CN105446208B

CN105446208B - 可切换接入不同位置电池的开关阵列电路

Info

Publication number: CN105446208B
Application number: CN201410552810.8A
Authority: CN
Inventors: 陈剑锋
Original assignee: Wanxiang Group Corp; Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd; Wanxiang Electric Vehicle Co Ltd
Current assignee: Wanxiang Group Corp; Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd; Wanxiang Electric Vehicle Co Ltd
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: CN105446208A

Abstract

本发明涉及可切换接入不同位置电池的开关阵列电路。解决了电路复杂，成本高，体积大，过电流能力小，通路阻抗高的问题，技术方案为：还包括前端通道开关电路、电池极性选择电路、采样电路和单片机，所述电池组的输出端与所述前端通道开关电路的第一导通端连接，前端通道开关电路的第二导通端与所述电池极性选择电路的输入端电连接，所述电池极性选择电路的输出端通过采样电路与所述的单片机电连接，所述单片机还与所述的前端通道开关电路的控制端连接，所述单片机还与所述的电池极性选择电路的导通端连接。本发明电路简单，成本低，体积小，过电流能力强，通路阻抗低。

Description

可切换接入不同位置电池的开关阵列电路

技术领域

本发明属于开关阵列电路，特别涉及一种可切换接入不同位置电池的开关阵列电路。

背景技术

目前现有技术中的开关阵列电路的电路复杂，成本高，体积大，过电流能力小，通路阻抗高，中国专利公开号CN102520339A，公开日2012年6月27日，公开了本发明涉及设于接触式电路板测试***，其包括：计算机接口，与计算机接口相连的第一、第二FPGA电路，与第一、第二FPGA电路的控制信号输出端相连的至少包含一个由两组对管电路组成的三极管开关阵列电路；所述的对管电路包括一个PNP型和NPN型三极管，该PNP型和NPN型三极管的集电极相连；本发明测试结点数多，并且FGPA电路具有很好的扩展性，能快速找出有效基准测试点，得到以该点为基础的结点网络，抗干扰能力强，不会因为漏电流或者漏电压影响结点网络的伏安关系。但是其中的开关阵列电路依然存在电路复杂，成本高，体积大，过电流能力小，通路阻抗高的问题。

发明内容

本发明目的在于解决开关阵列电路依然存在电路复杂，成本高，体积大，过电流能力小，通路阻抗高的问题，提供一种可切换接入不同位置电池的开关阵列电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可切换接入不同位置电池的开关阵列电路，包括若干个串联的子电池组构成的电池组，由数字电源供电，还包括前端通道开关电路、电池极性选择电路、采样电路和单片机，所述电池组的输出端与所述前端通道开关电路的第一导通端连接，前端通道开关电路的第二导通端与所述电池极性选择电路的输入端电连接，所述电池极性选择电路的输出端通过采样电路与所述的单片机电连接，所述单片机还与所述的前端通道开关电路的控制端连接，所述单片机还与所述的电池极性选择电路的导通端连接。此开关电路可持续通过大电流，可持续通过5A的电流；此开关电路通道具有低阻抗，可以作为高精度采样通道；此开关电路是用分立元件组成的；此开关电路体积小，成本低。

作为优选，每个子电池组均包括对应一个信号传输电路和两个最小开关电路，所述最小开关电路的输入端与数字电源电连接，所述最小开关电路的一个导通端与子电池组的一极连接，最小开关电路的另一导通端与电池极性选择电路的输入端连接，最小开关电路的输出端与所述信号传输电路的输入端连接，所述信号传输电路的控制端接单片机。

作为优选，所述最小开关电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6场效应管Q7、场效应管Q8、二极管D1和三级管Q25，电阻R6一端与三级管Q25的基极连接，电阻R6另一端与三级管Q25的发射极连接，三极管Q25的发射极与数字电源电连接，电阻R3的一端与三极管Q25的基极连接，电阻R3的另一端通过二极管D1与所述信号传输电路的输入端连接，所述三极管Q25的集电极通过电阻R5分别与场效应管Q7的栅极、电阻R4的一端和场效应管Q8的栅极连接，电阻R4的另一端分与场效应管Q7的源极以及场效应管Q8的源极连接，场效应管Q7的漏极与对应的子电池组的一极连接，场效应管Q8的漏极与所述信号传输电路的输入端连接，所述信号传输电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述三极管Q1的集电极与最小开关电路的二极管D1连接，三极管Q1的基极与单片机连接，三极管Q1的发射极通过电阻R1接地，三极管Q1的基极与所述三极管Q1的发射极之间连接有电阻R2。

