本发明专利技术公开了一种电压测量系统及方法，用于包括多个电池单元的电池，该电压测量系统包括：开关矩阵，该开关矩阵与该电池单元相连，且包括第一组开关和第二组开关；全差分放大器，该全差分放大器与该开关矩阵相连，包括全差分运算放大器和电阻对，且在该开关矩阵中的开关对闭合时，放大相应的电池单元的正负极之间的电压差；模数转换器，该模数转换器与该全差分放大器相连、且包括接收斩波信号的输出多工器，当斩波信号为第一值时，该开关矩阵中的第一开关对闭合，当斩波信号为第二值时，该开关矩阵中的第二开关对闭合。采用本发明专利技术的电压测量系统及方法能够自动消除全差分放大器的失调电压和模数转换器的输入失调电压，从而有效提高电压测量精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池测量系统，尤其是涉及一种用于电池的电压测量系统及方法。
技术介绍
附图说明图1所示为现有技术中的一种电压测量系统100的方框图。电压测量系统100 包括电池110、开关矩阵120、差分放大器130和模数转化器140。电池110包括电池单元 111-118。开关矩阵120包括开关120_iA(i = 1，…，9)，120_iB(i = 1，…，8)。每个电池单元的电压测量过程分为自动消零步骤和测量步骤。例如，当测量电池单元111的电压时， 在自动消零步骤中，开关120_1B和开关120_2A闭合，差分放大器130的输入电压为零，此时测量得到的电压为差分放大器130的输出失调电压。在测量步骤中，开关120_1B和开关 120_1A闭合，测量到的电压减去差分放大器130的输出失调电压就等于电池单元111的电压。图2所示为现有技术中的一种电压测量系统中的差分放大器200的方框图。差分放大器200具有与图1中的差分放大器130相同的结构和功能。具体地说，电阻231-234和运算放大器235分别具有与图1中的电阻131-134和运算放大器135相同的结构和功能。 运算放大器235的反馈系数^和β 2根据方程式(1)和(2)分别计算得出。权利要求1.一种电压测量系统，用于测量电池中的多个电池单元的电压，其特征在于，所述电压测量系统包括开关矩阵，所述开关矩阵与所述电池单元相连，且包括第一组开关和第二组开关；全差分放大器，所述全差分放大器与所述开关矩阵相连，包括全差分运算放大器，且在所述开关矩阵中的开关对闭合时，放大相应的电池单元的正负极之间电压差；以及模数转换器，所述模数转换器与所述全差分放大器相连、且包括接收斩波信号的输出多工器，当所述斩波信号为第一值时，所述开关矩阵中的第一开关对闭合，当所述斩波信号为第二值时，所述开关矩阵中的第二开关对闭合。2.根据权利要求1所述的电压测量系统，其特征在于，所述第一组开关中的第i(i= 1，…，N, N是电池单元的总数)个开关分别连接在相应的电池单元的负极和所述全差分放大器的第一输入端之间，所述第一组开关中的第(N+1)开关连接在第N个电池单元的正极和所述全差分放大器的所述第一输入端之间，所述第二组开关中的第i_l(i = 1，…，N) 个开关连接在相应的电池单元的负极和所述全差分放大器的第二输入端之间，所述第二开关中的第N个开关连接在第N个电池单元的正极和所述全差分放大器的所述第二输入端之间。3.根据权利要求1所述的电压测量系统，其特征在于，所述模数转换器包括相串联的调制器，反相器，所述输出多工器和数字滤波器。4.根据权利要求1所述的电压测量系统，其特征在于，所述第一开关对包括所述第一组开关中的第i(i = 1，…，N，N是电池单元的总数)个开关和所述第二组开关中的第i(i =1，…，N)个开关。5.根据权利要求1所述的电压测量系统，其特征在于，所述第二开关对包括所述第一组开关中的第(i+1) (i = 1，…，N，N是电池单元的总数)个开关和所述第二组开关中的第 (i-1) (i = 1，…，N)个开关。6.根据权利要求1所述的电压测量系统，其特征在于，当所述斩波信号为所述第一值时，所述全差分放大器的所述第一输出电压根据方程式(1)计算得出，7.