CN1175278C - 安全保护型四线法电压测试电路 - Google Patents

Abstract

一种安全保护型四线法电压测试电路，属电子检测技术领域。适用于镍氢、镍镉电池和液态锂电池及聚合物锂电池的化成和检测过程，其特点是在正电流采样线和正电压采样线之间及负电流采样线和负电压采样线之间分别跨接电阻，既保证正常工作时的电压采样精度，又能防止异常时因采不到电池电压而出现过充、过放或电池燃烧和***现象，提高了电池检测过程的安全性。本电路简单、实用，工作安全可靠。

Description

安全保护型四线法电压测试电路

技术领域：

一种安全保护型四线法电压测试电路，应用于电池化成和检测分选***上对镍氢、镍镉及锂离子电池和聚合物锂电池检测过程的电压采样，属电子检测技术领域。

背景技术：

在电池的化成和检测***中，电压采样的精度和可靠性是关系到整个***的性能和可靠性的关键技术，直接关系到电池化成的质量，分容的准确性和电池化成、检测过程中的安全性。目前常见的电压采样方法有四线法采样和二线法采样。四线法采样的优点是电压采样精度高，采样精度受充放电电流、接触电阻影响较小，因而检测精度易于控制。但其缺点是由于电压采样线和电池充放回路是分离的，当电池夹具接触不良(或断线)等原因而采不到电压使电路控制失控时，由于充放电主回路工作正常，极易造成电池的过充、过放，对于液态锂电池甚至造成电池***，危及人身安全。而对于二线法，由于电压采样线和电流采样线在夹具上是公共的，检测过程中若因接触不良而采不到电压，实际上此时电池亦从充放电回路中脱离出来，不会造成电池的过充、过放，但采样精度稍低，因而***精度稍差。

发明内容：

本发明目的是克服传统四线法电压采样的缺点，提供一种安全保护型四线法电压测试电路，提高采样电路的可靠性，从而提高了整个电池检测***的安全性能。

本发明电路结构包括：跨接电阻R1、R2，集成运放电路OA，接地电阻R3，输入电阻R4、R5，反馈电阻R6(图1)。图中连接电池的为正电流采样线I+，负电流采样线I-和正电压采样线V+，负电压采样线V-，UB为电池两端采样电压；正电压采样线V+串接一个输入电阻R4后连接到集成运放电路OA的同相输入端3，负电压采样线V-串接另一输入电阻R5后连接到集成运放电路OA的反相输入端2；跨接电阻中的一个电阻R1的一端接正电流采样线I+，另一端接正电压采样线V+的A点，跨接电阻中的另一个电阻R2一端接负电流采样线I-，另一端接负电压采样线V-的B点；接地电阻R3一端接地，另一端接接集成运放电路OA的同相输入端3，反馈电阻R6的一端接集成运放电路OA的反相输入端2，另一端接集成运放电路OA的输出端6。

电阻R3～R6和集成运放电路OA构成差分电路，将电池电压转换为对地差分电压BV提供给***，这样转化后所有电池电压均相对于一公共地，便于采样***对采样电压收集、处理。***大部分的控制动作依据采集到的电池电压发出。

正常工作时，电流采样线I+、负电流采样线I-和正电压采样线V+、负电压采样线V-均与电池接触良好，电池的充放电通过正电流采样线I+、负电流采样线I-完成，电池电压通过正电压采样线V+、负电压采样线V-直接得到，跨接电阻R1和R2被短路，避免了从电流采样线上读取电压时接触电阻的影响。从电压采样线上采到的电池电压UB提供给差分电路，产生差分后的对地电压BV提供给采样***。由于正常工作时是四线法采样，因此采样精度比较高。

若检测过程中出现接触不良等原因不能从正电压采样线V+、负电压采样线V-直接得到电池电压UB，即相当于正电压采样线V+、负电压采样线V-从电压采样回路中脱离出来，此时由于在电流采样线I+、正电压采样线V+和负电流采样线I-、负电压采样线V-之间跨接电阻R1和R2的存在，采样电压UB仍然可以通过跨接电阻R1和R2获得，不会造成***因采不到电池电压而使检测过程失控；此时由于实际上采用两线法采样，采样精度稍差。可见，只要电池不脱离充放回路，总能采到电池电压，从而大大提高了采样电路的可靠性。

本发明的优点：

1、既能保证电池正常采样时的精度，又能在采样异常情况下保证电池充放电的安全性。

2、电路简单实用，在不造成设备成本增加的情况下，大大提高了设备的安全、可靠性。

附图说明：

图1是本发明的安全保护型四线法电压测试电路。

图1中

I+是正电流采样线，I-是负电流采样线，

V+是正电压采样线，V-是负电压采样线；

R1、R2是跨接电阻，R4、R5是输入电阻；

R6是反馈电阻，R3是接地电阻；

OA是集成运放电路；

3是集成运放电路同相输入端；

2是集成运放电路反相输入端；

6是集成运放电路的输出端；

A是R1、R4的接点；

B是R2、R5的接点；

UB-电池两端采样电压；

BV-差分后的对地电压。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的实施例子。本发明参照附图1设计，集成运放电路OA采用运放OP07，跨接电阻R1、R2均选510Ω，接地电阻R3，输入电阻R4、R5，反馈电阻均选100K。为保证差分电压精度，电阻R3-R6必须进行筛选配对，使其误差限制在一定范围内(如1‰)或采用精密电阻。

Claims (3)

1、一种安全保护型四线法测试电路，包括：跨接电阻(R1、R2)，集成运放电路(OA)，接地电阻(R3)，输入电阻(R4、R5)，反馈电阻(R6)，其特征在于：

正电流采样线(I+)和正电压采样线(V+)之间及负电流采样线(I-)和负电压采样线(V-)之间分别接入跨接电阻(R1、R2)，跨接电阻中的一个电阻(R1)的一端接正电流采样线(I+)，另一端接正电压采样线(V+)的A点；跨接电阻中的另一个电阻(R2)一端接负电流采样线(I-)，另一端接接负电压采样线(V-)的B点。

2、根据权利要求1所述的测试电路，其特征在于：

正电压采样线(V+)串接一个输入电阻(R4)后连接到集成运放电路(OA)的同相输入端(3)；负电压采样线(V-)串接另一输入电阻(R5)后连接到集成运放电路(OA)的反相输入端(2)。

3、根据权利要求1或2所述的测试电路，其特征在于：

反馈电阻(R6)的一端接集成运放电路(OA)的反相输入端(2)，另一端接集成运放电路(OA)的输出端(6)；接地电阻(R3)一端接地，另一端接集成运放电路(OA)的同相输入端(3)。

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