一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路，包括若干个串联的锂电池，其中第一个锂电池的负极接地，除第一个锂电池外的其他每个所述的锂电池分别接有电压检测模块，所述的电压检测模块的输入端与检测控制模块的I/O口电性连接，所述的电压检测模块的输出端与误差补偿模块的电性连接，所述的误差补偿模块的输出端与检测控制模块的A/D口电性连接。本实用新型专利技术能够克服电池串联后的高压，将串联电池的单体电压转换成对地的低压电信号，同时利用误差补偿模块对电压信号进行误差补偿，因此检测控制模块的A/D口电性可以很方便地采样并获得高精度的测量结果。本实用新型专利技术检测精度高，同时兼顾成本，具有很高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路
本技术涉及一种检测电路领域，更具体地说，涉及一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路。
技术介绍
现阶段锂电池技术成熟，具有能量密度大、输出功率高、工作温度范围宽、快速充放电及使用寿命长等优点，被广泛应用于笔记本电脑、手机、电动工具、电动汽车等领域。不同用电设备工作电压各不相同，锂电池往往需要通过串联得到适合设备的工作电压；锂电池在充电和放电过程中电池电压持续发生变化，当锂电池单体电压超出其正常电压区间继续工作时，会引发锂电池的不可逆损坏，甚至发生危险，因此需要对每一个锂电池单体电压进行实时检测，保证锂电池的正常使用，避免危险的发生，同时也有利于延长锂电池使用寿命。
技术实现思路
本技术为了上述技术问题，现提供一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路。本技术的一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路，包括若干个串联的锂电池，其中第一个锂电池的负极接地，除第一个锂电池外的其他每个所述的锂电池分别接有电压检测模块，所述的电压检测模块的输入端与检测控制模块的I/O口电性连接，所述的电压检测模块的输出端与误差补偿模块电性连接，所述的误差补偿模块的输出端与检测控制模块的A/D口电性连接。所述的第一个锂电池因为与地连接，不采用本技术的检测方法，但是该锂电池可以使用最简单的电阻分压的方式进行检测。本技术能够克服电池串联后的高压直接将电池的单体电压转换成对地电压信号，并利用误差补偿模块对转换过程进行温度和电压补偿，从而获得高精度的检测输出。作为优选，所述的电压检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1和MOS管Q2，所述的电阻R1的一端与锂电池的正极电性连接，所述的电阻R1的另一端与三极管Q1的发射极电性连接，所述的三极管Q1的基极与锂电池的负极电性连接，所述的三极管Q1的集电极与MOS管Q2的3引脚电性连接，所述的MOS管Q2的2引脚分别与电阻R2的一端和误差补偿模块电性连接，所述的电阻R2的另一端接地，所述的MOS管Q2的1引脚分别与电阻R3的一端和检测控制模块的I/O口电性连接，所述的电阻R3的另一端接地。作为优选，所述的误差补偿模块包括运放芯片U1、三极管Q3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述的运放芯片U1的1引脚和MOS管Q2的2引脚电性连接，所述的运放芯片U1的2引脚接地，所述的运放芯片U1的5引脚接VCC，所述的运放芯片U1的3引脚分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端电性连接，所述的电阻R4的另一端接地，所述的电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端和三极管Q3的集电极电性连接，所述的电阻R6的另一端与三极管Q3的基极电性连接，所述的三极管Q3的发射极与运放芯片U1的4引脚电性连接，所述的运放芯片U1的4引脚与检测控制模块的A/D口电性连接。作为优选，所述的检测控制模块包括控制芯片U2、晶振J1、开关SW1、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7和电容C8，所述的控制芯片U2的8引脚、23引脚和47引脚分别接地，所述的控制芯片U2的7引脚、开关SW1的一端和电阻R7的一端分别与电容C1的一端电性连接，所述的开关SW1的另一端和电阻R7的另一端电性连接并接VCC，所述的电容C1的另一端接地，所述的控制芯片U2的9引脚与电容C4的一端电性连接并接VCC，所述的电容C4的另一端接地，所述的控制芯片U2的44引脚与电阻R8的一端电性连接，所述的电阻R8的另一端接地，所述的控制芯片U2的5引脚和晶振J1的2引脚分别与电容C2的一端电性连接，所述的控制芯片U2的6引脚和晶振J1的1引脚分别与电容C3的一端电性连接，所述的电容C2的另一端和电容C3的另一端分别接地，所述的控制芯片U2的1引脚分别与电容C5的一端和电容C6的一端电性连接，所述的电容C5的另一端和电容C6的另一端分别接地，所述的控制芯片U2的24引脚和48引脚电性连接，所述的控制芯片U2的24引脚分别与电容C7的一端和电容C8的一端电性连接，所述的电容C7的另一端和电容C8的另一端分别接地，所述的控制芯片U2的14引脚与运放芯片U1的4引脚电性连接，所述的控制芯片U2的13引脚与MOS管Q2的1引脚电性连接。