作为优选，所述最小开关电路为复用电路，每个最小开关电路的输出端还与相邻的所述信号传输电路的输入端连接。

作为优选，电池极性选择电路包括电路结构相同的正极性选择电路和负极性选择电路，所述正极性选择电路输入端与前端通道开关电路的输出端连接，所述正极性选择电路输出端为正极输出端，所述负极性选择电路输入端与前端通道开关电路的输出端连接，所述负极性选择电路输出端为负极输出端，所述负极性选择电路包括电阻R39、电阻R43、电阻R46、电阻R44、电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R42、电阻R41、电阻R40、三极管Q33、三极管Q35、三极管Q34和三极管Q6、场效应管Q23、场效应管Q24、场效应管Q19、场效应管Q22，所述电阻R39第一端分别与场效应管Q19的栅极以及场效应管Q22的栅极连接，所述电阻R39第二端分别与场效应管Q19的源极以及场效应管Q22的源极连接，场效应管Q19的漏极与前端通道开关电路的一个输出端连接，场效应管Q22的漏极为负极输出端，所述电阻R43第一端分别与场效应管Q23的栅极以及场效应管Q24的栅极连接，所述电阻R43第二端分别与场效应管Q23的源极以及场效应管Q24的源极连接，场效应管Q23的漏极与前端通道开关电路的另一个输出端连接，场效应管Q24的漏极为负极输出端，场效应管Q24的栅极为转换导通口与正极性选择电路的转换信号输出口连接，所述三极管Q33的集电极与场效应管Q19的栅极连接，三极管Q33的发射极通过电阻R44与三极管Q34的集电极连接，三极管Q33的基极通过电阻R46接地，三极管Q34的集电极与三极管Q33的基极之间连接有电阻R45，所述三极管Q35的集电极为负极性选择电路的转换信号输出口，负极性选择电路的转换信号输出口与正极性选择电路的转换导通口连接，三极管Q35的发射极通过电阻R48与三极管Q34的集电极连接，三极管Q35的基极通过电阻R46接地，三极管Q34的集电极与三极管Q35的基极之间连接有电阻R47，三极管Q34的发射极与数字电源连接，三极管Q34的基极通过电阻R42与数字电源电连接，三极管Q34的基极与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的发射极通过电阻R40接地，三极管Q6的发射极通过电阻R41与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的基极与单片机的一个输入输出口电连接。本发明的电池组与前端通道开关电路、电池极性选择电路、采样电路、单片机依次电连接，单片机控制前端通道开关电路使其与电池组中的任意子电池组电连接，单片机控制电池极性选择电路使其输出电池极性保持不变，然后采样电路采样电池电压并传送给单片机。本发明中前端通道开关电路的功能是可接入电池组的任意子电池组，其用分立元器件搭接，电路结构简单、成本低、体积小、过电流能力大、通路阻抗低；本发明中电池极性选择电路的功能：电压极性发生变化时，电池极性选择电路能保证其输出信号正输出端一直是正电压，负输出端一直是负电压。电池极性选择电路用分立元件搭接，其中三极管Q33、三极管Q35，电阻R46、电阻R45、电阻R47、电阻R44、电阻R48构成的电路是一个恒流控制电路，保证电流是恒流的，从而实现电阻R38上的电压是恒压。

本发明的实质性效果是：可切换接入不同位置电池的开关阵列电路，此开关电路可以切换接入不同位置的电池；此开关电路可持续通过大电流，可持续通过5A的电流；此开关电路通道具有低阻抗，可以作为高精度采样通道；此开关电路是用分立元件组成的；此开关电路体积小，成本低。

