CN108375738A - 一种电压采样电路以及电源装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电压采样电路以及电源装置，该电压采样电路应用于电池组，电池组包括多个串联连接的电池，采样电路至少包括多个滤波电路，与多个电池对应设置，滤波电路的一端耦接与滤波电路对应的电池的正极端；采样芯片，包括多个引脚，每个引脚与对应的滤波电路的另一端耦接；其中，在多个电池中的第一节电池的正极端与通过滤波电路与采样芯片的第一引脚连接，采样芯片通过第一引脚采集第一节电池的电压信号，第一节电池通过第一引脚向采样芯片供电。通过上述方式，本申请能够降低成本。
Description
技术领域
本申请涉及电池管理技术领域，特别是涉及一种电压采样电路以及电源装置。
背景技术
锂电池保护***中往往需要精确测量电池电压，在传统方案中，为了避免采样芯片的功耗在片外电阻上产生的压降影响采样精度，因此在最高节电池的正端，往往采用两个输入引脚，一个用于给芯片供电，另一个用于进行电压采集，从而导致封装成本增加。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种电压采样电路以及电源装置，能够解决现有的引脚数量过多的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电压采样电路，该电压采样电路应用于电池组，电池组包括多个串联连接的电池，采样电路至少包括多个滤波电路，与多个电池对应设置，滤波电路的一端耦接与滤波电路对应的电池的正极端；采样芯片，包括多个引脚，每个引脚与对应的滤波电路的另一端耦接；其中，在多个电池中的第一节电池的正极端与通过滤波电路与采样芯片的第一引脚连接，采样芯片通过第一引脚采集第一节电池的电压信号，第一节电池通过第一引脚向采样芯片供电。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电源装置，该电源装置包括上述方案中任意一项所述的电压采样电路。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种电压采样电路，该电压采样电路应用于电池组，电池组包括多个串联连接的电池，采样电路至少包括多个滤波电路，与多个电池对应设置，滤波电路的一端耦接与滤波电路对应的电池的正极端；采样芯片，包括多个引脚，每个引脚与对应的滤波电路的另一端耦接；其中，在多个电池中的第一节电池的正极端与通过滤波电路与采样芯片的第一引脚连接，采样芯片通过第一引脚采集第一节电池的电压信号，第一节电池通过第一引脚向采样芯片供电，减少采样芯片的引脚数量，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一种电压采样电路一实施例的电路图；
图2是本申请一种电压采样电路另一实施例的电路图；
图3是本申请一种电源装置一实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是图1是本申请一种电压采样电路一实施例的电路图。本实施例所揭示的电压采样电路100应用于电池组200，电池组200包括多个串联连接的电池210，电压采样电路100包括多个滤波电路110和采样芯片120。
电池组200中电池210的种类可以是镉镍电池、氢镍电池、锂电池等等，具体不做限定，在本实施例中以锂电池为例进行说明。在锂电池电路中需要精确测量电池电压，因此，采用电压采样电路100对电池组200中的多个电池210进行电压采集，即通过电压采样电路100中的采样芯片120采集电池组200中每个电池210的电压。
在电压采样电路100中，多个滤波电路110与多个电池210对应设置，滤波电路110的一端耦接与滤波电路110对应的电池210的正极端；采样芯片120包括多个引脚130，且每个引脚130与对应的滤波电路110的另一端耦接，即滤波电路110的两端分别耦接电池210的正极端与采样芯片120的引脚130，其中，在多个电池210中的第一节电池211的正极端与通过滤波电路111与采样芯片120的第一引脚131连接，采样芯片120通过第一引脚131采集第一节电池211的电压信号，第一节电池211通过第一引脚131向采样芯片120供电，第一节电池211为多个电池210中的最高节电池，本实施例中重复使用第一节电池211所对应的第一引脚131。
具体来说，滤波电路111与第一节电池211对应设置，滤波电路111的一端耦接第一节电池211的正极端，采样芯片120的第一引脚131与滤波电路111的另一端耦接，第一引脚131采集第一节电池211的电压信号的同时，第一节电池211通过第一引脚131向采样芯片120供电，采样芯片120的供电电路140的一端耦接第一引脚131。在本实施例中，采样芯片120的第一引脚131既可以用于为采样芯片120供电，也可以用于采集第一节电池211的电压，在保证电压采样精度的同时，避免了现有技术中分别采用两个引脚来为采样芯片120供电以及采集第一节电池211的电压，节省了电压采样电路100中滤波电路110的个数，降低经济成本。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种电压采样电路100，该电压采样电路100应用于电池组200，电池组200包括多个串联连接的电池210，采样电路至少包括多个滤波电路110，与多个电池210对应设置，滤波电路110的一端耦接与滤波电路110对应的电池210的正极端；采样芯片120，包括多个引脚130，每个引脚130与对应的滤波电路110的另一端耦接；其中，在多个电池210中的第一节电池211的正极端与通过滤波电路110与采样芯片120的第一引脚131连接，采样芯片120通过第一引脚131采集第一节电池211的电压信号，第一节电池211通过第一引脚131向采样芯片120供电，能够减少采样芯片120的引脚130的数量，降低成本。
