CN117907666A - Bms高边电流采集电路的实现方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种BMS高边电流采集电路的实现方法及装置,应用于动力型BMS高边电流电路的采集,其包括相互电性连接的电阻H桥高压采集模块和差分运放电流采集模块,所述电阻H桥高压采集模块的电压缩小倍数等于差分运放电流采集模块的差分放大倍数。既省掉了隔离电源和数据隔离芯片,降低了成本、降低了对电池的功耗;又省掉了2根大电流线材的焊接,降低了成本、节约了生产时间,PCB布局更大面积用于其它电路的设计,可实现更大功率密度的BMS设计。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域,特别是涉及一种BMS高边电流采集电路的实现方法及装置。
背景技术
现有市面上的电池管理***BMS(Battery Managment System)全部使用低边(负极)电流采集方案,这是因为所使用的芯片都是基于负极为参考地的电源,电流采集电路的电压不超过芯片的共模输入电压最大值,实现起来简单。
例如图1所示为现有技术方案中的第一种电路结构图,采用低边NMOS控制、低边电流采集的方式,该方案应用于市场上大多数动力BMS,如电摩的BMS、户外储能BMS、家庭储能BMS等等,其在图1对应的PCB布局和电池组装上,PCB上半部分空出一大部分面积,设计人员一般会放置隔离电源和数据隔离芯片,因此增加了成本;进一步地,对于电池组装来说,除了电池电压的采集线束,只需要连接两个大电流线材B-、P-即可。
而随着应用越来越丰富,很多厂家推出了NMOS断正极的芯片,这种方案的好处是使用NMOS做大电流控制成本比PMOS做大电流成本低,且BMS跟控制器/充电器的通讯(如RS485、CAN通讯)无需做隔离,受到行业广大工程师的青睐,直接省掉了隔离电源和数据隔离芯片,大大降低设计门槛,但电流的采集依然沿用了简单的低边(负极)采集方案,这又增加了PCB布局的难度和增加了电池组装的难度。
例如图2所述为现有技术方案中第二种电路结构图,基于图1进行改进,采用了高边NMOS控制,但依然使用低边电流采集,其在图2对应的PCB布局和电池组装上,虽然省掉隔离电路,也就是节约设计隔离电源和数据隔离芯片,但是对于电池组装来说,需要焊接4根大电流线材B+、B-、P+、P-,同样还是增加了电池组装难度。
综上图1-图2,可以发现,现有技术中低边电流采集主要突出在采集电阻R1设置于B-和P-之间并分别连接至AFE芯片模块的第一采集管脚和第二采集管脚,需要说明的是,AFE芯片为模拟前端芯片,也就是一款将电池的电压、电流、温度转换成数字信号的芯片。
发明内容
针对上述现有技术存在第一低边NMOS控制、低边电流采集需要隔离电源和数据隔离芯片,增加了成本;第二高边NMOS控制、低边电流采集需要焊接4根大电流线材,增加电池组装难度的缺陷。
为实现上述目的,本发明提供了一种BMS高边电流采集电路的实现方法,应用于动力型BMS高边电流电路的采集,其包括相互电性连接的电阻H桥高压采集模块和差分运放电流采集模块,所述电阻H桥高压采集模块的电压缩小倍数等于差分运放电流采集模块的差分放大倍数;
所述电阻H桥高压采集模块包括第一半桥电路模块、第二半桥电路模块、高边采集模块;所述高边采集模块设置于电池的正极,并且所述第一半桥电路模块第一端与所述高边采集模块的第一端电性连接,所述第二半桥电路模块的第一端与所述高边采集模块的第二端电性连接;
所述第一半桥电路模块的第二端和所述第二半桥电路模块的第二端共同连接电池的负极;
所述差分运放电流采集模块包括第一放大器模块、第二放大器模块、第一电压跟随模块和第二电压跟随模块;第一半桥电路模块的中间端分别与所述第一放大器模块的反向输入端和所述第二放大器模块的同向输入端电性连接,第二半桥电路模块的中间端分别与所述第二放大器模块的同向输入端和所述第二放大器模块的反向输入端电性连接,所述第一放大器模块的电流输出端与所述第一电压跟随模块的同向输入端电性连接,所述第一电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第二采集管脚,所述第二放大器模块的电流输出端与所述第二电压跟随模块的同向输入端电性连接,所述第二电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第一采集管脚,以此完成对BMS高边电流电路的采集。
