模拟前端采样通道扩展电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种模拟前端采样通道扩展电路，包括多个运算放大器，所述运算放大器的两输入端分别连接在电池组负端各扩展电池的两端进行电压采样或者连接在电池组最负端上采样电阻的两端进行电流采样，所述运算放大器的输出端与模拟前端的温度采集口连接。本实用新型专利技术成本低、扩展方便。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种模拟前端采样通道扩展电路。
技术介绍
由于电池、超级电容等蓄电装置(为了说明方便，以下都用电池、电池组代替)的特性，当电池电压超过或低于允许范围时或者温度不在电池的工作范围内或者充放电电流不在电池工作范围内都会导致电池单元以及整个电池组的寿命降低或直接损坏。所以，电池组使用时，保证每个电池单元的电压，温度，充放电电流在合理范围内至关重要。即使每个电池单元一致性很高，由于每节电池单元的参数在出厂时的细微差别，以及使用过程中不同的接触电阻、不同的环境温度等，都可能会导致单节电池衰减速率的不同。当它们串联在一起组成电池组使用时，就有可能在充电时有部分电池提前充满电，而放电时部分电池提前放完电的情况出现。而电池组的充放电都是整组同时进行的，即每个串联单体都流过相同的充放电电流，因此，为了防止单体电池因过充、过放而损坏，电池组必须要有电池管理系统来实时监控电池组的电压、电流和温度状态。现有技术通常为采用专用的模拟前端芯片采集电池电压和电池温度，再通过额外的AD芯片来采集充放电电流，如图1所示。模拟前端芯片的采样通道往往是固定的，当需要采集的电压点和温度点超过当前的采样通道数量时，只能更换模拟前端芯片或者增加一块模拟前端芯片。然而模拟前端芯片往往价格昂贵，这会大大增加项目的成本。电流采样需要采用额外的AD芯片来实现，增加了产品的成本。
技术实现思路
本技术提供了一种成本低、扩展方便的模拟前端采样通道扩展电路。本技术采用的技术方案是:—种模拟前端采样通道扩展电路，其特征在于:包括多个运算放大器，所述运算放大器的两输入端分别连接在电池组负端各扩展电池的两端进行电压采样或者连接在电池组最负端上采样电阻的两端进行电流采样，所述运算放大器的输出端与模拟前端的温度采集口连接。本技术的运算放大器将电池组负端各扩展电池的电压转换为正值，使其符合模拟前端的输入范围，再将运算放大器的输出接到模拟前端的温度采集口，实现电压采样通道的扩展，无需更换模拟前端芯片或增加模拟前端芯片，降低了成本，而且可以根据扩展电池的多少来增加运算放大器，扩展非常方便。或者，采用运算放大器对电池组最负端上采样电阻进行电流采样，无需另外配设AD芯片进行电流采样，降低了成本。进一步，所述模拟前端的温度采集口上连接有多路开关，所述多路开关的各个开关分别与一路运算放大器的输出端连接。如果预留的温度采集口较少，无法满足实际需求，考虑极端情况，没有温度采集口空余，可以再加入多路开关，用模拟前端的最低的电压采集口通过分时的方式实现多路电池电压采样。由于在电池组的正常使用过程中，电池电压和温度的变化速度相对AD采样速度而言，都是很慢的，并不会产生突变，所以，采用分时采样方案对于电池电压和温度的实时检测并无影响，可以根据实际需求确定电压、温度采样间隔。但电流采样对实时性要求更高，一般该通道不采用分时采样。进一步，所述运算放大器的正输入端与扩展电池的正极端连接，其负输入端与扩展电池的负极端连接。或者，所述运算放大器的正输入端与模拟前端的接地端连接，其正输入端与负输入端与采样电阻两端连接的采样线上均串有电阻。当需要对电池组进行电流采样时，在电池组的最负端接入采样电阻，并将采样电阻的两端接到运算放大器两端，在运算放大器的输入端串入匹配电阻，通过改变具体参数，调整运算放大器的输出至模拟前端的输入范围，实现电池组电流采样。本技术的有益效果:1、采用N个采样通道的模拟前端实现N+1路及更多路的数据采样，降低成本；2、在不增加额外的电流检测芯片的前提下，实现电流采样。3、电路原理简单，扩展方便。【附图说明】图1是电池组电压、电流、温度采样的现有技术结构示意图。