[發(fā)明專利]一種雙向采樣電路、采樣方法及其測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910334677.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110018337B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒思佳;張俊;張澤飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海類比半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;竺云

本申請涉及雙向采樣電路、采樣方法及測試方法，包括：第一電阻一端連接被采樣電路輸入端，另一端通過第二開關(guān)連接第一放大器負(fù)輸入端、通過第六開關(guān)連接第二放大器正輸入端及第三電阻一端；第二電阻一端連接被采樣電路輸出端，另一端通過第三開關(guān)連接第一放大器正輸入端、通過第七開關(guān)連接第二放大器負(fù)輸入端及第四電阻一端；第三電阻另一端通過第一開關(guān)連接第一放大器負(fù)輸入端、第一放大器輸出端及通過第九開關(guān)連接至雙向采樣電路輸出端；第四電阻另一端通過第八開關(guān)連接第二放大器負(fù)輸入端、第二放大器輸出端及通過第十開關(guān)連接至雙向采樣電路輸出端；偏移電壓通過第四開關(guān)連接第一放大器正輸入端、第五開關(guān)連接第二放大器正輸入端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，如應(yīng)用于各種電池，DCDC，快充，或微電流、功率的檢測和測量，尤其涉及一種雙電池系統(tǒng)中電池雙向充放電的雙向采樣電路、采樣方法及其測試方法、雙電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

混合動力汽車使用高壓48V電池和標(biāo)準(zhǔn)的12V汽車電池。高效，高可靠性的雙電池管理系統(tǒng)方案成為混合動力汽車電子系統(tǒng)的核心電源系統(tǒng)。目前雙電池管理系統(tǒng)有全模擬解決方案，全數(shù)字解決方案及混合模擬數(shù)字解決方案。為了提高鋰電系統(tǒng)整體的性能，安全性和可靠性，充放電精度從傳統(tǒng)的～1％精度需求提高到0.1％的高精度需求，從而集成高精度雙向電流采樣檢測電路變成控制器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。無論是工程師通常采用的數(shù)字控制方案管理這些雙電池系統(tǒng)(包括多個(gè)分立元件，如電流檢測放大器、柵極驅(qū)動器和保護(hù)電路，這些全數(shù)字控制方案不僅體積龐大，而且價(jià)格昂貴)，還是各種系統(tǒng)構(gòu)架中，可提供更優(yōu)的電源轉(zhuǎn)換性能的高度集成的模擬控制器，集成高精度雙向電流采樣檢測電路變成控制器的核心來提高性能和系統(tǒng)可靠性。

多相雙向汽車12V/48V電源系統(tǒng)中集成高精度雙向電流采樣檢測是實(shí)現(xiàn)0.1％的典型電流精度的核心設(shè)計(jì)。隨著應(yīng)用對系統(tǒng)小型化，低系統(tǒng)成本，高可靠性的要求，高集成度變成應(yīng)用趨勢，其中集成高精度成本優(yōu)化的雙向電流采樣檢測成為設(shè)計(jì)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

除此之外，集成高精度雙向電流采樣檢測還可應(yīng)用在超級電容或電池備份電源轉(zhuǎn)換器，以及可堆棧降壓或升壓轉(zhuǎn)換器中。

傳統(tǒng)的高精度雙向電流采樣電路需要采用三個(gè)高精度放大器和利用電阻分壓加緩沖放大器實(shí)現(xiàn)的電位平移電路來達(dá)到0.1％的精度，如圖1所示為傳統(tǒng)的高精度雙向電流采樣電路結(jié)構(gòu)圖。傳統(tǒng)的高精度雙向電流采樣電路由三個(gè)斬波放大器Amp和一個(gè)緩沖放大器Buffer來完成充電和放電兩個(gè)方向的電流檢測。

然而，傳統(tǒng)的電流檢測電路中，由于采用了三個(gè)斬波放大器Amp和緩沖放大器Buffer，電路面積和功耗很大，而且高精度的電壓參考的校準(zhǔn)和測試成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種雙向采樣電路，提高雙向采樣電路的采樣精度，降低校準(zhǔn)、測試成本。

為了解決上述問題，本申請公開一種雙向采樣電路，包括第一和第二運(yùn)算放大器放大器，第一至第四電阻、第一至第十開關(guān)：

所述第一電阻的一端連接被采樣電路的輸入端，另一端通過第二開關(guān)連接所述第一運(yùn)算放大器放大器的負(fù)輸入端、通過第六開關(guān)連接所述第二運(yùn)算放大器放大器的正輸入端及連接第三電阻的一端；

所述第二電阻的一端連接被采樣電路的輸出端，另一端通過第三開關(guān)連接所述第一運(yùn)算放大器放大器的正輸入端、通過第七開關(guān)連接所述第二運(yùn)算放大器放大器的負(fù)輸入端及連接第四電阻的一端；

所述第三電阻的另一端通過第一開關(guān)連接所述第一運(yùn)算放大器放大器的負(fù)輸入端、第一運(yùn)算放大器放大器的輸出端及通過第九開關(guān)連接至雙向采樣電路的輸出端；

所述第四電阻的另一端通過第八開關(guān)連接所述第二運(yùn)算放大器放大器的負(fù)輸入端、第二運(yùn)算放大器放大器的輸出端及通過第十開關(guān)連接至雙向采樣電路的輸出端；

偏移電壓分別通過第四開關(guān)連接第一運(yùn)算放大器放大器的正輸入端、第五開關(guān)連接第二運(yùn)算放大器放大器的正輸入端。