优选地,所述第一半桥电路模块包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的第一端与电池的正极电性连接,所述第一电阻的第二端和第二电阻的第一端电性连接后分别与所述第一放大器模块的反向输入端和所述第二放大器模块的同向输入端电性连接,所述第二电阻的第二端与电池的负极电性连接。
优选地,所述第二半桥电路模块包括第三电阻和第四电阻,所述第三电阻的第一端与电池的正极电性连接,所述第三电阻的第二端和第四电阻的第一端电性连接后分别与所述第一放大器模块的同向输入端和所述第二放大器模块的反向输入端电性连接,所述第四电阻的第二端与电池的负极电性连接。
优选地,所述高边采集模块包括采集电阻,所述采集电阻设置于所述第一电阻和第三电阻之间。
优选地,所述第一放大器模块包括第一差分放大器、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻、第一电容;所述第一差分放大器的同向输入端分别与所述第一分压电阻的第一端、第二分压电阻的第一端和第一电容的第一端共同电性连接,所述第一分压电阻的第二端与所述第三电阻的第二端和第四电阻的第一端电性连接;所述第一差分放大器的反向输入端与所述第三分压电阻的第一端、第四分压电阻的第一端和第一电容的第二端共同电性连接;所述第三分压电阻的第二端与所述第一电阻的第二端和第二电阻的第一端电性连接,所述第四分压电阻的第二端与所述第一差分放大器的输出端连接,所述第一差分放大器的电源管脚连接供电电压源,所述第一差分放大器的接地管脚连接电池的负极,所述第二分压电阻的第二端连接电池的负极。
优选地,所述第一电压跟随模块包括第一电压跟随器,所述第一差分放大器的输出端与所述第一电压跟随器的同向输入端连接,所述第一电压跟随器的反向输入端和第一电压跟随器的输出端连接,并且共同输出至与AFE芯片模块的第二采集管脚。
优选地,所述第二放大器模块包括第二差分放大器、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻和第八分压电阻、第三电容;所述第二差分放大器的同向输入端分别与所述第五分压电阻的第一端、第六分压电阻的第一端和第三电容的第一端共同电性连接,所述第五分压电阻的第二端与所述第一电阻的第二端和第二电阻的第一端电性连接;所述第二差分放大器的反向输入端与所述第七分压电阻的第一端、第八分压电阻的第一端和第三电容的第二端共同电性连接;所述第七分压电阻的第二端与所述第三电阻的第二端和第四电阻的第一端电性连接,所述第八分压电阻的第二端与所述第二差分放大器的输出端连接,所述第六分压电阻的第二端连接电池的负极。
优选地,所述第二电压跟随模块包括第二电压跟随器,所述第二差分放大器的输出端与所述第二电压跟随器的同向输入端连接,所述第二电压跟随器的反向输入端和第二电压跟随器的输出端连接,并且共同输出至与AFE芯片模块的第一采集管脚。
优选地,所述第一放大器模块还包括第二电容,所述第二电容的第一端连接供电电压源,所述第二电容的第二端连接电池的负极。
基于相同的技术思想,本发明还提供一种BMS高边电流采集电路装置,其包括所述的BMS高边电流采集电路的实现方法。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明实施例提供一种BMS高边电流采集电路的实现方法,包括相互电性连接的电阻H桥高压采集模块和差分运放电流采集模块,所述电阻H桥高压采集模块的电压缩小倍数等于差分运放电流采集模块的差分放大倍数;所述电阻H桥高压采集模块包括第一半桥电路模块、第二半桥电路模块、高边采集模块;所述高边采集模块设置于电池的正极,并且所述第一半桥电路模块第一端与所述高边采集模块的第一端电性连接,所述第二半桥电路模块的第一端与所述高边采集模块的第二端电性连接;所述第一半桥电路模块的第二端和所述第二半桥电路模块的第二端共同连接电池的负极;所述差分运放电流采集模块包括第一放大器模块、第二放大器模块、第一电压跟随模块和第二电压跟随模块;第一半桥电路模块的中间端分别与所述第