根据权利要求6所述的电压测量系统，其特征在于，当所述斩波信号为所述第二值时，所述全差分放大器的所述第二输出电压根据方程式( 计算得出，8.一种电压测量方法，用于测量电池中的多个电池单元的电压，其特征在于所述电压测量方法包括(a)当斩波信号为第一值时，通过开关矩阵中闭合的第一开关对，将相应的电池单元的正极电压和负极电压传送给全差分放大器；(b)放大(a)中的正负极之间的电压差，以得到所述全差分放大器中的第一输出电压；(c)当斩波信号为第二值时，通过所述开关矩阵中闭合的第二开关对，将相应的电池单元的正极电压和负极电压传送给所述全差分放大器；(d)放大(c)中的正负极之间的电压差，以得到所述全差分放大器的第二输出电压；以及(e)计算所述全差分放大器的所述第一输出电压和所述第二输出电压的平均值，以得到所述电池单元的电压。9.根据权利要求8所述的电压测量方法，其特征在于，所述开关矩阵包括第一组开关和第二组开关，所述第一开关对包括所述第一组开关中的第i(i = 1，…，N，N是电池单元的总数)个开关和所述第二组开关中的第i(i = 1，…，N)个开关。10.根据权利要求8所述的电压测量方法，其特征在于，所述开关矩阵包括第一组开关和第二组开关，所述第二开关对包括所述第一组开关中的第(i+1) (i = 1，…，N，N是电池单元的总数)个开关和所述第二组开关中的第(i_l) (i = 1，…，N)个开关。11.根据权利要求8所述的电压测量方法，其特征在于，所述全差分放大器的所述第一输出电压根据方程式(4)计算得出，—厂 _2[ν Ν+{\-βΑ)-ν Ν_{\-β,)}⑷其中，Vtl+和Vch分别表示所述全差分放大器的第一输出端的电压和第二输出端的电压， VIN+和VIN_分别表示所述全差分放大器的第一输入端的电压和第二输入端的电压，β 3和β4 分别表示所述全差分放大器的反馈系数。12.根据权利要求11所述的电压测量方法，其特征在于，所述全差分放大器的所述第二输出电压根据方程式( 计算得出，_2 ⑴所述电池单元的电压根据方程式(6)计算得出，(V1N+-VmMl -(β,+β^)) (6)全文摘要本专利技术公开了一种电压测量系统及方法，用于包括多个电池单元的电池，该电压测量系统包括开关矩阵，该开关矩阵与该电池单元相连，且包括第一组开关和第二组开关；全差分放大器，该全差分放大器与该开关矩阵相连，包括全差分运算放大器和电阻对，且在该开关矩阵中的开关对闭合时，放大相应的电池单元的正负极之间的电压差；模数转换器，该模数转换器与该全差分放大器相连、且包括接收斩波信号的输出多工器，当斩波信号为第一值时，该开关矩阵中的第一开关对闭合，当斩波信号为第二值时，该开关矩阵中的第二开关对闭合。采用本专利技术的电压测量系统及方法能够自动消除全差分放大器的失调电压和模数转换器的输入失调电压，从而有效提高电压测量精度。文档编号G01R19/00GK102288919SQ20111012049公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日专利技术者张兴发 申请人:张兴发本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电压测量系统，用于测量电池中的多个电池单元的电压，其特征在于，所述电压测量系统包括：开关矩阵，所述开关矩阵与所述电池单元相连，且包括第一组开关和第二组开关；全差分放大器，所述全差分放大器与所述开关矩阵相连，包括全差分运算放大器，且在所述开关矩阵中的开关对闭合时，放大相应的电池单元的正负极之间电压差；以及模数转换器，所述模数转换器与所述全差分放大器相连、且包括接收斩波信号的输出多工器，当所述斩波信号为第一值时，所述开关矩阵中的第一开关对闭合，当所述斩波信号为第二值时，所述开关矩阵中的第二开关对闭合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴发，
申请(专利权)人：张兴发，
类型：发明
国别省市：84
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