附图说明

图1为本实施例的一种电路框架图；

图2为本实施例的一种前端通道开关电路示意图；

图3为本实施例的一种电池极性选择电路示意图。

图中：1、电池组，2、前端通道开关电路，3、电池极性选择电路，4、采样电路，5、单片机。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种可切换接入不同位置电池的开关阵列电路(参见附图1、图2和图3)，包括4个串联的子电池组构成的电池组1，由数字电源供电还包括前端通道开关电路2、电池极性选择电路3、采样电路4和单片机5，所述电池组的输出端与所述前端通道开关电路的第一导通端连接，前端通道开关电路的第二导通端与所述电池极性选择电路的输入端电连接，所述电池极性选择电路的输出端通过采样电路与所述的单片机电连接，所述单片机还与所述的前端通道开关电路的控制端连接，所述单片机还与所述的电池极性选择电路的导通端连接。每个子电池组均包括对应一个信号传输电路和两个最小开关电路，所述最小开关电路的输入端与数字电源电连接，所述最小开关电路的一个导通端与子电池组的一极连接，最小开关电路的另一导通端与电池极性选择电路的输入端连接，最小开关电路的输出端与所述信号传输电路的输入端连接，所述信号传输电路的控制端接单片机。所述最小开关电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6场效应管Q7、场效应管Q8、二极管D1和三级管Q25，电阻R6一端与三级管Q25的基极连接，电阻R6另一端与三级管Q25的发射极连接，三极管Q25的发射极与数字电源电连接，电阻R3的一端与三极管Q25的基极连接，电阻R3的另一端通过二极管D1与所述信号传输电路的输入端连接，所述三极管Q25的集电极通过电阻R5分别与场效应管Q7的栅极、电阻R4的一端和场效应管Q8的栅极连接，电阻R4的另一端分与场效应管Q7的源极以及场效应管Q8的源极连接，场效应管Q7的漏极与对应的子电池组的一极连接，场效应管Q8的漏极与所述信号传输电路的输入端连接，所述信号传输电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述三极管Q1的集电极与最小开关电路的二极管D1连接，三极管Q1的基极与单片机连接，三极管Q1的发射极通过电阻R1接地，三极管Q1的基极与所述三极管Q1的发射极之间连接有电阻R2。所述最小开关电路为复用电路，每个最小开关电路的输出端还与相邻的所述信号传输电路的输入端连接。电池极性选择电路包括电路结构相同的正极性选择电路和负极性选择电路，所述正极性选择电路输入端与前端通道开关电路的输出端连接，所述正极性选择电路输出端为正极输出端，所述负极性选择电路输入端与前端通道开关电路的输出端连接，所述负极性选择电路输出端为负极输出端，所述负极性选择电路包括电阻R39、电阻R43、电阻R46、电阻R44、电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R42、电阻R41、电阻R40、三极管Q33、三极管Q35、三极管Q34和三极管Q6、场效应管Q23、场效应管Q24、场效应管Q19、场效应管Q22，所述电阻R39第一端分别与场效应管Q19的栅极以及场效应管Q22的栅极连接，所述电阻R39第二端分别与场效应管Q19的源极以及场效应管Q22的源极连接，场效应管Q19的漏极与前端通道开关电路的一个输出端连接，场效应管Q22的漏极为负极输出端，所述电阻R43第一端分别与场效应管Q23的栅极以及场效应管Q24的栅极连接，所述电阻R43第二端分别与场效应管Q23的源极以及场效应管Q24的源极连接，场效应管Q23的漏极与前端通道开关电路的另一个输出端连接，场效应管Q24的漏极为负极输出端，场效应管Q24的栅极为转换导通口与正极性选择电路的转换信号输出口连接，所述三极管Q33的集电极与场效应管Q19的栅极连接，三极管Q33的发射极通过电阻R44与三极管Q34的集电极连接，三极管Q33的基极通过电阻R46接地，三极管Q34的集电极与三极管Q33的基极之间连接有电阻R45，所述三极管Q35的集电极为负极性选择电路的转换信号输出口，负极性选择电路的转换信号输出口与正极性选择电路的转换导通口连接，三极管Q35的发射极通过电阻R48与三极管Q34的集电极连接，三极管Q35的基极通过电阻R46接地，三极管Q34的集电极与三极管Q35的基极之间连接有电阻R47，三极管Q34的发射极与数字电源连接，三极管Q34的基极通过电阻R42与数字电源电连接，三极管Q34的基极与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的发射极通过电阻R40接地，三极管Q6的发射极通过电阻R41与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的基极与单片机的一个输入输出口电连接。

