一種多通道電池採樣電路的製作方法
2023-05-22 04:25:11
專利名稱：一種多通道電池採樣電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電池技術領域，特別涉及ー種多通道電池採樣電路。
背景技術：
目前，通常的電池組電壓採樣方法為採用電阻分壓的方法，由於高端電池電壓較高，需要把電壓壓到單片機工作電壓範圍內，才能讓CPU讀取。該方法的缺點為電池電壓採樣存在較大誤差，導致保護門檻偏差較大，且由於全是電阻分壓，系統休眠功耗較大，且電池電壓的檢測精度差。還有種方法是採用電動車鋰電池監控晶片0Z8920，採樣前端電池 電壓，由於該方法中電池串數是一定的，應用時，存在較大浪費情況，加大了成本，且不夠靈活，比如電壓門檻下限太高、上限太低，欠壓檢測延時只有固定的幾種模式供選擇，供選擇範圍小。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種電池電壓檢測精度高、避免系統休眠功耗大的多通道電池採樣電路。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種多通道電池採樣電路，包括電池組、通道切換單元、電池電壓差分處理單元、通道切換控制單元、微處理単元、開關控制電路，所述的電池組與通道切換單元的輸入端相連接，所述的通道切換單元的輸出端與電池電壓差分處理單元相連接，所述的電池電壓差分處理單元的輸出端與微處理単元相連接，所述的微處理單元的輸出端通過通道切換控制單元與通道切換單元相連接。所述的通道切換單元採用多路選擇器，所述的通道切換單元，用於將電池兩端電壓切換到多路選擇器輸出端。所述的電池電壓差分處理單元，用於根據多路選擇器採樣的電池電壓信號進行電池電壓差分處理，而後傳輸到微處理單元。所述的微處理單元與開關控制電路相連接。所述的微處理單元採用CPU，其晶片型號為STM32F103VET6。所述的開關控制電路的輸出端與場效應管Ql的柵極連接，所述的場效應管Ql的漏極通過負載與電池組的正極連接，所述的場效應管Ql的源極與電池組的負極連接。本實用新型採用上述結構和方法，具有以下優點1、可根據微處理單元發出的邏輯控制信號切換電池電壓採樣通道，這種採樣方法可提高電池電壓檢測精度，避免系統休眠功耗大；2、提高系統性能；3、優化了系統結構，提高了系統的可靠性、靈活性、性價比。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進ー步詳細的說明；圖I為本實用新型的邏輯結構框圖；圖2為本實用新型的電路結構圖；[0014]圖3為本實用新型中通道切換單元與電池組連接的電路結構圖；在圖廣圖2中，I、通道切換單元；2、電池電壓差分處理單元；3、通道切換控制單元；4、微處理単元；5、開關控制電路；6、負載。
具體實施方式
如圖f圖3所示一種多通道電池採樣電路，包括電池組、通道切換單元I、電池電壓差分處理單元2、通道切換控制單元3、微處理単元4、開關控制電路5，電池組與通道切換単元I的輸入端相連接，通道切換單元I的輸出端與電池電壓差分處理單元2相連接，電池電壓差分處理單元2的輸出端與微處理単元4相連接，微處理単元4的輸出端通過通道切換控制單元3與通道切換單元I相連接。通道切換單元I採用多路選擇器，通道切換單元1，用於將電池兩端電壓切換到多路選擇器輸出端。多路選擇器為兩個，分別為Ul和U2。通道切換控制單元3由兩片多路模擬選擇開關74HC4052及其外圍電路構成。電池電壓差分處理單元2，用於根據多路選擇器 採樣的電池電壓信號進行電池電壓差分處理，而後傳輸到微處理単元4。多路選擇器Ul的17腳通過電阻Rl與運算放大器的同向輸入端連接，該運算放大器的輸出端依次通過電阻R5、R6與另ー個運算放大器的輸出端連接，該運算放大器的輸出端接入電阻R12後接地，電阻R12兩端連接有ニ極管D1，該運算放大器的輸出端與CPU晶片的模擬電壓採用端ロ相連接。微處理単元4與開關控制電路5相連接，開關控制電路採用場效電晶體開關控制電路。微處理單元4採用CPU，其晶片型號為STM32F103VET6。開關控制電路5的輸出端與場效應管Ql的柵極連接，場效應管Ql的漏極通過負載6與電池組的正極連接，所述的場效應管Ql的源極與電池組的負極連接。