在上述方案的基础上，本申请提出一种电压采样电路100的另一实施例，具体如图2所示，图2是本申请一种电压采样电路另一实施例的电路图。本实施例所揭示的电压采样电路100应用于电池组200，电池组200包括多个串联连接的电池210，电压采样电路100包括多个滤波电路110和采样芯片120。
滤波电路110包括滤波电阻150及滤波电容160，滤波电阻150的一端耦接与滤波电路110对应的电池210的正极端，滤波电阻150的另一端耦接与滤波电路110对应的引脚130；滤波电容160的一端耦接滤波电阻150的另一端，滤波电容160的另一端接地。例如，滤波电路111对应第一节电池211，滤波电路111包括滤波电阻151及滤波电容161，滤波电阻151的另一端耦接与滤波电路111对应的第一引脚131；滤波电容161的一端耦接滤波电阻151的另一端，滤波电容161的另一端接地。
采样芯片120在采集电池210的电压时，需要将获取到的电池210的电压与电压阈值进行比较。相应的，采样芯片120包括比较器121，比较器121的第一输入端126与电池210的正极端连接，比较器121的第二输入端127与电池210的负极端连接，用于获取电池210的正极端和负极端之间的电压差，将电压差与电压阈值进行比较。例如，比较器121在获取第一节电池211的正极端和负极端之间的电压差时，比较器121的第一输入端126通过耦接滤波电路111与第一节电池211的正极端连接，比较器121的第二输入端127通过耦接滤波电路112与第一节电池211的负极端连接，将获取到的电压差与电压阈值进行比较。采样芯片120在测量其他节电池210的电压时，既可以是通过将一个比较器121的第一输入端126与第二输入端127分别跟待测电池210的两端对应的引脚130连接，从而获取待测电池210的电压差与电压阈值进行比较，还可以在采样芯片120中设置多个比较器121，多个比较器121与多个电池210对应设置，即在多个电池210的两端分别连接一个比较器121，从而获取多个电池210的电压差与电压阈值进行比较。
采样芯片120中用于比较的电压阈值可以是通过在采样芯片120中设置电压源来获取的，相应的，采样芯片120还包括参考电压源122，比较器121的参考电压输入端128与参考电压源122的正极端连接，参考电压源122的负极端接地，参考电压源122用于向比较器121提供电压阈值。在本实施例中，电压阈值既可以是一个固定的值也可以是一个范围，比较器121在获取电池210的正极端和负极端之间的电压差后，将电压差与电压阈值进行比较，可根据比较结果判断出电池210是否存在过压或过放，以根据判断结果进行相应处理，例如，当比较结果为电压差小于电压阈值时，则判断为过放状态，此时比较器121给出过放信号，断开相对应的放电回路，当比较结果为电压差大于电压阈值时，则判断为过充状态，此时比较器121给出过充信号，并断开相对应的充电回路。具体处理方式此处不做限定。
由于采样芯片120是由第一节电池211通过第一引脚131来进行供电的，因此采样芯片120在测量第一节电池211的电压时消耗了电流，为保证采集第一节电池211电压的准确，则需要对采样芯片120消耗的电流进行相应的补偿。相应的，采样芯片120还包括补偿电路123，补偿电路123的一端连接比较器121的第二输入端127，补偿电路123的另一端接地；在比较器121的第二输入端127连接第一节电池211的负极端时，补偿电路123用于向比较器121提供补偿电流。
补偿电路123在采样芯片120采集第一节电池211的电压时工作，相应的，补偿电路123中设置受控开关125，受控开关125的一端与比较器121的第二输入端127连接，即受控开关125的一端与电池210的负极端连接，在比较器121需要补偿电流时，受控开关125导通使得补偿电路123导通。补偿电路123中的补偿电流通过恒流源产生，相应的补偿电路123还包括恒流源124，恒流源124的一端通过受控开关125与比较器121的第二输入端127连接，恒流源124的另一端接地。当采样芯片120采集第一节电池211的电压时，即在比较器121的第二输入端127连接第一节电池211的负极端时，受控开关125导通，恒流源124向比较器121的第二输入端127提供补偿电流。