图2是本技术电压采样扩展一种结构示意图。图3是本技术电压采样扩展另一种结构示意图。图4是本技术电流采样的结构示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例来对本技术进行进一步说明，但并不将本技术局限于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。实施例一参照图2，一种模拟前端采样通道扩展电路，包括多个运算放大器1，所述运算放大器1的两输入端分别连接在电池组负端各扩展电池2的两端进行电压采样，所述运算放大器1的输出端与模拟前端3的温度采集口连接。所述运算放大器1的正输入端与扩展电池2的正极端连接，其负输入端与扩展电池2的负极端连接。本技术中模拟前端3芯片的地为SGND，将扩展的电压采样点定义为BATN1、BATN2...，其电位低于SGND，也就是说，对模拟前端3芯片而言，此电压为负值，该值不在模拟前端3的采样范围以内。因此通过运算放大器1将电池组负端各扩展电池2的电压转换为正值，并使其符合模拟前端3的输入范围。然后将运算放大器1的输出接到模拟前端3的温度采集口，实现电压采样通道的扩展，无需更换模拟前端3芯片或增加模拟前端3芯片，降低了成本，而且可以根据扩展电池的多少来增加运算放大器，扩展非常方便。本技术通过外围电路的扩展，能够将N个采样通道的模拟前端3用于N+1及更多路的采样，具体采样通道扩展的上限取决去实际要求的采样间隔。可以在不更换不增加模拟前端3的前提下最大限度地扩展采样通道数量，满足实际应用地需要。实施例二参照图3，本实施例与实施例一的不同之处在于所述模拟前端3的温度采集口上连接有多路开关4，所述多路开关4的各个开关分别与一路运算放大器1的输出端连接。如果预留的温度采集口较少，无法满足实际需求，考虑极端情况，没有温度采集口空余，可以再加入多路开关4，用模拟前端3的最低的电压采集口通过分时的方式实现多路电池电压采样。由于在电池组的正常使用过程中，电池电压和温度的变化速度相对AD采样速度而言，都是很慢的，并不会产生突变，所以，采用分时采样方案对于电池电压和温度的实时检测并无影响，可以根据实际需求确定电压、温度采样间隔。实施例三参照图4，所述运算放大器1的两输入端分别连接在电池组最负端上采样电阻5的两端进行电流采样，采用运算放大器1对电池组最负端上采样电阻5进行电流采样，无需另外配设AD芯片进行电流采样，降低了成本。所述运算放大器1的正输入端与模拟前端3的接地端连接，其正输入端与负输入端与采样电阻5两端连接的采样线上均串有电阻。当需要对电池组进行电流采样时，在电池组的最负端接入采样电阻5，并将采样电阻5的两端接到运算放大器1两端，在运算放大器1的输入端串入匹配电阻，通过改变具体参数，调整运算放大器1的输出至模拟前端3的输入范围，实现电池组电流采样。但电流采样对实时性要求更高，一般该通道不采用分时采样。【主权项】1.一种模拟前端采样通道扩展电路，其特征在于:包括多个运算放大器，所述运算放大器的两输入端分别连接在电池组负端各扩展电池的两端进行电压采样或者连接在电池组最负端上采样电阻的两端进行电流采样，所述运算放大器的输出端与模拟前端的温度采集口连接。2.如权利要求1所述的一种模拟前端采样通道扩展电路，其特征在于:所述模拟前端的温度采集口上连接有多路开关，所述多路开关的各个开关分别与一路运算放大器的输出端连接。3.如权利要求1或2所述的一种模拟前端采样通道扩展电路，其特征在于:所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟前端采样通道扩展电路，其特征在于：包括多个运算放大器，所述运算放大器的两输入端分别连接在电池组负端各扩展电池的两端进行电压采样或者连接在电池组最负端上采样电阻的两端进行电流采样，所述运算放大器的输出端与模拟前端的温度采集口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张云程，奚淡基，周逊伟，
申请(专利权)人：杭州协能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33