一放大器模块的反向输入端和所述第二放大器模块的同向输入端电性连接,第二半桥电路模块的中间端分别与所述第二放大器模块的同向输入端和所述第二放大器模块的反向输入端电性连接,所述第一放大器模块的电流输出端与所述第一电压跟随模块的同向输入端电性连接,所述第一电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第二采集管脚,所述第二放大器模块的电流输出端与所述第二电压跟随模块的同向输入端电性连接,所述第二电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第一采集管脚,以此完成对BMS高边电流电路的采集。因此,本申请方案中解决了动力型BMS低边电流采集的难题,方便BSB布局设计人员和电池组装,即BMS增加BMS高边电流采集电路,相较于第一种现有技术方案省掉了隔离电源和数据隔离芯片,降低了成本、降低了对电池的功耗;相较于第二种现有技术方案,电池组装方省掉了2根大电流线材的焊接,降低了成本、节约了生产时间,PCB布局更大面积用于其它电路的设计,可实现更大功率密度的BMS设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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是现有技术方案中的第一种电路结构图;
图2是基于图1改进的现有技术方案中的第二种电路结构图;
图3是本发明实施例BMS高边电流采集电路的实现方法的拓扑图;
附图标记说明:
BAT、电池;R5、第一电阻;R7、第二电阻;R6、第三电阻;R8、第四电阻;R1、采集电阻;U1A、第一差分放大器;R62、第一分压电阻;R66、第二分压电阻;R63、第三分压电阻;R67、第四分压电阻;C40、第一电容;C41、第二电容;U1B、第一电压跟随器;U1C、第二差分放大器;R11、第五分压电阻;R9、第六分压电阻;R12、第七分压电阻;R13、第八分压电阻;C1、第三电容;U1D、第二电压跟随器;
CFET、第一NMOS管;DFET、第二NMOS管;D1、第一反向二极管;D2、第二反向二极管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”“侧”等方位词是针对提供的附图作相对的位置说明,并不是用于描述实际产品特定顺序。
请参阅图2,现有第二种技术方案的BMS高边电流电路,其包括AFE芯片模块、电池BAT、MCU模块、负载/充电器模块,该AFE芯片模块的I2C管脚和MCU模块的I2C管脚通信连接,MCU模块的RS485与负载/充电器模块的RS485管脚通信连接;进一步地,该BMS高边电流电路还包括第一NMOS管CFET、第二NMOS管DFET、第一反向二极管D1、第二反向二极管D2和若干电阻(R2、R4、R3、R10),第一NMOS管CFET的漏极和第二NMOS管DFET的漏极电性连接,第一NMOS管CFET的源极和第一反向二极管D1的正极连接电池BAT的正极B+,第一反向二极管D1的负极连接第一NMOS管CFET的栅极,进一步地,第一NMOS管CFET的栅极和源极之间设置电阻R2,第一NMOS管CFET的栅极通过电阻R4与AFE芯片模块的CHG管脚连接;第二NMOS管DFET的源极和第二反向二极管D2的正极连接负载/充电器模块的正极P+,第二反向二极管D2的负极连接第二NMOS管DFET的栅极,进一步地,第二NMOS管DFET的栅极和源极之间设置电阻R3,第二NMOS管DFET的栅极通过电阻R10与AFE芯片模块的DSG管脚连接。电池BAT的负极B-与负载/充电器模块的负极P-连接。进一步地,该AFE芯片模块还包括用于电压采集的若干电压采集管脚VC0-VCn和用于温度采集的若干温度采集管脚TS0-TSn。
需要说明的是,基于该现有第二种技术方案,该AFE芯片模块包括第一采集管脚和第二采集管脚。本发明提出了改进的BMS高边电流采集电路,即,参阅图3,本发明实施例提供一种BMS高边电流采集电路的实现方法,应用于动力型BMS高边电流电路的采集,其包括相互电性连接的电阻H桥高压采集模块和差分运放电流采集模块,电阻H桥高压采集模块的电压缩小倍数等于差分运放电流采集模块的差分放大倍数;
