[發明專利]電池電壓檢測電路

有效

• 申請號: 200910001894.5
• 申請日: 2009-01-14
• 公開（公告）號: CN101493483A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 米澤善昭
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社;三洋半導體株式會社
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165;G01R31/36
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及電池電壓檢測電路。

背景技術

在使用充電式電池的筆記本PC等機器中，為了管理串聯連接的電池的充電/放電，必須精度優良地檢測各電池的電壓。圖7是表示電池電壓檢測電路的一般構成的圖(參照專利文獻1)。電池電壓檢測電路100是用于檢測串聯連接的4個電池BV1～BV4的電壓，其構成為包括運算放大器110、電阻R1～R4、開關SW0M～SW4M、SW0P～SW3P以及輸出基準電壓V_REF的電源115。在這種電池電壓檢測電路100中，在檢測電池BV4的電壓V_BV4時，接通開關SW4M、SW3P，斷開其他的開關。由此，從運算放大器110向AD轉換器(ADC)120輸出電壓V_OUT，該電壓V_OUT對應于電池BV4的正極側端子的電壓V4和負極側端子的電壓V3之差。而且，通過用ADC120將電壓V_OUT變換為數字值，從而可以檢測電池BV4的電壓V_BV4。同樣地，通過接通開關SW3M、SW2P，而斷開其他的開關，從而可以檢測電池BV3的電壓V_BV3。還有，通過接通開關SW2M、SW1P，斷開其他的開關，從而可以檢測電池BV2的電壓V_BV2。此外，通過接通開關SW1M、SW0P，斷開其他的開關，從而可以檢測電池BV1的電壓V_BV1。

【專利文獻1】日本特開2002-243771號公報

在電池BV1～BV4采用鋰離子電池時，充滿電時各電池BV1～BV4的兩端的電壓V_BV1～～V_BV4接近4.5V。若考慮到設計上的余量，將各電池BV1～BV4的電壓V_BV1～V_BV4設為5V，則在串聯連接的電池BV1～BV4整體中產生20V的電壓，電池電壓檢測電路100需要能耐高壓。另一方面，包含ADC120的控制系統的電路一般使用3.3V左右的電源電壓，需要將從電池電壓檢測電路100輸出的電壓V_OUT設為3.3V以下。

這里，若將電阻R3、R4的電阻值設為R3、R4，則運算放大器110的增益G_AMP為R4/R3。因此，在檢測電池BV4的電壓V_BV4時輸出的電壓V_OUT為：V_OUT＝V_BV4?G_AMP+V_REF＝(V4-V3)R4/R3+V_REF。而且，若將V_BV4設為5V、將V_REF設為0.2V，則滿足V_OUT≤3.3V的運算放大器110的增益G_AMP的條件是：G_AMP≤(V_OUT-V_REF)/V_BV4＝(3.3-0.2)/5≈0.6。由此，通過選擇電阻R3、R4的電阻值，以使運算放大器110的增益G_AMP為0.6左右，從而向ADC120輸出的電壓V_OUT可以在3.3V以下。但是，這種情況下，需要使運算放大器110能耐高壓，招致電池電壓檢測電路100的成本上升。

因此，為了使運算放大器110不必耐高壓，需要將施加在運算放大器110上的電壓設為3.3V以下。即，為了使施加在運算放大器110的+輸入端子上的電壓V⁺在3.3V以下，需要滿足(V3-V_REF)R4/(R3+R4)+V_REF≤3.3。由此，R4/(R3+R4)≤(3.3-V_REF)/(V3-V_REF)＝(3.3-0.2)/(15-0.2)＝3.1/14.8≈0.21。因此，運算放大器110的增益G_AMP為：G_AMP＝R4/R3≤0.21/(1-0.21)≈0.26。因此，通過選擇電阻R3、R4的電阻值，以使運算放大器110的增益G_AMP為0.26左右，從而可以使運算放大器110無需耐高壓。但是，這種情況下，因為運算放大器110的增益G_AMP小，故輸入到ADC120的電壓V_OUT變低。為此，為了精度優良地檢測出各個電池電壓，需要使ADC120高精度，招致成本上升。