本发明的电池组与前端通道开关电路、电池极性选择电路、采样电路、单片机依次电连接，单片机控制前端通道开关电路使其与电池组中的任意子电池组电连接，单片机控制电池极性选择电路使其输出电池极性保持不变，然后采样电路采样电池电压并传送给单片机。本发明中前端通道开关电路的功能是可接入电池组的任意子电池组，其用分立元器件搭接，电路结构简单、成本低、体积小、过电流能力大、通路阻抗低；本发明中电池极性选择电路的功能：电压极性发生变化时，电池极性选择电路能保证其输出信号正输出端一直是正电压，负输出端一直是负电压。电池极性选择电路用分立元件搭接，其中三极管Q33、三极管Q35，电阻R46、电阻R45、电阻R47、电阻R44、电阻R48构成的电路是一个恒流控制电路，保证电流是恒流的，从而实现电阻R38上的电压是恒压。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种可切换接入不同位置电池的开关阵列电路，包括若干个串联的子电池组构成的电池组，由数字电源供电，其特征在于：还包括前端通道开关电路、电池极性选择电路、采样电路和单片机，所述电池组的输出端与所述前端通道开关电路的第一导通端连接，前端通道开关电路的第二导通端与所述电池极性选择电路的输入端电连接，所述电池极性选择电路的输出端通过采样电路与所述的单片机电连接，所述单片机还与所述的前端通道开关电路的控制端连接，所述单片机还与所述的电池极性选择电路的导通端连接；每个子电池组均包括对应一个信号传输电路和两个最小开关电路，所述最小开关电路的输入端与数字电源电连接，所述最小开关电路的一个导通端与子电池组的一极连接，最小开关电路的另一导通端与电池极性选择电路的输入端连接，最小开关电路的输出端与所述信号传输电路的输入端连接，所述信号传输电路的控制端接单片机，单片机控制前端通道开关电路使其与电池组中的任意子电池组电连接，单片机控制电池极性选择电路使其输出电池极性保持不变，然后采样电路采样电池电压并传送给单片机，所述最小开关电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6场效应管Q7、场效应管Q8、二极管D1和三极管Q25，电阻R6一端与三极管Q25的基极连接，电阻R6另一端与三极管Q25的发射极连接，三极管Q25的发射极与数字电源电连接，电阻R3的一端与三极管Q25的基极连接，电阻R3的另一端通过二极管D1与所述信号传输电路的输入端连接，所述三极管Q25的集电极通过电阻R5分别与场效应管Q7的栅极、电阻R4的一端和场效应管Q8的栅极连接，电阻R4的另一端分与场效应管Q7的源极以及场效应管Q8的源极连接，场效应管Q7的漏极与对应的子电池组的一极连接，场效应管Q8的漏极与所述信号传输电路的输入端连接，所述信号传输电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述三极管Q1的集电极与最小开关电路的二极管D1连接，三极管Q1的基极与单片机连接，三极管Q1的发射极通过电阻R1接地，三极管Q1的基极与所述三极管Q1的发射极之间连接有电阻R2。

2.根据权利要求1所述的可切换接入不同位置电池的开关阵列电路，其特征在于：所述最小开关电路为复用电路，每个最小开关电路的输出端还与相邻的所述信号传输电路的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的可切换接入不同位置电池的开关阵列电路，其特征在于：电池极性选择电路包括电路结构相同的正极性选择电路和负极性选择电路，所述正极性选择电路输入端与前端通道开关电路的输出端连接，所述正极性选择电路输出端为正极输出端，所述负极性选择电路输入端与前端通道开关电路的输出端连接，所述负极性选择电路输出端为负极输出端，所述负极性选择电路包括电阻R39、电阻R43、电阻R46、电阻R44、电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R42、电阻R41、电阻R40、三极管Q33、三极管Q35、三极管Q34和三极管Q6、场效应管Q23、场效应管Q24、场效应管Q19、场效应管Q22，所述电阻R39第一端分别与场效应管Q19的栅极以及场效应管Q22的栅极连接，所述电阻R39第二端分别与场效应管Q19的源极以及场效应管Q22的源极连接，场效应管Q19的漏极与前端通道开关电路的一个输出端连接，场效应管Q22的漏极为负极输出端，所述电阻R43第一端分别与场效应管Q23的栅极以及场效应管Q24的栅极连接，所述电阻R43第二端分别与场效应管Q23的源极以及场效应管Q24的源极连接，场效应管Q23的漏极与前端通道开关电路的另一个输出端连接，场效应管Q24的漏极为负极输出端，场效应管Q24的栅极为转换导通口与正极性选择电路的转换信号输出口连接，所述三极管Q33的集电极与场效应管Q19的栅极连接，三极管Q33的发射极通过电阻R44与三极管Q34的集电极连接，三极管Q33的基极通过电阻R46接地，三极管Q34的集电极与三极管Q33的基极之间连接有电阻R45，所述三极管Q35的集电极为负极性选择电路的转换信号输出口，负极性选择电路的转换信号输出口与正极性选择电路的转换导通口连接，三极管Q35的发射极通过电阻R48与三极管Q34的集电极连接，三极管Q35的基极通过电阻R46接地，三极管Q34的集电极与三极管Q35的基极之间连接有电阻R47，三极管Q34的发射极与数字电源连接，三极管Q34的基极通过电阻R42与数字电源电连接，三极管Q34的基极与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的发射极通过电阻R40接地，三极管Q6的发射极通过电阻R41与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的基极与单片机的一个输入输出口电连接。