电阻H桥高压采集模块包括第一半桥电路模块、第二半桥电路模块、高边采集模块;高边采集模块设置于电池BAT的正极B+,并且第一半桥电路模块第一端与高边采集模块的第一端电性连接,第二半桥电路模块的第一端与高边采集模块的第二端电性连接;
第一半桥电路模块的第二端和第二半桥电路模块的第二端共同连接电池BAT的负极B-;
差分运放电流采集模块包括第一放大器模块、第二放大器模块、第一电压跟随模块和第二电压跟随模块;第一半桥电路模块的中间端分别与第一放大器模块的反向输入端和第二放大器模块的同向输入端电性连接,第二半桥电路模块的中间端分别与第二放大器模块的同向输入端和第二放大器模块的反向输入端电性连接,第一放大器模块的电流输出端与第一电压跟随模块的同向输入端电性连接,第一电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第二采集管脚,第二放大器模块的电流输出端与第二电压跟随模块的同向输入端电性连接,第二电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第一采集管脚,以此完成对BMS高边电流电路的采集。
作为一种可选实施例,第一半桥电路模块包括第一电阻R5和第二电阻R7,第一电阻R5的第一端与电池BAT的正极B+电性连接,第一电阻R5的第二端和第二电阻R7的第一端电性连接后分别与第一放大器模块的反向输入端和第二放大器模块的同向输入端电性连接,第二电阻R7的第二端与电池BAT的负极B-电性连接。
第二半桥电路模块包括第三电阻R6和第四电阻R8,第三电阻R6的第一端与电池BAT的正极B+电性连接,第三电阻R6的第二端和第四电阻R8的第一端电性连接后分别与第一放大器模块的同向输入端和第二放大器模块的反向输入端电性连接,第四电阻R8的第二端与电池BAT的负极B-电性连接。
进一步地,高边采集模块包括采集电阻R1,采集电阻R1设置于第一电阻R5和第三电阻R6之间,该采集电阻R1主要用于采集电流,由于采集电阻R1设置于电池BAT的正极B+,即高边,所以也称高边采集电阻,有区分于现有设置于电池BAT的负极B-。
第一放大器模块包括第一差分放大器U1A、第一分压电阻R62、第二分压电阻R66、第三分压电阻R63和第四分压电阻R67、第一电容C40;第一差分放大器U1A的同向输入端分别与第一分压电阻R62的第一端、第二分压电阻R66的第一端和第一电容C40的第一端共同电性连接,第一分压电阻R62的第二端与第三电阻R6的第二端和第四电阻R8的第一端电性连接;第一差分放大器U1A的反向输入端与第三分压电阻R63的第一端、第四分压电阻R67的第一端和第一电容C40的第二端共同电性连接;第三分压电阻R63的第二端与第一电阻R5的第二端和第二电阻R7的第一端电性连接,第四分压电阻R67的第二端与第一差分放大器U1A的输出端连接,第一差分放大器U1A的电源管脚连接供电电压源3V3,第一差分放大器U1A的接地管脚连接电池BAT的负极B-,第二分压电阻的第二端连接电池BAT的负极B-。
第一电压跟随模块包括第一电压跟随器U1B,第一差分放大器U1A的输出端与第一电压跟随器U1B的同向输入端连接,第一电压跟随器U1B的反向输入端和第一电压跟随器U1B的输出端连接,并且共同输出至与AFE芯片模块的第二采集管脚。
第二放大器模块包括第二差分放大器U1C、第五分压电阻R11、第六分压电阻R9、第七分压电阻R12和第八分压电阻R13、第三电容C1;第二差分放大器U1C的同向输入端分别与第五分压电阻R11的第一端、第六分压电阻R9的第一端和第三电容C1的第一端共同电性连接,第五分压电阻R11的第二端与第一电阻R5的第二端和第二电阻R7的第一端电性连接;第二差分放大器U1C的反向输入端与第七分压电阻R12的第一端、第八分压电阻R13的第一端和第三电容C1的第二端共同电性连接;第七分压电阻R12的第二端与第三电阻R6的第二端和第四电阻R8的第一端电性连接,第八分压电阻R13的第二端与第二差分放大器U1C的输出端连接,第六分压电阻R9的第二端连接电池BAT的负极B-。
第二电压跟随模块包括第二电压跟随器U1D,第二差分放大器U1C的输出端与第二电压跟随器U1D的同向输入端连接,第二电压跟随器U1D的反向输入端和第二电压跟随器U1D的输出端连接,并且共同输出至与AFE芯片模块的第一采集管脚。
