一种电池电压检测电路及电池管理系统技术方案

本发明专利技术适用于电子电路领域，提供了一种电池电压检测电路及电池管理系统，所述电路包括：多个开关单元，用于在控制信号的控制下导通或关断；第一运放单元，用于在开关单元导通时对对应的奇数节的单体电池电压进行采样，输出第一采样电压；第二运放单元，用于在开关单元导通时对对应的偶数节的单体电池电压进行采样，输出第二采样电压；控制单元，用于在供电后输出控制信号控制开关单元的导通或关断，并对第一采样电压或第二采样电压进行模数转换；电源转换单元，用于为控制单元提供稳定的工作电源。本发明专利技术仅通过两个运算放大器单元奇偶交错，对待测电池采样，结构简单，成本低，减小电池的耗电差异，并增加开关控制，进一步降低待机时的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子电路领域，尤其涉及一种电池电压检测电路及电池管理系统。
技术介绍
在锂电池随着新能源发展而蓬勃发展的今天，电池管理系统要求也越来越高，成本要求越来越严格。在电池管理系统中，由于每个电池模块都是串联使用，怎样精确检测每个模块的电池电压的同时，保证电池管理系统在休眠后功耗最低，以及在工作状态下低功耗差异已经是电子工程师们追求的梦想。目前业界检测电池电压的方法有4种一是采用专用芯片，如凹凸科技的0Z89xx 等芯片，但是价格昂贵；二是采用运放差分采样，这种方式功耗差异太大；三是采用隔离电容采样，结构复杂，并且对器件要求高；四是采用线性光耦隔离采样等技术，但是总体功耗大，并且线性光耦价格贵。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种电池电压检测电路，旨在解决现有电池检测电路结构复杂，待机功耗大，成本高的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种电池电压检测电路，所述电路包括多个开关单元，所述多个开关单元的输入端依序与待测电池组中的多个串联单体电池的正极一一对应连接，所述多个开关单元自待测电池组的负极向正极依次奇、偶排列， 用于在控制信号的控制下导通或关断；第一运放单元，所述第一运放单元的正向输入端与所述奇数节开关单元的输出端连接，所述第一运放单元的反向输入端与所述偶数节开关单元的输出端连接，用于在所述开关单元导通时对对应的所述奇数节的单体电池电压进行采样，输出第一采样电压；第二运放单元，所述第二运放单元的正向输入端与所述偶数节开关单元的输出端连接，所述第二运放单元的反向输入端与所述奇数节开关单元的输出端连接，用于在所述开关单元导通时对对应的所述偶数节的单体电池电压进行采样，输出第二采样电压；控制单元，所述控制单元的多个输入端分别与所述第一运放单元的输出端、所述第二运放单元的输出端连接，所述控制单元的多个输出端分别与各个所述开关单元的控制端连接，用于在供电后输出所述控制信号控制所述开关单元的导通或关断，并对所述第一采样电压或第二采样电压进行模数转换；电源转换单元，所述电源转换单元的输入端与所述待测电池组的正极连接，所述电源转换单元的输出端与所述控制单元的供电端连接，所述电源转换单元的控制端与外部开关控制单元的输出端连接，用于当为所述控制单元提供稳定的工作电源。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种采用上述电池电压检测电路的电池管理系统。在本专利技术实施例中，仅通过两个运算放大器单元奇偶交错对待测电池采样，结构简单，极大地节省了开关数量以及运算放大器单元的数量，节省了制作成本，并且在电源转换单元中增加开关控制，使该电池电压检测电路在休眠或待机状态功耗极低，并且降低多个串联电池之间的功耗差异。附图说明图1为 本专利技术实施例提供的电池电压检测电路的结构图；图2为本专利技术实施例提供的电池电压检测电路的示例电路结构图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例仅通过两个运算放大单元奇偶交错对待测电池采样，结构简单，成本低，并增加开关控制，进一步降低待机时的功耗。图1示出本专利技术实施例提供的电池电压检测电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术相关的部分。作为本专利技术一实施例提供的电池电压检测电路可以应用于各种类型的电池管理系统中，该电池电压检测电路包括多个开关单元11，该多个开关单元11的输入端依序与待测电池组10中的多个串联单体电池的正极一一对应连接，多个开关单元11自待测电池组10的负极向正极依次奇、 偶排列，用于在控制信号的控制下导通或关断；第一运放单元12，该第一运放单元12的正向输入端与奇数节开关单元111的输出端连接，第一运放单元12的反向输入端与偶数节开关单元112的输出端连接，用于在开关单元11导通时对对应的奇数节的单体电池电压进行采样，输出第一采样电压；第二运放单元13，该第二运放单元13的正向输入端与偶数节开关单元112的输出端连接，第二运放单元13的反向输入端与奇数节开关111单元的输出端连接，用于在开关单元11导通时对对应的偶数节的单体电池电压进行采样，输出第二采样电压；控制单元14，该控制单元14的多个输入端分别与第一运放单元12的输出端、第二运放单元13的输出端连接，控制单元14的多个输出端分别与各个开关单元11的控制端连接，用于在供电后输出控制信号控制所述开关单元的导通或关断，并对所述第一采样电压或第二采样电压进行模数转换；电源转换单元15，该电源转换单元15的输入端与待测电池组10的正极连接，电源转换单元15的输出端与控制单元15的供电端连接，电源转换单元15的控制端与外部开关控制单元16的输出端连接，用于当为所述控制单元提供稳定的工作电源。