本发明专利技术公开了一种电平转换器的校准方法与电池管理系统，其中，所述电平转换器的校准方法的步骤包括：配置电平转换器的共模输入电压和差模输入电压，获取电平转换器的共模输出电压和差模输出电压；基于电平转换器的共模输入电压、差模输入电压、共模输出电压和差模输出电压计算电平转换器的校准系数，并且将校准系数保存到存储器中；基于存储器中的校准系数校准电平转换器的实际差模输出电压。本发明专利技术通过在出厂前测量出电平转换器的校准系数，并基于校准系数校准电平转换器的实际差模输出电压，从而可以降低电平转换器的转换误差，提升电平转换器的采样精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路，具体涉及一种电平转换器的校准方法与电池管理系统。
技术介绍
1、作为新能源汽车与大型储能的核心组件之一，电池管理系统主要负责监测和管理整个电池组的工作状态，保证电池使用安全、延长电池使用寿命并且降低电池使用成本。在实际应用中，电池组通常由数节到数十节电池堆叠而成，虽然电池电压仅为0～5v，但是电池堆叠后其共模电压可从数伏波动到上百伏。通常，高精度模数转换器工作于低压域，为了匹配后续高精度模数转换器电压采样输入范围，需先利用电平转换器将电池电压从高压域转移至低压域。
2、但是在现有技术中，宽共模输入电压将导致高压电阻、高压电容等无源器件和mosfet等有源器件的电压系数直接影响到电平转换器的精度，而其精度又直接决定了整个芯片电池电压采样精度，而整个芯片电池电压采样精度又是后续处理器评估电池状态相关参数的关键，这对模拟采样前端的设计提出了极大的挑战。以高压电阻为例，在实际bcd工艺中，当电压波动范围高达上百伏时，其精度主要受限于电压系数。参照图1，所示为高压三端电阻(电阻两端in、out和背端vx)的等效模型，该高压三端电阻最终输出电阻r为：
3、r＝ro·vcoef1·vcoef2
4、其中，
5、
6、weff＝w-2dw,leff＝l-2dl
7、
8、
9、vcoef2＝1+rvc3·(0.5·v(in,sx)+0.5·v(out,sx))+rvc4·(0.5·v(in,sx)+0.5·v(out,sx))2</p>10、ro为常温25℃下零偏电压下固有电阻值，vcoef1表示因电阻两端电压v(in,out)所引入的电压系数，vcoef2表示因电阻两端分别对背端(sx)的电压v(in,sx)和v(out,sx)所引入的电压系数。实际设计中，输入通道的共模电压波动较大，电阻的电压系数vcoef1、vcoef2，尤其是vcoef2，将会引入共模转差模的误差，影响采样精度。
11、根据上述分析，由于电阻失配、电阻电压系数、运放失调电压等因素，电平转换器将偏离理想输出值，引入误差，假设差分增益g存在1‰失配，如果电池共模输入电压和差分输入电压分别为80v和5v，则输出将因增益失配导致共模转差模引入80mv误差和差模转差模误差5mv，该误差高达数十毫伏，严重影响电池的采样精度。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中电平转换器在宽共模输入范围下因电阻失配、电阻电压系数、运放失调电压等非理想因素引入误差的缺陷，提供一种电平转换器的校准方法与电池管理系统。
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、本专利技术提供一种电平转换器的校准方法，所述校准方法的步骤包括：
4、配置所述电平转换器的共模输入电压和差模输入电压，获取所述电平转换器的共模输出电压和差模输出电压；
5、基于所述电平转换器的共模输入电压、差模输入电压、共模输出电压和差模输出电压计算所述电平转换器的校准系数，并且将所述校准系数保存到存储器中；
6、基于所述存储器中的校准系数校准所述电平转换器的实际差模输出电压。
7、可选地，所述基于所述电平转换器的共模输入电压、差模输入电压、共模输出电压和差模输出电压计算所述电平转换器的校准系数的步骤包括：
8、配置电平转换器第一共模输入电压并得到第一共模输出电压和第一差模输出电压；
9、配置电平转换器第二共模输入电压并得到第二共模输出电压和第二差模输出电压；