进一步地,第一放大器模块还包括第二电容C41,第二电容C41的第一端连接供电电压源3V3,第二电容C41的第二端连接电池BAT的负极B-。
需要说明的是,上述采集电阻R1、第一电阻R5、第二电阻R7、第三电阻R6、第四电阻R8、第一分压电阻R62、第二分压电阻R66、第三分压电阻R63、第四分压电阻R67、第五分压电阻R11、第六分压电阻R9、第七分压电阻R12、第八分压电阻R13为至少一个电阻,也可以是多个电阻进行串联或并联而得到阻值相一致,例如,第一电阻R5可以是单独一个电阻,亦或可以是两个电阻串联或并联得到的阻值和一个电阻的阻值一致。同理,其阻值根据实际情况确定,在此不作限定。
需要说明的是,上述第一电容C40、第二电容C41、第三电容C1为至少一个电容,也可以是多个电容进行串联或并联而得到容值相一致,例如,第一电容C40可以是单独一个电容,亦或可以是两个电容串联或并联得到的电容和一个电容的阻值一致。同理,其容值根据实际情况确定,在此不作限定。
基于相同的技术思想,本发明还提供一种BMS高边电流采集电路装置,其包括的BMS高边电流采集电路的实现方法。
上述BMS高边电流采集电路的实现方法工作原理如下:
第一电阻R5和第二电阻R7形成第一半桥电路模块,第三电阻R6和第四电阻R8形成第二半桥电路模块,同时,第一电阻R5的阻值等于第二电阻R7的阻值,第三电阻R6的阻值等于第四电阻R8的阻值;即R5=R7、R6=R8。第一差分放大器U1A采集放电电流,放大的信号经过第一电压跟随器U1B后输出给AFE芯片模块的第二采集管脚;第二差分放大器U1C采集充电电流,放大的信号经过第二电压跟随器U1D后输出给AFE芯片模块的第一采集管脚,完成高边电流电路的采集。优选地,此电路需满足第一电阻R5、第二电阻R7、第三电阻R6、第四电阻R8组成的电阻H桥高压采集模块的电压缩小倍数等于第一差分放大器U1A、第二差分放大器U1C这两个差分运放电流采集模块的差分放大倍数,这样等式才成立,即AFE芯片模块才能采集到采集电阻R1的真实电流值。
具体地,若BMS没有充放电,即,采集电阻R1没有电流通过,则V,第一差分放大器U1A和第二差分放大器U1C检测到电压差为0V,经过第一电压跟随器U1B和第二电压跟随器U1D将0V输出给AFE芯片模块的第一采集管脚和第二采集管脚,BMS充放电电流为0A。
具体地,若BMS处于放电状态,即,采集电阻R1电流方向从下往上,则V,第一差分放大器U1A检测到同向输入大于反向输入,输出当前电压U,且第二差分放大器U1C检测到同向输入小于反向输入,输出0V,经过第一电压跟随器U1B和第二电压跟随器U1D将当前电压U和0V输出给AFE芯片模块的第一采集管脚和第二采集管脚,BMS检测到放电电流,大小为/>。
具体地,若BMS处于充电状态,即,采集电阻R1电流方向从上往下,则V,第二差分放大器U1C检测到同向输入大于反向输入,输出当前电压U,且第一差分放大器U1A检测到同向输入小于反向输入,输出0V,经过第二电压跟随器U1D和第一电压跟随器U1B将0V和当前电压U输出给AFE芯片模块的第一采集管脚和第二采集管脚,BMS检测到充电电流,大小为/>。
综上,与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本申请方案中解决了动力型BMS低边电流采集的难题,方便PCB布局设计人员和电池组装,即BMS增加BMS高边电流采集电路,相较于第一种现有技术方案省掉了隔离电源和数据隔离芯片,降低了成本、降低了对电池的功耗;相较于第二种现有技术方案,电池组装方省掉了2根大电流线材的焊接,降低了成本、节约了生产时间,PCB布局更大面积用于其它电路的设计,可实现更大功率密度的BMS设计。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种BMS高边电流采集电路的实现方法,应用于动力型BMS高边电流电路的采集,其特征在于,包括相互电性连接的电阻H桥高压采集模块和差分运放电流采集模块,所述电阻H桥高压采集模块的电压缩小倍数等于差分运放电流采集模块的差分放大倍数;