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细说明，在本专利技术实施例中仅以四个串联电池为例。图2示出本专利技术实施例提供的电池电压检测电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术相关的部分。在本专利技术实施例中，开关单元11包括开关管Q11、开关管Q21、电阻R11、电阻R21、电阻R3、电阻R41以及二极管Dll;开关管Qll的输入端为开关单元11的输入端通过电阻Rll与 开关管Qll的控制端连接，开关管Qll的输出端与二极管Dll的阳极连接，二极管Dll的阴极为开关单元11 的输出端，开关管Q21的输入端为开关单元11的控制端通过电阻R41连接电源电压，开关管Q21的输出端与开关管Qll的控制端连接，开关管Q21的控制端通过电阻R3连接电源电压。作为本专利技术一实施例，开关管Qll为PNP型三极管，开关管Qll的输入端为PNP型三极管的发射极，开关管Qll的输出端为PNP型三极管的集电极，开关管Qll的控制端为 PNP型三极管的基极；开关管Q21为N型MOS管，开关管Q21的输入端为N型MOS管的源级，开关管Q21 的输出端为N型MOS管的漏级，开关管Q21的控制端为N型MOS管的栅级。作为本专利技术一优选实施例，开关单元11还包括电阻R51和电容Cll;所述电阻R51的一端为所述开关单元11的输入端，所述电阻R51的另一端同时与所述开关管Qll的输入端和所述电容Cll的一端连接，所述电容Cll的另一端与所述单体电池的负极连接，用于对采样信号进行阻容滤波，以避免采集到瞬时尖峰电压，以影响检测电池电压的准确性。第一运放单元12包括第一运算放大器U1、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电阻R65、稳压管D21 以及电容C21 ；第一运算放大器Ul的正向输入端与电阻R61的一端连接，第一运算放大器Ul的正向输入端同时通过电阻R64接地，电阻R61的另一端为第一运放单元12的正向输入端， 第一运算放大器Ul的反向输入端与电阻R62的一端连接，电阻R62的另一端为第一运放单元12的反向输入端，第一运算放大器Ul的输出端与第一运算放大器Ul的反向输入端连接，第一运算放大器Ul的输出端同时分别与稳压二极管D21的阴极、电容C21的一端连接， 电容C21的另一端与稳压二极管D21的阳极同时接地；第二运放单元13包括第二运算放大器U2、电阻R71、电阻R72、电阻R73、电阻R74、电阻R75、稳压管D22 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池电压检测电路，其特征在于，所述电路包括：多个开关单元，所述多个开关单元的输入端依序与待测电池组中的多个串联单体电池的正极一一对应连接，所述多个开关单元自待测电池组的负极向正极依次奇、偶排列，用于在控制信号的控制下导通或关断；第一运放单元，所述第一运放单元的正向输入端与所述奇数节开关单元的输出端连接，所述第一运放单元的反向输入端与所述偶数节开关单元的输出端连接，用于在所述开关单元导通时对对应的所述奇数节的单体电池电压进行采样，输出第一采样电压；第二运放单元，所述第二运放单元的正向输入端与所述偶数节开关单元的输出端连接，所述第二运放单元的反向输入端与所述奇数节开关单元的输出端连接，用于在所述开关单元导通时对对应的所述偶数节的单体电池电压进行采样，输出第二采样电压；控制单元，所述控制单元的多个输入端分别与所述第一运放单元的输出端、所述第二运放单元的输出端连接，所述控制单元的多个输出端分别与各个所述开关单元的控制端连接，用于在供电后输出所述控制信号控制所述开关单元的导通或关断，并对所述第一采样电压或第二采样电压进行模数转换；电源转换单元，所述电源转换单元的输入端与所述待测电池组的正极连接，所述电源转换单元的输出端与所述控制单元的供电端连接，所述电源转换单元的控制端与外部开关控制单元的输出端连接，用于当为所述控制单元提供稳定的工作电源。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩辉，侯涛，巨祥生，
申请(专利权)人：深圳桑达国际电子器件有限公司，
类型：发明
国别省市：94