恒流源124向比较器121的第二输入端127提供补偿电流与采集芯片120的工作电流相关，采集芯片120进一步获取采集芯片120的工作电流，根据工作电流控制补偿电流的电流值。在本实施例中，多个滤波电路110中的多个滤波电阻150的电阻值相同，补偿电流等于采集芯片120的工作电流。在补偿电流后，第一节电池211的正极端和负极端的压降相同，保证了采集芯片120采集第一节电池211电压的采样精度。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种电压采样电路100，该电压采样电路100应用于电池组200，电池组200包括多个串联连接的电池210，采样电路至少包括多个滤波电路110，与多个电池210对应设置，滤波电路110的一端耦接与滤波电路110对应的电池210的正极端；采样芯片120，包括多个引脚130，每个引脚130与对应的滤波电路110的另一端耦接；其中，在多个电池210中的第一节电池211的正极端与通过滤波电路110与采样芯片120的第一引脚131连接，采样芯片120通过第一引脚131采集第一节电池211的电压信号，第一节电池211通过第一引脚131向采样芯片120供电，采样芯片120包括比较器121，比较器121的第一输入端126与第二输入端127分别与电池210的正极端和负极端连接，用于获取电池210的正极端和负极端之间的电压差，将电压差与电压阈值进行比较；采样芯片120还包括补偿电路123，在比较器121的第二输入端127连接第一节电池211的负极端时，补偿电路123用于在采样芯片120采集第一节电池211的电压时向比较器121提供补偿电流，补偿电流等于采集芯片120的工作电流，通过复用采集芯片120供电端和第一节电池211的正端，减少引脚130数量，能够保证电压采样精度。
本申请提出一种电源装置，请参阅图3，图3是本申请一种电源装置一实施例的示意图，本实施例所揭示的电源装置300包括电压采样电路310，电压采样电路310的具体电路结构可参考图1或图2，电压采样电路310的实施方式与上述实施方式中任一项所述的电压采样电路100类似，具体不做赘述。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种电源装置300，能够减少采样芯片的引脚数量，降低成本。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电压采样电路，其特征在于，所述电压采样电路应用于电池组，所述电池组包括多个串联连接的电池，所述采样电路至少包括：
多个滤波电路，与多个所述电池对应设置，所述滤波电路的一端耦接与所述滤波电路对应的电池的正极端；
采样芯片，包括多个引脚，每个所述引脚与对应的滤波电路的另一端耦接；
其中，在多个所述电池中的第一节电池的正极端与通过所述滤波电路与所述采样芯片的第一引脚连接，所述采样芯片通过所述第一引脚采集所述第一节电池的电压信号，所述第一节电池通过所述第一引脚向所述采样芯片供电。
2.根据权利要求1所述的电压采样电路，其特征在于，所述滤波电路包括滤波电阻及滤波电容，所述滤波电阻的一端耦接与所述滤波电路对应的电池的正极端，所述滤波电阻的另一端耦接与所述滤波电路对应的引脚；所述滤波电容的一端耦接所述滤波电阻的另一端，所述滤波电容的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的电压采样电路，其特征在于，所述采样芯片包括：
比较器，所述比较器的第一输入端与所述电池的正极端连接，所述比较器的第二输入端与所述电池的负极端连接，用于获取所述电池的正极端和负极端之间的电压差，将所述电压差与电压阈值进行比较。
4.根据权利要求3所述的电压采样电路，其特征在于，所述采样芯片还包括参考电压源，所述比较器的参考电压输入端与所述参考电压源的正极端连接，所述参考电压源的负极端接地，所述参考电压源用于向所述比较器提供所述电压阈值。
5.根据权利要求3所述的电压采样电路，其特征在于，所述采样芯片还包括补偿电路，所述补偿电路的一端连接所述比较器的第二输入端，所述补偿电路的另一端接地；在所述比较器的第二输入端连接所述第一节电池的负极端时，所述补偿电路用于向所述比较器提供补偿电流。
6.根据权利要求5所述的电压采样电路，其特征在于，所述补偿电路包括恒流源和受控开关，所述恒流源的一端通过所述受控开关与所述比较器的第二输入端连接，所述恒流源的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的电压采样电路，其特征在于，在所述比较器的第二输入端连接所述第一节电池的负极端时，所述受控开关导通，所述恒流源向所述比较器的第二输入端提供补偿电流。
8.根据权利要求5所述的电压采样电路，其特征在于，所述采集芯片进一步获取所述采集芯片的工作电流，根据所述工作电流控制所述补偿电流。
9.根据权利要求8所述的电压采样电路，其特征在于，所述补偿电流等于所述工作电流。
10.一种电源装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的电压采样电路。
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| 张波;李晓博;: "变电站蓄电池在线监测***设计与实现", 中国电业(技术版), no. 05, 30 May 2012 (2012-05-30), pages 30 - 32 * |
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