[發明專利]一種多通道電池采樣電路及其采樣方法

無效

• 申請號: 201110422925.1
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102495268A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 洪平;闞宏林;徐嘉
• 申請（專利權）人: 蕪湖天元汽車電子有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R31/36
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，特別涉及一種多通道電池采樣電路及其采樣方法。

背景技術

目前，通常的電池組電壓采樣方法為采用電阻分壓的方法，由于高端電池電壓較高，需要把電壓壓到單片機工作電壓范圍內，才能讓CPU讀取。該方法的缺點為：電池電壓采樣存在較大誤差，導致保護門檻偏差較大，且由于全是電阻分壓，系統休眠功耗較大，且電池電壓的檢測精度差。還有種方法是采用電動車鋰電池監控芯片OZ8920，采樣前端電池電壓，由于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，供選擇范圍小。

發明內容

本發明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采樣電路及其采樣方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種多通道電池采樣電路，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，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單元相連接，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采用多路選擇器，所述的通道切換單元，用于將電池兩端電壓切換到多路選擇器輸出端。

所述的通道切換控制單元，請問是否采用芯片及其外圍電路，若是的，請給出芯片型號。

所述的電池電壓差分處理單元，用于根據多路選擇器采樣的電池電壓信號進行電池電壓差分處理，而后傳輸到微處理單元。

所述的微處理單元與開關控制電路相連接。

所述的微處理單元采用CPU，其芯片型號為STM32F103VET6。

所述的開關控制電路的輸出端與場效應管Q1的柵極連接，所述的場效應管Q1的漏極通過負載與電池組的正極連接，所述的場效應管Q1的源極與電池組的負極連接。

一種多通道電池采樣電路的采樣方法，所述的方法包括以下步驟：

a)微處理單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，并選擇相應的電池電壓采樣通道，進行電池電壓采樣；

b)采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單元能接受的AD采樣電平范圍。

本發明采用上述結構和方法，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采樣通道，這種采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。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明；

圖1為本發明的邏輯結構框圖；

圖2為本發明的電路結構圖；

圖3為本發明中通道切換單元與電池組連接的電路結構圖；

在圖1～圖2中，1、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、微處理單元；5、開關控制電路；6、負載。

具體實施方式

如圖1～圖3所示一種多通道電池采樣電路，包括電池組、通道切換單元1、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，電池組與通道切換單元1的輸入端相連接，通道切換單元1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的輸出端與微處理單元4相連接，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1相連接。

通道切換單元1采用多路選擇器，通道切換單元1，用于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U1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，用于根據多路選擇器采樣的電池電壓信號進行電池電壓差分處理，而后傳輸到微處理單元4。多路選擇器U1的17腳通過電阻R1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與另一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后接地，電阻R12兩端連接有二極管D1，該運算放大器的輸出端與CPU芯片的模擬電壓采用端口相連接。