补偿分流漂移的电流测量技术制造技术

本公开涉及补偿分流漂移的电流测量技术。描述了各种电流测量技术，可以补偿分流电阻的漂移。确定例如耦合到电池端子的分流电阻器的电阻可以包括：引入与双系统斩波方案的斩波相位同步的已知信号；在主信号路径中斩断已知信号；以及明确地提取并行的附加信号解除处理路径中的已知信号。

【技术实现步骤摘要】
补偿分流漂移的电流测量技术
本公开涉及电流测量设备和方法。
技术介绍
在基于分流器的电流测量装置中，通过将已知的低电阻“分流器”与待测电流串联，然后测量串联分流器两端的电压来测量电流。欧姆定律的应用(电流(I)＝电压(V)/电阻(R))将产生流经分流器的电流。电流测量的精度取决于电压测量的准确度和分流器本身的电阻精度。通常，系统在出厂时已经过校准，其中可以包括多个温度点的温度补偿，以补偿分流器的温度影响。对于汽车应用，通常使用单个温度校准。然而，在分流器的终生使用中，其值可以不受温度影响而改变，这可能是不可预测的。此外，在典型应用中，通过分流器的电流持续受到监控，这可能会对监控分流器本身带来挑战。该分流器通常具有小于1欧姆的电阻，这可能增加进一步的挑战。
技术实现思路
本公开描述了可用于监测分流电阻的值同时还监测流过分流管本身的电流的主要测量的技术。在一些方面中，本公开涉及一种确定耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的方法。该方法包括：在输入信号线上接收对应于穿越所述分流电阻器的电压的输入信号；在第一转换周期内：斩波接收的输入信号；转换斩波的输入信号和偏移误差的组合以产生第一数字信号；去斩波所述第一数字信号；使用第一信道对去斩波的第一数字信号进行滤波以确定第一输出信号；和使用第二信道对所述第一数字信号进行滤波以确定第二输出信号。该方法还包括：通过分流电阻器施加电流。该方法还包括：在第二转换周期内，在施加电流流过分流电阻器的情况下：斩波接收的输入信号；转换斩波的输入信号、偏移误差和由施加的电流产生的电压的组合以产生第二数字信号；去斩波第二数字信号；使用所述第一信道对去斩波的第二数字信号进行滤波以确定第三输出信号；和使用所述第二信道对所述第二数字信号进行滤波以确定第四输出信号。该方法还包括使用第一、第二、第三和第四输出信号确定分流电阻器的电阻。在一些方面中，本公开涉及用于确定耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的设备。该设备包括：刺激源，被配置为耦合到输入信号线；输入斩波开关网络，被配置为耦合到所述输入信号线和所述刺激源并且被配置为接收和斩波对应于穿越所述分流电阻器的电压的输入信号；测量通道电路，具有输出并被配置为接收斩波的输入信号并在输出处产生数字输出信号；耦合到所述测量通道电路的输出的第一输出通道电路，所述第一输出通道包括：输出斩波开关网络，被配置为耦合到所述测量通道电路的输出并被配置为对所述数字输出信号进行去斩波；和第一数字滤波器，被配置为接收去斩波的数字输出信号；和第二输出通道电路，与所述第一输出通道电路并联并耦合到所述测量通道电路的输出，所述第二输出通道包括被配置为接收数字输出信号的第二数字滤波器，其中在第一转换周期内，所述第一数字滤波器被配置为确定第一输出信号，并且所述第二数字滤波器被配置为确定第二输出信号，其中在第二转换周期内在存在通过分流电阻器施加的刺激的情况下，所述第一数字滤波器被配置为确定第三输出信号，并且所述第二数字滤波器被配置为确定第四输出信号，该设备还包括配置为使用第一、第二、第三和第四输出信号确定分流电阻器的电阻的处理器。在一些方面中，本公开涉及用于确定耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的设备。该设备包括：构件，用于在输入信号线上接收对应于穿越所述分流电阻器的电压的输入信号；在第一转换周期内：构件，用于斩波接收的输入信号；构件，用于转换斩波的输入信号和偏移误差的组合以产生第一数字信号；构件，用于去斩波所述第一数字信号；构件，用于使用第一信道对去斩波的第一数字信号进行滤波以确定第一输出信号；和构件，用于使用第二信道对所述第一数字信号进行滤波以确定第二输出信号；构件，用于通过分流电阻器施加电流；在第二转换周期内，在施加电流流过分流电阻器的情况下：构件，用于斩波接收的输入信号；构件，用于转换斩波的输入信号、偏移误差和由施加的电流产生的电压的组合以产生第二数字信号；构件，用于去斩波第二数字信号；构件，用于使用所述第一信道对去斩波的第二数字信号进行滤波以确定第三输出信号；和构件，用于使用所述第二信道对所述第二数字信号进行滤波以确定第四输出信号；和构件，用于使用第一、第二、第三和第四输出信号确定分流电阻器的电阻。本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。它并不打算提供对本专利技术的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明图1是可以实现本公开的各种技术的智能电池传感器的示例的框图。图2是可以实施本公开的各种技术的测量单元的前端电路部分的示例的框图。图3是可以实现本公开的各种技术的前端电路的一部分的示例的框图。图4是斩波时序图的一个例子。图5是描绘使用本公开的各种技术的示例转换序列和结果输出的概念图。图6是图3的第一斩波阶段期间的前端电路的一部分。图7是图3的示例前端电路在第二斩波阶段期间的一部分。图8是描绘确定耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的示例方法的流程图。图9是使用4-线测量构造在第一斩波阶段期间图3的前端电路的一部分。图10是在使用4-线测量构造的第二斩波阶段期间图9的前端电路的一部分。图11是在使用3-线测量构造的第一斩波阶段期间图3的前端电路的一部分。图12是在使用3-线测量构造的第二斩波阶段期间图3的前端电路的一部分。在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。举例来说，附图通常以举例的方式而非限制性地说明本文件中所讨论的各种实施例。具体实施方式在智能电池感应(IBS)应用中，电池的健康状态(SOH)、充电状态(SOC)和功能状态(SOF)可以通过在各种操作模式下直接测量电池电压并且还测量由电池输送的电流。电流通常是通过将电流分流器与电池端子之一串联并测量其两端的电压来测量。欧姆定律的应用(电流(I)＝电压(V)/电阻(R))可以导出电流。但是，为了使电流测量准确，应准确知道电流分流器的电阻。最初，可以在工厂车间测量分流器，然后可以对分流器进行偏置/增益校准。一旦包含关闭的部件在与电池连接的现场外出现，则没有有效的方法来监视分流器本身的值，因为在现场总是有流过分流器的未知电流(电池电流)。为了测量场中的分流，可以将已知的刺激电流施加到分流器，并且可以测量已知刺激的效果。复杂性在于已经有流过分流器的未知电流可以使得这种分流测量不实用，除非未知电流和所施加的已知刺激电流彼此可区分。如以下详细讨论的，本公开描述了各种电流测量技术以补偿分流电阻中的漂移。例如，本公开描述了用于确定例如耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的技术，该分流电阻器可包括引入与双系统斩波方案的斩波相位同步的已知信号，将已知信号斩出主信号路径，并且在并行的附加信号解除处理路径中明确地提取已知信号。图1是可以实现本公开的各种技术的智能电池传感器的示例的框图。在图1所示的非限制性示例系统中，智能电池传感器10可以用于汽车应用中。在图1中，传感器10可以耦合到车辆电池12。传感器10可以包括控制器11，控制器11可以包括电压调节器14、配置为耦合到总线18和处理器20的总线接口16。处理器20可以控制传感器的测量单元22。在一些示例性实施方式中，例如，闪存控制器可以控制处理器20对EEPROM/闪存的访问。传感器10可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的方法，所述方法包括：接收对应于穿越所述分流电阻器的电压的输入信号；在第一转换周期内在不存在施加至所述分流电阻器的刺激的条件下、以及在第二转换周期内在存在施加至所述分流电阻器的刺激的条件下：使用斩波的输入信号和偏移误差的组合以产生第一数字信号；使用去斩波的第一数字信号确定第一输出信号；和使用所述第一数字信号确定第二输出信号；和使用来自所述第一和第二转换周期的第一和第二输出信号确定所述分流电阻器的电阻。

