專利名稱：精確檢測鋰電池組電壓裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋰電池技術領域，更具體地說涉及鋰電池保護專用集成電路。
背景技術：
由于鋰電池自身的化學特性，如果對其過充電、過放電將會導致鋰電池內部發(fā)生化學副反應，該副反應會嚴重影響電池的性能與使用壽命，甚至將引起爆炸等安全問題，因此所有的鋰電池都需要一個保護電路，用于對電池的充、放電狀態(tài)進行有效監(jiān)測，并在特定條件下關斷充放電回路以防止對電池自身造成損害。由于串聯(lián)電池組的整體性能取決于電池組中性能最差的單體電池，只有實時檢測串聯(lián)電池組中單體電池的電壓狀態(tài)，才能做到對單體電池進行有效的保護，并延長其使用壽命，因此精確檢測各節(jié)電池的電壓十分重要。 檢測電路在精確檢測各節(jié)電池電壓的同時，要避免造成因從單體電池抽取電流引起的電池不均衡問題。目前串聯(lián)鋰電池組電壓檢測方法主要有兩種電阻采樣法、差分放大器檢測法。I、電阻采樣法，見圖I所示，電阻采樣法工作原理是各節(jié)電池電壓通過各自的分壓電阻分壓，將實際電池電壓衰減到電池保護IC能夠接受的電壓范圍，將得到的采樣值與保護IC內部為每節(jié)電池產生的基準電壓作比較，根據比較的結果來決定充放電回路的打開或關斷。BATl BATn代表各節(jié)電池；各節(jié)電池電壓為Vbati VBATn ；R1 Rn為分壓電阻； Vrefl Vrefn為電池保護IC為各節(jié)電池產生的基準電壓；V1 Vn為各節(jié)電池的檢測電壓；IB1 IBn為流過各節(jié)電池分壓電阻串的電流；C0MP1 COMPn為各節(jié)電池的比較器； IAl IAn-I分別為相鄰兩節(jié)電池間的漏電流。在理想情況下，Vn= ^~=KVBATn ，其中K為比例系數(shù)。
Rn + Rn~l
r π …VDDIBn =-
Rl^R2 + R3+L Rn^En-IVDD = VBAT1+VBAT2+L VBATn = IBn [ (R1+R2) + (R3+R4)+L (Rn+Rn_l)]。假設各節(jié)電池間的分壓電阻完全匹配相等，那么流過每節(jié)電池的分壓電阻串的電流相等，也即IBl = IB2 = L IBn0由以上分析得LA1 = IA2 = L IAn = O。在實際情況下，以BATl 為例，Vbati = IB1*R1, IBl = LAl+IBn。各節(jié)電池間的分壓電阻做不到完全匹配相等，阻值可能偏大或偏小，導致流過各節(jié)電池分壓電阻串的電流就會不相等。在VDD、Vbati, IBn 一定的條件下，IBl會隨著Rl的變化而變化，最終導致BATl與BAT2間存在有漏電流IAl，具體值取決于Rl與其他電阻的失配程度。其他任何相鄰的兩節(jié)電池間也同樣存在漏電流的問題。隨著時間的推移，漏電流問題將會引起各節(jié)電池間的不均衡，最終影響電池組的壽命。電阻采樣法，需要為每節(jié)電池產生各自的基準電壓Vrefl Vrefn，在實際中很難保證各節(jié)電池的基準電壓完全一致，基準電壓的不一致最終導致各節(jié)電池的保護點電壓不同，隨著時間的推移，也會造成各節(jié)電池間的不均衡，最終影響電池組的壽命。
2、差分放大器檢測法，見圖2所示，差分放大器檢測法原理是采用差分放大器對每節(jié)電池兩端電壓差進行放大，得到檢測電壓Vn后，再與各節(jié)電池的基準電壓進行比較， 最后輸出V0。開關矩陣中每節(jié)電池對應兩個開關，一個正極開關SP，一個負極開關SN ;開關矩陣的作用是選通采樣電池進入檢測電路。采樣電壓值Vn由以下公式得到

權利要求
1.精確檢測鋰電池組電壓裝置，包括串聯(lián)鋰電池組(BAT1、BAT2、BATn-I......BATn)，其特征在于電壓電流轉換器從串聯(lián)鋰電池組(BAT1、BAT2、BATn-I......BATn)相鄰兩節(jié)電池間抽取鋰電池組各節(jié)電池的檢測電流，該檢測電流再經相對應的分壓電阻產生各節(jié)電池的檢測電壓，各節(jié)電池共用同一個基準電壓，各節(jié)電池的檢測電壓經同一比較器(COMP)輸出。
2.根據權利要求I所述的精確檢測鋰電池組電壓裝置，其特征在于電流補償電路產生與各節(jié)電池輸出電流等值的電流并補償給各節(jié)電池。
全文摘要
精確檢測鋰電池組電壓裝置，包括串聯(lián)鋰電池組，電壓電流轉換器從串聯(lián)鋰電池組相鄰兩節(jié)電池間抽取鋰電池組各節(jié)電池的檢測電流，該檢測電流再經相對應的分壓電阻產生各節(jié)電池的檢測電壓，各節(jié)電池共用同一個基準電壓，各節(jié)電池的檢測電壓經同一比較器輸出。它采用了電流補償?shù)姆椒?，杜絕了因節(jié)間漏電流的存在引起的電池不均衡問題。采用高精度線與比較器，規(guī)避了采用多個基準電壓引起的檢測精度不高的問題。
文檔編號G01R19/00GK102590592SQ20121005682
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權日2012年3月5日
發(fā)明者劉俊杰, 田劍彪, 胡俊材, 鄧春興 申請人:紹興光大芯業(yè)微電子有限公司