路需关断，那么数字状态机控制第一信号端s1、第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生下降沿跳低，控制第二信号端s2的电压不变，第一节点g1和第二节点g2的电位被拉低至低电位，第一开关器件sm1、第二开关器件sm2、第四开关器件sm4和第六开关器件sm6断开；第四开关器件sm4断开，第三节点g3的电位被拉低至低电位，第三开关器件sm3保持断开状态；第六开关器件sm6断开，第四节点g4的电位被拉低至低电位，第五开关器件sm5保持断开状态。
54.对于第五信号端s5电压小于第六信号端s6电压的情况。若开关电路需导通，那么数字状态机控制第一信号端s1、第二信号端s2和第三信号端s3的电压发生上升沿跳高，控制第四信号端s4的电压不变，第一节点g1和第二节点g2的电位被拉高至高电位，第一开关器件sm1、第二开关器件sm2、第四开关器件sm4和第六开关器件sm6导通；第四开关器件sm4导通，第三节点g3的电位与第五信号端s5的电压相同，第三开关器件sm3的栅源极电压为零，第三开关器件sm3断开；第六开关器件sm6导通，第四节点g4的电位与第六信号端s6的电压相同，第五开关器件sm5的栅源极电压为零，第五开关器件sm5断开。
55.若开关电路需关断，那么数字状态机控制第一信号端s1、第二信号端s2和第三信号端s3的电压发生下降沿跳低，控制第四信号端s4的电压不变，第一节点g1和第二节点g2的电位被拉低至低电位，第一开关器件sm1、第二开关器件sm2、第四开关器件sm4和第六开关器件sm6断开；第四开关器件sm4断开，第三节点g3的电位被拉低至低电位，第三开关器件sm3保持断开状态；第六开关器件sm6断开，第四节点g4的电位被拉低至低电位，第五开关器件sm5保持断开状态。
56.图4为本发明实施例提供的又一种开关电路的电路图，参考图4，开关电路还包括：第五分压单元80；第五分压单元80包括第五电容c5，第五电容c5连接在第七信号端s7与第三节点g3之间，其中，第七信号端s7的电压发生上升沿跳高以上拉第三节点g3的电位，或者，第七信号端s7的电压发生下降沿跳低以下拉第三节点g3的电位。
57.第五分压单元80连接在第七信号端s7和第三节点g3之间，用于调节第三节点g3的电位。数字状态机给第七信号端s7提供电压信号。数字状态机提供给第七信号端s7的电压发生上升沿跳高，可以起到上拉第三节点g3电位的作用；数字状态机提供给第七信号端s7的电压发生下升沿跳低，可以起到下拉第三节点g3电位的作用。而第三节点g3电位可影响第三开关器件sm3的通断状态。
58.继续参考图4，开关电路还包括：第六分压单元90；第六分压单元90包括第六电容
c6，第六电容c6连接在第八信号端s8与第四节点g4之间，其中，第八信号端s8的电压发生上升沿跳高以上拉第四节点g4的电位，或者，第八信号端s8的电压发生下降沿跳低以下拉第四节点g4的电位。
59.第六分压单元90连接在第八信号端s8和第四节点g4之间，用于调节第四节点g4的电位。数字状态机给第八信号端s8提供电压信号。数字状态机提供给第八信号端s8的电压发生上升沿跳高，可以起到上拉第四节点g4电位的作用；数字状态机提供给第八信号端s8的电压发生下升沿跳低，可以起到下拉第四节点g4电位的作用。而第四节点g4电位可影响第五开关器件sm5的通断状态。
60.对于第五信号端s5电压大于第六信号端s6电压的情况。在开关电路关断后，即在数字状态机控制第一信号端s1、第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生下降沿跳低以及控制第二信号端s2的电压不变后，数字状态机会控制第七信号端s7和第八信号端s8的电压发生上升沿跳高，第三节点g3和第四节点g4被拉高至高电位，第三开关器件sm3和第五开关器件sm5导通。第三开关器件sm3导通，第一节点g1的电位与第五信号端s5的电压相同，第一开关器件sm1的栅源极电压为零，第一开关器件sm1保持断开状态；第五开关器件sm5导通，第二节点g2的电位与第六信号端s6的电压相同，第二开关器件sm2的栅源极电压为零，第二开关器件sm2保持断开状态。
61.因此，在对开关电路进行关断后，可以通过控制第七信号端s7和第八信号端s8使开关电路能够保持断开状态，从而有利实现开关电路的可靠断开。而在开关电路导通前，即在数字状态机控制第一信号端s1、第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生上升沿跳高以及控制第二信号端s2的电压不变之前，数字状态机会控制第七信号端s7和第八信号端s8信号端的的电压发生下降沿跳低，第三节点g3和第四节点g4被拉低至低电位，第三开关器件sm3和第五开关器件sm5断开。