所述电阻H桥高压采集模块包括第一半桥电路模块、第二半桥电路模块、高边采集模块;所述高边采集模块设置于电池的正极,并且所述第一半桥电路模块第一端与所述高边采集模块的第一端电性连接,所述第二半桥电路模块的第一端与所述高边采集模块的第二端电性连接;
所述第一半桥电路模块的第二端和所述第二半桥电路模块的第二端共同连接电池的负极;
所述差分运放电流采集模块包括第一放大器模块、第二放大器模块、第一电压跟随模块和第二电压跟随模块;所述第一半桥电路模块的中间端分别与所述第一放大器模块的反向输入端和所述第二放大器模块的同向输入端电性连接,所述第二半桥电路模块中间端分别与所述第二放大器模块的同向输入端和所述第二放大器模块的反向输入端电性连接,所述第一放大器模块的电流输出端与所述第一电压跟随模块的同向输入端电性连接,所述第一电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第二采集管脚,所述第二放大器模块的电流输出端与所述第二电压跟随模块的同向输入端电性连接,所述第二电压跟随模块的输出端输出电流至AFE芯片模块的第一采集管脚,以此完成对BMS高边电流电路的采集。
2.根据权利要求1所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述第一半桥电路模块包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的第一端与电池的正极电性连接,所述第一电阻的第二端和第二电阻的第一端电性连接后分别与所述第一放大器模块的反向输入端和所述第二放大器模块的同向输入端电性连接,所述第二电阻的第二端与电池的负极电性连接。
3.根据权利要求2所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述第二半桥电路模块包括第三电阻和第四电阻,所述第三电阻的第一端与电池的正极电性连接,所述第三电阻的第二端和第四电阻的第一端电性连接后分别与所述第一放大器模块的同向输入端和所述第二放大器模块的反向输入端电性连接,所述第四电阻的第二端与电池的负极电性连接。
4.根据权利要求3所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述高边采集模块包括采集电阻,所述采集电阻设置于所述第一电阻和第三电阻之间。
5.根据权利要求3所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述第一放大器模块包括第一差分放大器、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻、第一电容;所述第一差分放大器的同向输入端分别与所述第一分压电阻的第一端、第二分压电阻的第一端和第一电容的第一端共同电性连接,所述第一分压电阻的第二端与所述第三电阻的第二端和第四电阻的第一端电性连接;所述第一差分放大器的反向输入端与所述第三分压电阻的第一端、第四分压电阻的第一端和第一电容的第二端共同电性连接;所述第三分压电阻的第二端与所述第一电阻的第二端和第二电阻的第一端电性连接,所述第四分压电阻的第二端与所述第一差分放大器的输出端连接,所述第一差分放大器的电源管脚连接供电电压源,所述第一差分放大器的接地管脚连接电池的负极,所述第二分压电阻的第二端连接电池的负极。
6.根据权利要求5所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述第一电压跟随模块包括第一电压跟随器,所述第一差分放大器的输出端与所述第一电压跟随器的同向输入端连接,所述第一电压跟随器的反向输入端和第一电压跟随器的输出端连接,并且共同输出至与AFE芯片模块的第二采集管脚。
7.根据权利要求3所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述第二放大器模块包括第二差分放大器、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻和第八分压电阻、第三电容;所述第二差分放大器的同向输入端分别与所述第五分压电阻的第一端、第六分压电阻的第一端和第三电容的第一端共同电性连接,所述第五分压电阻的第二端与所述第一电阻的第二端和第二电阻的第一端电性连接;所述第二差分放大器的反向输入端与所述第七分压电阻的第一端、第八分压电阻的第一端和第三电容的第二端共同电性连接;所述第七分压电阻的第二端与所述第三电阻的第二端和第四电阻的第一端电性连接,所述第八分压电阻的第二端与所述第二差分放大器的输出端连接,所述第六分压电阻的第二端连接电池的负极。
