[發(fā)明專利]一種多節(jié)鋰電池組電壓采樣電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011299831.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112485683A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛;周罡;吳凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳芯典半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/385
• 分類號(hào): G01R31/385;G01R31/396;G01R1/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開了一種多節(jié)鋰電池組電壓采樣電路，n+1個(gè)開關(guān)SC0?SCn的一端連接所述n個(gè)單體電池，另一端連接所述電阻R1、電阻R2的一端；所述電阻R1另一端通過開關(guān)S1A連接運(yùn)算放大器A1的正輸入端，通過開關(guān)S2A連接運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入端；所述電阻R2另一端通過開關(guān)S3A連接運(yùn)算放大器A1的正輸入端，通過開關(guān)S4A連接運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入端；所述電阻R1另一端和電阻R2另一端分別連接電阻R3一端和電阻R4一端；所述電阻R3的另一端通過開關(guān)S1接地；所述電阻R3的另一端通過開關(guān)S2連接輸出端Vo；所述電阻R4的另一端通過開關(guān)S3接地；所述電阻R4的另一端通過開關(guān)S4連接輸出端Vo；運(yùn)算放大器A1的輸出端連接輸出端Vo。該采樣電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、占用芯片面積小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于CMOS工藝集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種多節(jié)鋰電池組電壓采樣的電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今鋰電池級(jí)聯(lián)的應(yīng)用越來越廣泛，如何更有效的保護(hù)多節(jié)鋰電池組一直在不斷的研究與改進(jìn)。而對(duì)于多節(jié)鋰電池組的保護(hù)，電池電壓采樣電路尤為重要，只有更有效和精準(zhǔn)的采集到各節(jié)電池電壓，才能通過處理采集到的電池電壓，從而更有效的保護(hù)多節(jié)鋰電池組。

如圖1所示為傳統(tǒng)的多節(jié)鋰電池組電池電壓采樣電路，該采樣電路采用了n(n代表電池組的節(jié)數(shù))路運(yùn)算放大器組成的閉環(huán)放大電路，分別采樣單體電池組對(duì)應(yīng)的每節(jié)單體電池電壓，并輸出代表每節(jié)單體電池電壓的采樣電壓Von。采用圖1所示的方案對(duì)多節(jié)鋰電池組電壓進(jìn)行采樣，使用了n個(gè)運(yùn)算放大器同時(shí)工作，導(dǎo)致該采樣電路較為復(fù)雜，需要更大的芯片面積，消耗更多的功耗。

如圖2所示為另一傳統(tǒng)的采用分時(shí)復(fù)用思想的多節(jié)鋰電池電壓采樣電路，對(duì)于n節(jié)電池組，其使用了n個(gè)開關(guān)SCN1-SCNn一端分別連接每節(jié)電池的負(fù)向端，n個(gè)開關(guān)SCN1-SCNn另外一端連接電阻R1的一端，n個(gè)開關(guān)SCP1-SCPn一端分別連接每節(jié)電池的正向端，n個(gè)開關(guān)SCP1-SCPn另外一端連接電阻R2的一端，電阻R1的另外一端和運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端以及電阻R3的一端相連，R3的另外一端連接運(yùn)算放大器的輸出端，電阻R2的另外一端和運(yùn)算放大器的正向輸入端以及電阻R4的一端相連，R4的另外一端連接GND端。其基本工作原理為：每一時(shí)刻依次閉合開關(guān)SCN1-SCNn和SCP1-SCPn，通過運(yùn)算放大器、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4組成的采樣電路，得到每節(jié)電池相對(duì)于GND的電壓，該電壓經(jīng)過后級(jí)電路去做進(jìn)一步處理。該結(jié)構(gòu)在電池組端使用了較多的開關(guān)，該開關(guān)的存在需要消耗更大的芯片面積。

因此，如何設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗、消耗更小資源的多節(jié)鋰電池組電壓采樣電路一直都是個(gè)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消耗更少資源的多節(jié)鋰電池組電壓采樣電路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種多節(jié)鋰電池組電壓采樣電路，包括n節(jié)單體電池和n+1個(gè)開關(guān)SC0-SCn；還包括開關(guān)S1、開關(guān)S2、開關(guān)S3、開關(guān)S4、開關(guān)S1A、開關(guān)S2A、開關(guān)S3A、開關(guān)S4A、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4以及運(yùn)算放大器A1，所述n+1個(gè)開關(guān)SC0-SCn的一端連接所述n個(gè)單體電池，另一端連接所述電阻R1、電阻R2的一端；所述電阻R1另一端通過開關(guān)S1A連接運(yùn)算放大器A1的正輸入端，通過開關(guān)S2A連接運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入端；所述電阻R2另一端通過開關(guān)S3A連接運(yùn)算放大器A1的正輸入端，通過開關(guān)S4A連接運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入端；所述電阻R1另一端和電阻R2另一端分別連接電阻R3一端和電阻R4一端；所述電阻R3的另一端通過開關(guān)S1接地；所述電阻R3的另一端通過開關(guān)S2連接輸出端Vo；所述電阻R4的另一端通過開關(guān)S3接地；所述電阻R4的另一端通過開關(guān)S4連接輸出端Vo；運(yùn)算放大器A1的輸出端連接輸出端Vo。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述開關(guān)SC0一端連接GND和第一節(jié)單體電池CELL1的負(fù)極，另一端連接節(jié)點(diǎn)VA；