多通道電池採樣電路的採樣方法包括以下步驟a)微處理単元向通道切換控制單元發出邏輯控制信號，通道切換控制單元根據該邏輯控制信號，產生通道選擇信號傳送到通道切換單元，多路選擇器產生邏輯電平信號(多路選擇器Ul的邏輯電平信號A0、B0、C0和多路選擇器U2的邏輯電平信號A1、B1、C1)，並選擇相應的電池電壓採樣通道，進行電池電壓採樣；具體過程為當邏輯電平信號AO、B0、CO為0、0、0時，表示選擇多路選擇器Ul的X0、Y0通道，X0, YO導通時採樣第一節電池VO、Vl兩端的電壓；當邏輯電平信號A0、B0、C0為0、0、1時，表示選擇多路選擇器Ul的XI、Yl通道，X1、Y1導通時採樣電池VI、V2兩端的電壓；當邏輯電平信號A0、B0、CO為0、1、0時，表示選擇多路選擇器Ul的X2、Y2通道，X2、Y2導通時採樣電池V2、V3兩端的電壓；當邏輯電平信號A0、B0、C0為O、I、I時，表示選擇多路選擇器Ul的X3、Y3通道，X3、Y3導通時採樣電池V3、V4兩端的電壓；當邏輯電平信號A0、B0、C0為1、0、0時，表示選擇多路選擇器Ul的X4、Y4通道，X4、Y4導通時採樣電池V4、V5兩端的電壓；當邏輯電平信號A0、B0、C0為1、0、I時，表示選擇多路選擇器Ul的X5、Y5通道，X5、Y5導通時採樣電池V5、V6兩端的電壓；當邏輯電平信號A0、B0、CO為1、1、0時，表示選擇多路選擇器Ul的X6、Y6通道，X6、Y6導通時採樣電池V6、V7兩端的電壓；當邏輯電平信號A0、B0、C0為1、1、1時，表示選擇多路選擇器Ul的X7、Y7通道，X7、Y7導通時採樣電池V7、V8兩端的電壓；與上述過程同理，多路選擇器U2的邏輯電平信號A1、B1、C1為不同電平信號時，選擇不同的採樣通道以及導通各個電池兩端電壓。當任意兩個通道導通吋，Ul或U2的X、Y輸出即為該節電池兩端的電壓值。b)採樣的電池電壓信號通過電池電壓差分處理單元處理，電壓值被處理成微處理単元能接受的AD採樣電平範圍，完成電池電壓的採樣。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保 護範圍之內。
權利要求1.一種多通道電池採樣電路，其特徵在於包括電池組、通道切換單元(I)、電池電壓差分處理單元(2)、通道切換控制單元(3)、微處理單元(4)、開關控制電路(5)，所述的電池組與通道切換單元(I)的輸入端相連接，所述的通道切換單元(I)的輸出端與電池電壓差分處理單元(2)相連接，所述的電池電壓差分處理單元(2)的輸出端與微處理單元(4)相連接，所述的微處理單元(4)的輸出端通過通道切換控制單元(3)與通道切換單元(I)相連接。
2.根據權利要求I所述的一種多通道電池採樣電路，其特徵在於所述的通道切換單元(I)採用多路選擇器，所述的通道切換單元(I )，用於將電池兩端電壓切換到多路選擇器輸出端。
3.根據權利要求I所述的一種多通道電池採樣電路，其特徵在於所述的通道切換控制單元(3)由兩片多路模擬選擇開關74HC4052及其外圍電路構成。
4.根據權利要求I或2所述的一種多通道電池採樣電路，其特徵在於所述的電池電壓差分處理單元(2)，用於根據多路選擇器採樣的電池電壓信號進行電池電壓差分處理，而後傳輸到微處理單元(4)。
5.根據權利要求I所述的一種多通道電池採樣電路，其特徵在於所述的微處理單元(4 )與開關控制電路(5 )相連接。
6.根據權利要求I或5所述的一種多通道電池採樣電路，其特徵在於所述的微處理單元(4)採用CPU，其晶片型號為STM32F103VET6。
7.根據權利要求5所述的一種多通道電池採樣電路，其特徵在於所述的開關控制電路(5)的輸出端與場效應管Ql的柵極連接，所述的場效應管Ql的漏極通過負載(6)與電池組的正極連接，所述的場效應管Ql的源極與電池組的負極連接。
專利摘要本實用新型公開了一種多通道電池採樣電路，包括電池組、通道切換單元、電池電壓差分處理單元、通道切換控制單元、微處理單元、開關控制電路，電池組與通道切換單元的輸入端相連接，通道切換單元的輸出端與電池電壓差分處理單元相連接，電池電壓差分處理單元的輸出端與微處理單元相連接，微處理單元的輸出端通過通道切換控制單元與通道切換單元相連接。採用上述結構，本實用新型具有以下優點1、可根據微處理單元發出的邏輯控制信號切換電池電壓採樣通道，這種採樣方法可提高電池電壓檢測精度，避免系統休眠功耗大；2、提高系統性能；3、優化了系統結構，提高了系統的可靠性、靈活性、性價比。
文檔編號G01R31/36GK202533483SQ201120530779
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者徐嘉, 洪平, 闞宏林 申請人:蕪湖天元汽車電子有限公司