專利名稱：多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路的制作方法
多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路 本發(fā)明涉及一種多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路。 在市場(chǎng)上現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)中，多節(jié)串聯(lián)尤其是超過(guò)4節(jié)以上的串聯(lián)電池組中 對(duì)每節(jié)電芯的電壓檢測(cè)，是個(gè)技術(shù)難題，市場(chǎng)上的專用電壓檢測(cè)芯片成本很高，精度較低只 能做到20mV，檢測(cè)的串聯(lián)電池節(jié)數(shù)有限制，最大的只到13節(jié)，功耗也較大。 本發(fā)明克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種可以檢測(cè)到多達(dá)數(shù)十至上百節(jié)串聯(lián)電 池組中每個(gè)電芯的電壓，檢測(cè)精度高，成本較低，功耗低的電壓檢測(cè)電路。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案本發(fā)明為多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢
測(cè)電路，包括有運(yùn)算放大器N1，第一、第二電阻R1、R2，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1以及電壓表，所述
運(yùn)算放大器N1的同相輸入端作為低電位檢測(cè)輸入端，所述運(yùn)算放大器N1的反相輸入端與
絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極、第一電阻R1的一端分別連接，第一電阻R1的另一端作為高電
位檢測(cè)輸入端，所述運(yùn)算放大器N1的輸出端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極連接，絕緣柵場(chǎng)效
應(yīng)管Q1的漏極通過(guò)第二電阻R2接地，所述電壓表的輸入端接在絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極
和第二電阻R2的接點(diǎn)上。 所述第二電阻與第一電阻的阻值相等。 所述運(yùn)算放大器為CMOS類運(yùn)算放大器。 所述場(chǎng)效應(yīng)管為絕緣柵P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。 所述第一電阻、第二電阻為精密電阻。 本發(fā)明的有益效果是l、由于發(fā)明的電路的電壓轉(zhuǎn)換不受低位電池Battery—L的 電壓限制，因此對(duì)電池組的串聯(lián)節(jié)數(shù)理論上不受限制，只要絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的耐壓夠， 就可以變換，可以檢測(cè)到總串聯(lián)電壓達(dá)到幾百伏的高位電池電壓，因此使電池串聯(lián)數(shù)量大 大提高，可以直接檢測(cè)幾十節(jié)甚至上百節(jié)的串聯(lián)電池組中每節(jié)電芯電壓。2、本發(fā)明電路的 電壓變換只用1個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管加1個(gè)運(yùn)算放大器和2個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本 較低。3、第一、第二電阻R1和R2采用阻值較高的電阻，使檢測(cè)電路的功耗做到很低，在選 用CMOS類的運(yùn)算放大器時(shí)，耗電流可以做到幾十uA。下面結(jié)合附圖與本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述

圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。 參見(jiàn)圖l，本發(fā)明為多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路，包括有運(yùn)算放大器Nl，第一、第二電阻R1、R2，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1以及電壓表V1，所述運(yùn)算放大器N1的同相輸入端作為 低電位檢測(cè)輸入端，所述運(yùn)算放大器N1的反相輸入端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極、第一電 阻R1的一端分別連接，第一電阻R1的另一端作為高電位檢測(cè)輸入端，所述運(yùn)算放大器N1 的輸出端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極連接，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極通過(guò)第二電阻R2接 地，所述電壓表V1的輸入端接在絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極和第二電阻R2的接點(diǎn)上。
所述第一電阻R1、第二電阻R2采用阻值較高的精密電阻，所述運(yùn)算放大器N1為 CMOS類運(yùn)算放大器。所述場(chǎng)效應(yīng)管Q1為絕緣柵P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。所述第二電阻R2與第一 電阻R1的阻值相等，所述第二電阻R2的阻值也可以與第一電阻R1的阻值成比例設(shè)置。