62.对于第五信号端s5电压小于第六信号端s6电压的情况。在开关电路关断后，即在数字状态机控制第一信号端s1、第二信号端s2和第三信号端3的电压发生下降沿跳低以及控制第四信号端s2的电压不变后，数字状态机会控制第七信号端s7和第八信号端s8的电压发生上升沿跳高，第三节点g3和第四节点g4被拉高至高电位，第三开关器件sm3和第五开关器件sm5导通。第三开关器件sm3导通，第一节点g1的电位与第五信号端s5的电压相同，第一开关器件sm1的栅源极电压为零，第一开关器件sm1保持断开状态；第五开关器件sm5导通，第二节点g2的电位与第六信号端s6的电压相同，第二开关器件sm2的栅源极电压为零，第二开关器件sm2保持断开状态。
63.因此，在对开关电路进行关断后，可以通过控制第七信号端s7和第八信号端s8使开关电路能够保持断开状态，从而有利实现开关电路的可靠断开。而在开关电路导通前，即在数字状态机控制第一信号端s1、第二信号端s2和第三信号端s3的电压发生上升沿跳高以及控制第四信号端s4的电压不变之前，数字状态机会控制第七信号端s7和第八信号端s8信号端的的电压发生下降沿跳低，第三节点g3和第四节点g4被拉低至低电位，第三开关器件sm3和第五开关器件sm5断开。
64.图7为本发明实施例提供的一种开关电路的工作过程示意图，参考图7，可见，第五信号端s5的电压小于第六信号端s6的电压，且在开关电路导通前，即第五信号端和第六信号端的电压变化之前，第一至第四信号端的电压均保持在低电平，第七信号端s7和第八信
号端s8的电压则为高电平，第三开关器件sm3和第五开关器件sm5处于导通状态，第一节点g1的电位vg1略小于第五信号端s5的电压，第二节点g2的电位vg2略小于第六信号端s6的电压，故第一开关器件sm1和第二开关器件sm2的栅源极电压vgs_sm1、vgs_sm2都略小于零，此时第一开关器件sm1和第二开关器件sm2处于断开状态。
65.继续参考图7，在导通开关电路之前，数字状态机要先控制第七信号端s7和第八信号端s8的电压生下降沿跳低，此时第三节点g3和第四节点g4的电位被拉低至低电位，第三开关器件sm3和第五开关器件sm5断开。然后数字状态机控制第一信号端s1和第三信号端s3的电压发生上升沿跳高，第一节点g1和第二节点g2被拉高至高电位，第一开关器件sm1和第二开关器件sm2导通，第五信号端s5和第六信号端s6短接，此后第五信号端s5的电压会上升，第六信号端s6的电压会下降，即第一开关器件sm1的源极电压上升，第二开关器件sm2的源极电压下降，又因为第一开关器件sm1和第二开关器件sm2的栅极电压是固定的，因此可能出现第一开关器件sm1的栅源极电压过小而导致第一开关器件sm1无法导通的情况，或者第二开关器件sm2的栅源极电压过大而导致第二开关器件过压被击穿的情况。
66.为防止上述情况的发生，继续参考图7，本发明会在控制第一信号端s1的电压和第三信号端s3的电压发生上升沿跳高的同时，也控制第二信号端s2的电压发生上升沿跳高，以使第一开关器件sm1的栅极电压即第一节点g1的电位vg1被拉的更高，进而克服第一开关器件sm1的源极电压上升导致第一开关器件sm1的栅源极电压过小的问题，能够保证第一开关器件sm1的可靠导通。同时，也需控制第四信号端s4的电压保持低电平，可以避免增大第二开关器件sm2的栅极电压，防止出现第二开关器件sm2因过压而被击穿的情况。
67.需要说明的是，本发明在控制第一信号端s1的电压、第二信号端s2的电压和第三信号端s3的电压发生上升沿跳高后，第四开关器件sm4和第六开关器件sm6也导通。当第四开关器件sm4和第六开关器件sm6处于导通状态时，可使第三开关器件sm3和第五开关器件sm5的栅源极电压置零，进而保证第三开关器件sm3和第五开关器件sm5的有效断开。
68.若需关断开关电路，则先控制第一信号端s1、第二信号端s2和第三信号端s3的电压发生下降沿跳低，此时第一至第四信号端的电压均为低电平，第一节点和第二节点的电位被拉低至低电平，第一开关器件sm1、第二开关器件sm2、第四开关器件sm4和第六开关器件sm6断开。然后，控制第七信号端s7和第八信号端s8的电压发生上升沿跳高，第三节点g3和第四节点g4被拉高至高电位，第三开关器件sm3和第五开关器件sm5导通。此时，第一节点g1的电位会被拉至与第五信号端s5的电压相近，第二节点g2的电位会被拉至与第六信号端s5的电压相近，第一开关器件sm1和第二开关器件sm2的栅源极电压接近于零，第一开关器件sm1和第二开关器件sm2保持断开状态。
69.可以理解的是，在第五信号端s5的电压高于第六信号端s6的情况下。若需导通开关电路，则控制第一信号端s1、第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生上升沿跳高，控制第二信号端s2的电压保持低电平。若需断开开关电路，控制第一信号端s1、第三信号端s3和第四信号端s4的电压发生下降沿跳低，第一至第四信号端的电压均为低电平。
70.无论第五信号端s5的电压和第六信号端s6的电压如何进行高低交替，本发明的开关电路均能够正常导通和正常关断。
71.图5为本发明实施例提供的又一种开关电路的电路图，参考图5，开关电路还包括：第七电容c7和第八电容c8，具体的，第七电容c7的一端与第五信号端s5电连接，第七电容c7
的另一端接地，第八电容c8的一端与第六信号端s6电连接，第八电容c8的另一端接地。
72.第七电容c7和第八电容c8为滤波电容，分别用对第五信号端s5和第六信号端s6的电信号进行滤波，防止出现因第五信号端s5和第六信号端s6电信号波动而导致开关电路无法可靠通断的情况。
73.继续参考图5，开关电路还包括：第一栅极寄生电容cg1、第二栅极寄生电容cg2、第三栅极寄生电容cg3和第四栅极寄生电容cg4，具体的，第一栅极寄生电容cg1的一端与第一节点g1电连接，另一端接地，第二栅极寄生电容cg2的一端与第二节点g2电连接，另一端接地，第三栅极寄生电容cg3的一端与第三节点g3电连接，另一端接地，第四栅极寄生电容cg4的一端与第四节点g4电连接，另一端接地。
74.图6为本发明实施例提供的数字状态机的示意图，参考图6，开关电路还包括：数字状态机ecu；数字状态机ecu与第一信号端s1、第二信号端s2、第三信号端s3和第四信号端s4电连接，数字状态机ecu用于独立控制各个信号端的电压信号，以控制第一开关单元50的通断状态。
75.本发明实施例的技术方案，提供了一种开关电路，该开关电路包括：第一分压单元、第二分压单元、第三分压单元、第四分压单元和第一开关单元，第一分压单元连接在第一信号端和第一节点之间，第二分压单元连接在第二信号端和第一节点之间，第三分压单元连接在第三信号端和第二节点之间，第四分压单元连接在第四信号端和第二节点之间，第一开关单元连接在第五信号端和第六信号端之间，第一开关单元的第一控制端连接第一节点，第二控制端连接第二节点，第一节点电位由第一信号端和第二信号端的电压控制，第二节点电位由第三信号端和第四信号端的电压控制，第一开关单元在第一节点和第二节点的控制下切换通断状态，本发明实施例通过上述开关电路，可使第一开关单元在输入电压高低交替的情况下仍能正常通断，解决了现有开关无法适应输入电压高低交替的问题，具有提高开关电路可靠性的有益效果。
76.实施例二
77.基于同一发明构思，在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种动力电池管理系统，该动力电池管理系统包括电池110和如上述任一实施例所述的开关电路120，因而该动力电池管理系统具有上述开关电路120的相同或相应的技术效果。
78.示例性的，图8为本发明实施例提供的一种动力电池管理系统的示意图，参考图8，第五信号端s5与电池的正极outp电连接，第六信号端s6与电池的负极outn电连接。sw0～sw7为高压开关，用于连通采样电容cs和电池，开关电路120用于实现电池110的正极outp和电池110的负极outn的短接，当开关电路120导通时，电池110的正极outp和电池110的负极outn短接。
79.下面以测量一节电池电压为例，先控制高压开关sw0、sw1以及开关k1导通，控制开关电路120断开，进而通过采样电容cs完成对电池电压的采样，然后控制高压开关sw0、sw1以及开关k1断开，控制开关电路120导通，使电池110的正极outp和电池110的负极outn短接，从而配合放大器形成电容比例放大电路，完成对电池电压的转换，最后通过adc将转换后的模拟电压数字化。
80.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明
的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种开关电路，其特征在于，包括：第一分压单元、第二分压单元、第三分压单元、第四分压单元和第一开关单元；所述第一分压单元连接在第一信号端和第一节点之间，所述第二分压单元连接在第二信号端和所述第一节点之间，其中，所述第一信号端和所述第二信号端的电压发生上升沿跳高以上拉所述第一节点的电位，或者，所述第一信号端和所述第二信号端的电压发生下降沿跳低以下拉所述第一节点的电位；所述第三分压单元连接在第三信号端和第二节点之间，所述第四分压单元连接在第四信号端和所述第二节点之间，其中，所述第三信号端和所述第四信号端的电压发生上升沿跳高以上拉所述第二节点的电位，或者，所述第三信号端和所述第四信号端的电压发生下降沿跳低以下拉所述第二节点的电位；所述第一开关单元连接在第五信号端和第六信号端之间，所述第一开关单元的第一控制端连接所述第一节点，所述第一开关单元的第二控制端连接所述第二节点，其中，所述第一开关单元在所述第一节点和所述第二节点的控制下切换为导通状态，或者，所述第一开关单元在所述第一节点和所述第二节点的控制下切换为断开状态。