【技术特征摘要】
2017.03.29 US 15/472,7061.一种确定耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的方法，所述方法包括：接收对应于穿越所述分流电阻器的电压的输入信号；在第一转换周期内在不存在施加至所述分流电阻器的刺激的条件下、以及在第二转换周期内在存在施加至所述分流电阻器的刺激的条件下：使用斩波的输入信号和偏移误差的组合以产生第一数字信号；使用去斩波的第一数字信号确定第一输出信号；和使用所述第一数字信号确定第二输出信号；和使用来自所述第一和第二转换周期的第一和第二输出信号确定所述分流电阻器的电阻。2.权利要求1所述的方法，包括：使用所述第一和第二输出信号确定电池电流。3.权利要求1所述的方法，其中使用去斩波的第一数字信号确定第一输出信号包括：使用第一信道对所述去斩波的第一数字信号进行滤波以确定所述第一输出信号，和其中使用所述第一数字信号确定第二输出信号包括：使用第二信道对所述第一数字信号进行滤波以确定所述第二输出信号。4.权利要求1所述的方法，包括：通过所述分流电阻器施加具有来自电流源的特定值的电流。5.权利要求1所述的方法，包括：使用4线测量系统的第一和第二导线通过分流电阻器施加电流。6.权利要求5所述的方法，其中使用4线测量系统的第一和第二导线通过分流电阻器施加电流包括：在第二转换周期的交替斩波阶段期间，去斩波电流。7.权利要求1所述的方法，包括：使用3线测量系统的第一导线通过分流电阻器施加电流。8.权利要求1所述的方法，其中通过分流电阻器施加的电流是第一电流，该方法还包括：在第一转换周期之前，通过分流电阻器施加第二电流，其中所述第一电流与第二电流不同。9.权利要求1所述的方法，包括：通过分流电阻器施加电流包括：在第二转换周期的第一斩波阶段期间，施加具有第一极性的电流；和在第二转换周期的第二斩波阶段期间，施加具有与第一极性相反的极性的电流。10.一种用于确定耦合到电池端子的分流电阻器的电阻的设备，所述设备包括：测量通道电路，被配置为接收与穿越分流电阻器的电压对应的斩波的输入信号，并且在第一转换周期内在不存在施加至所述分流电阻器的刺激的条件下、以及在第二转换周期内在存在施加至所述分流电阻器的刺激的条件下，使用斩波的输入信号和偏移误差的组合来产生第...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·卡拉南，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM