[發(fā)明專利]一種電池電壓監(jiān)控電路和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610237928.0
• 申請(qǐng)日: 2016-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN107306037A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張啟東;楊銀堂;劉毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)昆山創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 西安智萃知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司61221
• 代理人: 李東京

1.一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：包括采樣電路、比較器、數(shù)字處理與控制模塊、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊；采樣電路還包括電池選擇開關(guān)和電荷分配電路；采樣電路用于采集電池組的電壓和進(jìn)行電荷分配；電荷分配電路接比較器；比較器的輸出連接數(shù)字處理與控制模塊；數(shù)字處理與控制模塊連接控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊連接電荷分配電路，數(shù)字處理與控制模塊通過控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊調(diào)節(jié)采樣電路中的電荷分配。

2.如權(quán)利要求1所述的一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：電荷分配電路模塊包含兩個(gè)結(jié)構(gòu)一樣的模塊：電荷分配電路半邊P和電荷分配電路半邊N；每個(gè)電荷分配電路半邊模塊都有端口Shin、COMP、MSB和LSB；電池選擇開關(guān)有第一輸出端AINN和第二輸出端AINP；電池選擇開關(guān)通過輸出端AINP和AINN分別連接到電荷分配電路半邊P的端口SHin和電荷分配電路半邊N的端口SHin； AINN和AINP通過開關(guān)S2連接；電荷分配電路半邊P的輸出COMP接比較器的正相輸入端、電荷分配電路半邊N的輸出COMP接比較器的反相輸入端；數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)一樣的模塊：數(shù)/模轉(zhuǎn)換P和數(shù)/模轉(zhuǎn)換N；每個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊都有端口VMSB、VLSB；電荷分配電路半邊P的端口MSB、LSB接數(shù)/模轉(zhuǎn)換P的端口VMSB、VLSB；電荷分配電路半邊N的端口MSB、LSB接數(shù)/模轉(zhuǎn)換P的端口VMSB、VLSB；比較器的輸出連接數(shù)字處理與控制模塊；數(shù)字處理與控制模塊分別控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換P和數(shù)/模轉(zhuǎn)換N。

3.如權(quán)利要求2所述的一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：每個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換還有端口VREF、VTEMP和VREFGND；數(shù)字處理與控制模塊分別連接數(shù)/模轉(zhuǎn)換P的端口VREF、VTEMP、VREFGND和數(shù)/模轉(zhuǎn)換N的端口VREF、VTEMP、VREFGND。

4.如權(quán)利要求2所述的一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：電池選擇開關(guān)模塊中包括n+1個(gè)開關(guān)，n為大于1的偶數(shù)；n+1個(gè)開關(guān)的一端的依次分別接電池組中串聯(lián)電池的正負(fù)極； n為奇數(shù)的開關(guān)的另一端連接在一起作為第一輸出端AINN；n為0或偶數(shù)的開關(guān)的另一端連接在一起作為第二輸出端AINP。

5.如權(quán)利要求4所述的一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：n+1個(gè)開關(guān)為高壓開關(guān)。

6.如權(quán)利要求2所述的一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：電荷分配電路半邊P或電荷分配電路半邊N中，輸入SHin接電容CS1和電容CS2的一端；電容CS1的另一端通過開關(guān)S2連接到電平VDDL，同時(shí)電容CS1的另一端接開關(guān)S8的一端；電容CS2的另一端通過開關(guān)S4連接到電平VDDL，同時(shí)電容CS2的另一端接開關(guān)S9的一端；開關(guān)S8的另一端和開關(guān)S9的另一端連接在一起接輸出COMP同時(shí)輸出COMP通過開關(guān)S5連接到電平VCML、輸出COMP連接開關(guān)S10和開關(guān)S11的一端；開關(guān)S10的另一端通過開關(guān)S6連接到電平VDDL同時(shí)開關(guān)S10的另一端連接輸出MSB；開關(guān)S11的另一端通過開關(guān)S7連接到電平VDDL同時(shí)開關(guān)S11的另一端連接輸出LSB。

7.如權(quán)利要求2所述的一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：數(shù)/模轉(zhuǎn)換P或數(shù)/模轉(zhuǎn)換N中包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電容陣列模塊，兩個(gè)電容陣列模塊分別作為高位電容陣列模塊和低位電容陣列模塊；高位電容陣列模塊的端口SB接VMSB，低位電容陣列模塊端口SB接VLSB；高位電容陣列模塊和低位電容陣列模塊的三個(gè)輸入分別連接VREF、VTEMP、VREFGND。

8.如權(quán)利要求7所述的一種電池電壓監(jiān)控電路，其特征在于：電容陣列模塊由m個(gè)按照二進(jìn)制加權(quán)排列的電容組成，所有電容的一個(gè)極板連接在一起接端口SB，電容的另一端通過開關(guān)切換分別可以選擇連接到REF、TEMP或者REFGND端。

9.一種電池電壓監(jiān)控方法，其特征在于：

所述方法包括如下步驟，

步驟1：通過設(shè)置采樣電路中電池選擇開關(guān)的不同狀態(tài)采集電池組的電壓；

步驟2：采樣電路中電荷分配電路對(duì)電荷進(jìn)行分配；

步驟3：電荷分配后的電壓通過比較器比較，比較器輸出給數(shù)字處理與控制模塊；

步驟4：數(shù)字處理與控制模塊通過控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊調(diào)節(jié)采樣電路中的電荷分配，電荷重新分配后比較器再進(jìn)行比較；

反復(fù)的步驟2至步驟4的電荷分配、比較，最終得到電池組的電壓值。

10.如權(quán)利要求9所述的一種電池電壓監(jiān)控方法，其特征在于：所述步驟1中具體為：電池選擇開關(guān)模塊中的開關(guān)兩個(gè)為一組依次閉合導(dǎo)通。