10、基于所配置的电平转换器第一共模输入电压和第二共模输入电压、第一共模输出电压、第一差模输出电压、第二共模输出电压和第二差模输出电压，根据实际差模电压输出公式和实际差模失调电压一阶近似计算公式计算电平转换器的实际差模失调电压校准系数c，d；
11、所述实际差模电压输出公式为：
12、vod＝grealvid+osreal；
13、其中，greal和osreal分别代表电平转换器实际差模增益和实际差模失调电压；
14、所述实际差模失调电压一阶近似计算公式为：
15、osreal＝f(g1,g2,vosamp)≈c(vocm-vicm)+d；
16、其中，vocm为共模输出电压，vicm为共模输入电压。
17、可选地，所述基于所述电平转换器的共模输入电压、差模输入电压、共模输出电压和差模输出电压计算所述电平转换器的校准系数的步骤还包括：
18、配置电平转换器为第一共模输入电压和第一差模输入电压并得到第三共模输出电压和第三差模输出电压；
19、配置电平转换器为第二共模输入电压和第二差模输入电压并得到第四共模输出电压和第四差模输出电压；
20、基于所配置的电平转换器第一共模输入电压、第一差模输入电压，第二共模输入电压、第二差模输入电压、第三共模输出电压、第三差模输出电压、第四共模输出电压和第四差模输出电压，根据实际差模电压输出公式、实际差模失调电压一阶近似计算公式和实际差模增益一阶近似计算公式，可计算电平转换器的实际差模增益校准系数a，b；
21、所述实际差模增益一阶近似计算公式为：
22、greal＝f(g1,g2)≈g(1+a(vocm-vicm)+b)。
23、本专利技术还提供一种电池管理系统，所述电池管理系统包括电池组、电平转换器以及数字处理器；
24、所述电池组与所述电平转换器的输入端电连接；
25、所述电平转换器的输出端与所述数字处理器电连接；
26、所述数字处理器用于实现前述的电平转换器的校准方法。
27、可选地，所述电池管理系统还包括模数转换器；
28、所述电平转换器的输出端与所述模数转换器电连接；
29、所述模数转换器的输出端与所述数字处理器电连接。
30、在符合本领域常识的基础上，上述各可选条件可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
31、本专利技术的积极进步效果在于：通过在出厂前测量出电平转换器的校准系数，并基于校准系数校准电平转换器的实际差模输出电压，从而可以降低电平转换器的转换误差，提升电平转换器的采样精度。
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【技术保护点】
1.一种电平转换器的校准方法，其特征在于，所述校准方法的步骤包括：
2.如权利要求1所述的电平转换器的校准方法，其特征在于，所述基于所述电平转换器的共模输入电压、差模输入电压、共模输出电压和差模输出电压计算所述电平转换器的校准系数的步骤包括：
3.如权利要求2所述的电平转换器的校准方法，其特征在于，所述基于所述电平转换器的共模输入电压、差模输入电压、共模输出电压和差模输出电压计算所述电平转换器的校准系数的步骤还包括：
4.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括电池组、电平转换器以及数字处理器；
5.如权利要求4所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括模数转换器；
【技术特征摘要】
1.一种电平转换器的校准方法，其特征在于，所述校准方法的步骤包括：
2.如权利要求1所述的电平转换器的校准方法，其特征在于，所述基于所述电平转换器的共模输入电压、差模输入电压、共模输出电压和差模输出电压计算所述电平转换器的校准系数的步骤包括：
3.如权利要求2所述的电平转换器的校准方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张煜彬，张辉，何旦奔，韩学婧，晏光亮，
申请(专利权)人：上海贝岭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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