8.根据权利要求7所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述第二电压跟随模块包括第二电压跟随器,所述第二差分放大器的输出端与所述第二电压跟随器的同向输入端连接,所述第二电压跟随器的反向输入端和第二电压跟随器的输出端连接,并且共同输出至与AFE芯片模块的第一采集管脚。
9.根据权利要求5所述的BMS高边电流采集电路的实现方法,其特征在于,所述第一放大器模块还包括第二电容,所述第二电容的第一端连接供电电压源,所述第二电容的第二端连接电池的负极。
10.一种BMS高边电流采集电路装置,其特征在于,使用如权利要求1-9任一项所述的BMS高边电流采集电路的实现方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11133126A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池残量測定装置 |
JP2009139223A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 電流検出回路 |
CN106501573A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-03-15 | 哈尔滨理工大学 | 一种差模信号放大提取电路 |
CN206960578U (zh) * | 2017-08-04 | 2018-02-02 | 昆山通达测科电子科技有限公司 | 一种锂离子电池模拟模块 |
CN207148294U (zh) * | 2017-08-15 | 2018-03-27 | 深圳丰汇汽车电子有限公司 | 一种电动汽车用多通道检测仪 |
CN110456141A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-15 | 安徽贵博新能科技有限公司 | 一种高边过流检测电路及其方法 |
CN116879615A (zh) * | 2023-07-10 | 2023-10-13 | 维沃移动通信有限公司 | 电流采样电路及电子设备 |
-
2024
- 2024-03-19 CN CN202410310382.1A patent/CN117907666A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11133126A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池残量測定装置 |
JP2009139223A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 電流検出回路 |
CN106501573A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-03-15 | 哈尔滨理工大学 | 一种差模信号放大提取电路 |
CN206960578U (zh) * | 2017-08-04 | 2018-02-02 | 昆山通达测科电子科技有限公司 | 一种锂离子电池模拟模块 |
CN207148294U (zh) * | 2017-08-15 | 2018-03-27 | 深圳丰汇汽车电子有限公司 | 一种电动汽车用多通道检测仪 |
CN110456141A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-15 | 安徽贵博新能科技有限公司 | 一种高边过流检测电路及其方法 |
CN116879615A (zh) * | 2023-07-10 | 2023-10-13 | 维沃移动通信有限公司 | 电流采样电路及电子设备 |
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