2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第一分压单元包括第一电容，所述第二分压单元包括第二电容，所述第三分压单元包括第三电容，所述第四分压单元包括第四电容。3.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：串联的第一开关器件和第二开关器件；所述第一开关器件的控制端与所述第一节点电连接，所述第一开关器件的第一端与所述第五信号端电连接，所述第一开关器件的第二端与所述第二开关器件的第二端电连接；所述第二开关器件的控制端与所述第二节点电连接，所述第二开关器件的第一端与所述第六信号端电连接。4.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括：第一复位单元；所述第一复位单元包括：第三开关器件和第四开关器件；所述第三开关器件连接在所述第五信号端和所述第一节点之间，所述第三开关器件的控制端连接第三节点，所述第四开关器件连接在所述第五信号端和所述第三节点之间，所述第四开关器件的控制端连接所述第一节点；其中，所述第四开关器件在所述第一节点的控制下切换通断状态以调节所述第三节点的电位，所述第三开关器件在所述第三节点的控制下切换通断状态。5.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括：第二复位单元；所述第二复位单元包括：第五开关器件和第六开关器件；所述第五开关器件连接在所述第六信号端和所述第二节点之间，所述第五开关器件的控制端连接第四节点，所述第六开关器件连接在所述第六信号端和所述第四节点之间，所述第六开关器件的控制端连接所述第二节点；其中，所述第六开关器件在所述第二节点的控制下切换通断状态以调节所述第四节点的电位，所述第五开关器件在所述第四节点的控制下切换通断状态。6.根据权利要求3-5中任一项所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路中任一开关器件为n型mos管。
7.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括：第五分压单元；所述第五分压单元包括第五电容，所述第五电容连接在第七信号端与所述第三节点之间，其中，所述第七信号端的电压发生上升沿跳高以上拉所述第三节点的电位，或者，所述第七信号端的电压发生下降沿跳低以下拉所述第三节点的电位。8.根据权利要求5所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括：第六分压单元；所述第六分压单元包括第六电容，所述第六电容连接在第八信号端与所述第四节点之间，其中，所述第八信号端的电压发生上升沿跳高以上拉所述第四节点的电位，或者，所述第八信号端的电压发生下降沿跳低以下拉所述第四节点的电位。9.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括：数字状态机；所述数字状态机分别与所述第一信号端、所述第二信号端、所述第三信号端和所述第四信号端电连接，所述数字状态机用于独立给各个信号端提供电压信号，以控制所述第一开关单元的通断状态。10.一种动力电池管理系统，其特征在于，包括电池和如权利要求1-9任一项所述的开关电路；所述第五信号端与所述电池的正极电连接，所述第六信号端与所述电池的负极电连接。

技术总结
本发明公开了一种开关电路及动力电池管理系统。该开关电路包括：第一分压单元、第二分压单元、第三分压单元、第四分压单元和第一开关单元；第一分压单元连接在第一信号端和第一节点之间，第二分压单元连接在第二信号端和第一节点之间，第三分压单元连接在第三信号端和第二节点之间，第四分压单元连接在第四信号端和第二节点之间，第一开关单元连接在第五信号端和第六信号端之间，第一开关单元的第一控制端连接第一节点，第二控制端连接第二节点；第一节点电位由第一信号端和第二信号端的电压控制，第二节点电位由第三信号端和第四信号端的电压控制，第一开关单元在第一节点和第二节点的控制下切换通断状态。本发明可提高开关电路的可靠性。路的可靠性。路的可靠性。


技术研发人员：张礼军 黄海 潘章杰
受保护的技术使用者：灵矽微电子（深圳）有限责任公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/13