檢測(cè)電池組中每節(jié)電池的電壓時(shí)，將所檢測(cè)的電池定義為高位電池，將與該高位 電池負(fù)極相連接的一個(gè)電池或多個(gè)串聯(lián)的電池定義為低位電池，將運(yùn)算放大器N1的同相 輸入端連接在高位電池的負(fù)極和低位電池的正極上，將低位電池的負(fù)極接地，將第一電阻 Rl作為高電位檢測(cè)輸入端的一端與高位電池正極連接。由于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極G 沒(méi)有電流，運(yùn)算放大器N1的輸入端為高阻抗?fàn)顟B(tài)，電流也幾乎為零，因此電流只能從第一 電阻R1、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二電阻R2構(gòu)成的回路流過(guò)，流過(guò)第一電阻R1和第二電阻R2 的電流相同。 第一電阻R1和第二電阻R2之間的阻值關(guān)系一般為R2 = KR1， K為自然數(shù)或大于 零的分?jǐn)?shù)，因此，當(dāng)?shù)谝浑娮鑂1和第二電阻R2阻值相同，即K = 1時(shí)，電流在第一電阻R1和 第二電阻R2上所產(chǎn)生的壓降就完全相同，由于運(yùn)算放大器的同相輸入端和反相輸入端電 位相同，因此加在第一電阻Rl電阻上的壓降就等于高位電池Batteryjl的電壓，因此在第 二電阻R2電阻上的壓降也就等同于高位電池Battery_H的電壓，從而使高位電池Battery_ H的電壓就轉(zhuǎn)換了第二電阻R2電阻上的壓降。而電壓表所測(cè)的是第二電阻R2上的壓降， 所以電壓表的讀數(shù)就是高位電池BatteryJl的電壓。當(dāng)?shù)谝浑娮鑂1的阻值大于第二電阻 的阻值時(shí)，即0 < K < 1時(shí)，通過(guò)上述分析可以知道，電壓表VI的讀數(shù)的1/K倍就是高位電 池BatteryJl的電壓。當(dāng)?shù)谝浑娮鑂1的阻值小于第二電阻的阻值時(shí)，即K > 1時(shí)，通過(guò)上 述分析可以知道，電壓表VI的讀數(shù)的1/K倍就是高位電池Battery_H的電壓。
由于發(fā)明的電路的電壓轉(zhuǎn)換不受低位電池Battery—L的電壓限制，因此對(duì)電池組 的串聯(lián)節(jié)數(shù)理論上不受限制，只要絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Q1的耐壓夠，就可以變換，可以檢測(cè)到 總串聯(lián)電壓達(dá)到幾百伏的高位電池電壓。該電路的電壓變換只用1個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管加1個(gè)運(yùn)算 放大器和2個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)，成本較低。
權(quán)利要求
多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路，其特征在于包括有運(yùn)算放大器(N1)，第一、第二電阻(R1、R2)，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(Q1)以及電壓表(V1)，所述運(yùn)算放大器(N1)的同相輸入端作為低電位檢測(cè)輸入端連接在高位電池和低位電池接點(diǎn)之間，低位電池的負(fù)極接地，所述運(yùn)算放大器(N1)的反相輸入端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(Q1)的源極、第一電阻(R1)的一端分別連接，第一電阻(R1)的另一端作為高電位檢測(cè)輸入端與高位電池的正極連接，所述運(yùn)算放大器(N1)的輸出端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(Q1)的柵極連接，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(Q1)的漏極通過(guò)第二電阻(R2)接地，所述電壓表(V1)的輸入端接在絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(Q1)的漏極和第二電阻(R2)的接點(diǎn)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路，其特征在于所述第二電阻 (R2)與第一電阻(Rl)的阻值相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路，其特征在于所述運(yùn)算放大器 (Nl)為CMOS類運(yùn)算放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路，其特征在于所述場(chǎng)效應(yīng)管 (Ql)為絕緣柵P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路，其特征在于所述第一電 阻(Rl)、第二電阻(R2)為精密電阻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測(cè)電路，包括有運(yùn)算放大器，第一、第二電阻，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管以及電壓表，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端作為低電位檢測(cè)輸入端，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的源極、第一電阻的一端分別連接，第一電阻的另一端作為高電位檢測(cè)輸入端，所述運(yùn)算放大器的輸出端與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的漏極通過(guò)第二電阻接地，所述電壓表的輸入端接在絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)的漏極和第二電阻的接點(diǎn)上。本發(fā)明可以檢測(cè)到多達(dá)數(shù)十至上百節(jié)串聯(lián)電池組中每個(gè)電芯的電壓，具有檢測(cè)精度高，成本較低，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK101769954SQ20101011322
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者俞峰, 趙勝娟 申請(qǐng)人:中山市嘉科電子有限公司