專利名稱：多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測電路的制作方法
多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測電路 本發(fā)明涉及一種多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測電路。 在市場上現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)中，多節(jié)串聯(lián)尤其是超過4節(jié)以上的串聯(lián)電池組中 對每節(jié)電芯的電壓檢測，是個技術(shù)難題，市場上的專用電壓檢測芯片成本很高，精度較低只 能做到20mV，檢測的串聯(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到多達(dá)數(shù)十至上百節(jié)串聯(lián)電 池組中每個電芯的電壓，檢測精度高，成本較低，功耗低的電壓檢測電路。
為實現(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
測電路，包括有運算放大器N1，第一、第二電阻R1、R2，絕緣柵場效應(yīng)管Q1以及電壓表，所述
運算放大器N1的同相輸入端作為低電位檢測輸入端，所述運算放大器N1的反相輸入端與
絕緣柵場效應(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
位檢測輸入端，所述運算放大器N1的輸出端與絕緣柵場效應(yīng)管Q1的柵極連接，絕緣柵場效
應(yīng)管Q1的漏極通過第二電阻R2接地，所述電壓表的輸入端接在絕緣柵場效應(yīng)管Q1的漏極
和第二電阻R2的接點上。 所述第二電阻與第一電阻的阻值相等。 所述運算放大器為CMOS類運算放大器。 所述場效應(yīng)管為絕緣柵P溝道場效應(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，因此對電池組的串聯(lián)節(jié)數(shù)理論上不受限制，只要絕緣柵場效應(yīng)管Q1的耐壓夠， 就可以變換，可以檢測到總串聯(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個場效應(yīng)管加1個運算放大器和2個電阻就可以實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本 較低。3、第一、第二電阻R1和R2采用阻值較高的電阻，使檢測電路的功耗做到很低，在選 用CMOS類的運算放大器時，耗電流可以做到幾十uA。下面結(jié)合附圖與本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述

圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。 參見圖l，本發(fā)明為多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測電路，包括有運算放大器Nl，第一、第二電阻R1、R2，絕緣柵場效應(yīng)管Q1以及電壓表V1，所述運算放大器N1的同相輸入端作為 低電位檢測輸入端，所述運算放大器N1的反相輸入端與絕緣柵場效應(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輸入端，所述運算放大器N1 的輸出端與絕緣柵場效應(yīng)管Q1的柵極連接，絕緣柵場效應(yīng)管Q1的漏極通過第二電阻R2接 地，所述電壓表V1的輸入端接在絕緣柵場效應(yīng)管Ql的漏極和第二電阻R2的接點上。
所述第一電阻R1、第二電阻R2采用阻值較高的精密電阻，所述運算放大器N1為 CMOS類運算放大器。所述場效應(yīng)管Q1為絕緣柵P溝道場效應(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。
檢測電池組中每節(jié)電池的電壓時，將所檢測的電池定義為高位電池，將與該高位 電池負(fù)極相連接的一個電池或多個串聯(lián)的電池定義為低位電池，將運算放大器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作為高電位檢測輸入端的一端與高位電池正極連接。由于絕緣柵場效應(yīng)管Ql的柵極G 沒有電流，運算放大器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、絕緣柵場效應(yīng)管Q1、第二電阻R2構(gòu)成的回路流過，流過第一電阻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，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，即0 < K < 1時，通過上述分析可以知道，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，即K > 1時，通過上 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，因此對電池組 的串聯(lián)節(jié)數(shù)理論上不受限制，只要絕緣柵場效應(yīng)管Q1的耐壓夠，就可以變換，可以檢測到 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個場效應(yīng)管加1個運算 放大器和2個電阻就可以實現(xiàn)，成本較低。
權(quán)利要求
多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測電路，其特征在于包括有運算放大器(N1)，第一、第二電阻(R1、R2)，絕緣柵場效應(yīng)管(Q1)以及電壓表(V1)，所述運算放大器(N1)的同相輸入端作為低電位檢測輸入端連接在高位電池和低位電池接點之間，低位電池的負(fù)極接地，所述運算放大器(N1)的反相輸入端與絕緣柵場效應(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輸入端與高位電池的正極連接，所述運算放大器(N1)的輸出端與絕緣柵場效應(yīng)管(Q1)的柵極連接，絕緣柵場效應(yīng)管(Q1)的漏極通過第二電阻(R2)接地，所述電壓表(V1)的輸入端接在絕緣柵場效應(yīng)管(Q1)的漏極和第二電阻(R2)的接點上。
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)電池的電壓檢測電路，其特征在于所述運算放大器 (Nl)為CMOS類運算放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測電路，其特征在于所述場效應(yīng)管 (Ql)為絕緣柵P溝道場效應(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)明公開了多節(jié)串聯(lián)電池的電壓檢測電路，包括有運算放大器，第一、第二電阻，絕緣柵場效應(yīng)管以及電壓表，所述運算放大器的同相輸入端作為低電位檢測輸入端，所述運算放大器的反相輸入端與絕緣柵場效應(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輸入端，所述運算放大器的輸出端與絕緣柵場效應(yīng)管的柵極連接，絕緣柵場效應(yīng)管的漏極通過第二電阻接地，所述電壓表的輸入端接在絕緣柵場效應(yīng)的漏極和第二電阻的接點上。本發(fā)明可以檢測到多達(dá)數(shù)十至上百節(jié)串聯(lián)電池組中每個電芯的電壓，具有檢測精度高，成本較低，功耗低等優(yōu)點。
文檔編號G01R19/00GK101769954SQ20101011322
公開日2010年7月7日 申請日期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 申請人:中山市嘉科電子有限公司