作为优选，本技术中的电阻R1为100KΩ，电阻R2为49.9KΩ，电阻R3为47KΩ，电阻R4为49.9KΩ，电阻R5为49.9KΩ，电阻R6为100KΩ，电阻R7为4.7KΩ，电阻R8为10KΩ，其中，电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5和电阻R6均选用高精密低温度系数电阻，电阻R3、电阻R7和电阻R8均为通用电阻。三极管Q1和三极管Q3选用性能参数相同的PNP型三极管，可选型号为mmbta56。MOS管Q2为N沟道MOS管，可选型号为2n7002。运放芯片U1为通用的运放芯片，可选用的型号为ok321y。控制芯片U2为32位的单片机芯片，可选用的型号为HC32L130J8TA。晶振可选用32MHZ。电容C1、电容C4、电容C5和电容C7均为普通电容，其电容容值均为0.1UF。电容C2和电容C3均为普通电容，其电容均为12PF。电容C6和电容C8均为普通电容，其电容容值均为4.7UF。本技术工作过程中涉及的主要参数如下：三极管Q1发射极电流Ie1，三极管Q1集电极电流Ic1，三极管Q1基极电流Ib1，三极管Q1直流放大倍数β1,三极管Q1导通电压Veb1；三极管Q3发射极电流Ie3，三极管Q3集电极电流Ic3，三极管Q3基极电流Ib3，三极管Q3直流放大倍数β3,三极管Q3导通电压Veb3；运放U1正向输入端电压V1；运放U1反向输入端电压V2；流过电阻R4和电阻R5的电流Ir。根据运放U1输入端虚断原理，电压V1=Ic1*R2,电压V2=Ir*R4；根据运放U1输入端虚短原理，V1=Ic1*R2=V2=Ir*R4；因为电阻R2和电阻R4阻值相等，可以确定电流Ic1和电流Ir相等，即Ic1=Ir。三极管Q1发射极电流Ie1=(β1+1)*Ib1，因为三极管Q1直流放大倍数β1远远大于1，所以Ie1≈Ic1。根据基尔霍夫定律，Ie3=Ib3+Ic3=Ir，由推论Ie1≈Ic1和Ic1=Ir，所以Ie1≈Ie3。三极管Q1和三极管Q3性能参数相同，在相同工作环境和趋于一致的发射极电流条件下，三极管Q1和三极管Q3的直流放大倍数相同，即β1=β3，并且β1和β3的值远远大于1，因此β1/(β3+1)≈1。根据基尔霍夫定律，电流Ir=Ib3+Ic3=Ib3+β3*Ib3=(β3+1)*Ib3；根据推论电流Ic1=Ir，即Ic1=β1*Ib1=Ir=(β3+1)*Ib3，配合推论β1/(β3+1)≈1，可以确定Ib1≈Ib3；三极管Q1和三极管Q3性能参数相同，在相同的工作环境和趋于一致的基极电流条件下，可以确定三极管Q1和三极管Q3的导通电压趋于一致，即Veb1≈Veb3。Vout=Ir*R4+Ir*R5+Ib3*R6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路，包括若干个串联的锂电池（1），其中第一个锂电池的负极接地，其特征是，除第一个锂电池外的其他每个所述的锂电池（1）分别接有电压检测模块（2），所述的电压检测模块（2）的输入端与检测控制模块（3）的I/O口电性连接，所述的电压检测模块（2）的输出端与误差补偿模块（4）的电性连接，所述的误差补偿模块（4）的输出端与检测控制模块（3）的A/D口电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路，包括若干个串联的锂电池（1），其中第一个锂电池的负极接地，其特征是，除第一个锂电池外的其他每个所述的锂电池（1）分别接有电压检测模块（2），所述的电压检测模块（2）的输入端与检测控制模块（3）的I/O口电性连接，所述的电压检测模块（2）的输出端与误差补偿模块（4）的电性连接，所述的误差补偿模块（4）的输出端与检测控制模块（3）的A/D口电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路，其特征是，所述的电压检测模块（2）包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1和MOS管Q2，所述的电阻R1的一端与锂电池（1）的正极电性连接，所述的电阻R1的另一端与三极管Q1的发射极电性连接，所述的三极管Q1的基极与锂电池（1）的负极电性连接，所述的三极管Q1的集电极与MOS管Q2的3引脚电性连接，所述的MOS管Q2的2引脚分别与电阻R2的一端和误差补偿模块（4）的电性连接，所述的电阻R2的另一端接地，所述的MOS管Q2的1引脚分别与电阻R3的一端和检测控制模块（3）的I/O口电性连接，所述的电阻R3的另一端接地。


3.根据权利要求2所述的一种电流源型带误差补偿功能的多串电池电压检测电路，其特征是，所述的误差补偿模块（4）包括运放芯片U1、三极管Q3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述的运放芯片U1的1引脚与MOS管Q2的2引脚电性连接，所述的运放芯片U1的2引脚接地，所述的运放芯片U1的5引脚接VCC，所述的运放芯片U1的3引脚分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端电性连接，所述的电阻R4的另一端接地，所述的电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端和三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，
申请(专利权)人：李建林，
类型：新型
国别省市：浙江;33