CN102636681A - 一种锂电池电压采样电路 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种锂电池电压采样电路，锂电池包括若干节依次连接的电池；所述采样电路包括：电池输入及滤波模块、采样通道切换模块、电平移动模块、通道切换控制模块以及电源模块。所述电池输入及滤波模块，用以对电池电压输入进行滤波，电池输入及滤波模块包括若干RC单元，每个RC单元包括电阻、电容；所述采样通道切换模块用以切换采样电池，即切换到需要采样的对应电池；采样通道切换模块包括电子开关；所述电平移动模块用以抑制采样高端电压的共模电平，电平移动模块包括若干级减法器级联而成；所述通道切换控制模块用以控制电子开关进行通道切换；所述电源模块用以对电路供电和电源控制。本发明可实现高端电压采样以及多节电池的分节采样。

Description

一种锂电池电压采样电路

技术领域

本发明属于锂电池管理系统技术领域，涉及一种电压采样电路，尤其涉及一种锂电池电压采样电路。

背景技术

锂电池(Lithium battery)是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。

现有的锂电池电压采样电路无法解决高端电压采样以及分节采样等技术难题。有鉴于此，如今迫切需要提供一种新的采样电路，以实现高端电压采样以及分节采样。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种锂电池电压采样电路，可实现高端电压采样以及多节电池的分节采样。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种锂电池电压采样电路，锂电池包括若干节依次连接的电池；所述采样电路包括：电池输入及滤波模块、采样通道切换模块、电平移动模块、通道切换控制模块以及电源模块；

所述采样通道切换模块分别连接电池输入及滤波模块、电平移动模块、通道切换控制模块、电源模块；电平移动模块连接电源模块；

所述电池输入及滤波模块，用以对电池电压输入进行滤波，电池输入及滤波模块包括若干RC单元，每个RC单元包括电阻、电容；

所述采样通道切换模块用以切换采样电池，即切换到需要采样的对应电池；采样通道切换模块包括电子开关；

所述电平移动模块用以抑制采样高端电压的共模电平，电平移动模块包括若干级减法器级联而成；

所述通道切换控制模块用以控制电子开关进行通道切换；

所述电源模块用以对电路供电和电源控制。

作为本发明的一种优选方案，所述电池输入及滤波模块包括若干处理单元、若干电容、若干电阻；所述处理单元分别通过电容、电阻连接各节电池的负极。

作为本发明的一种优选方案，所述电池输入及滤波模块包括电阻RF1-RF16，电阻RF0、电阻RF3’、电阻RF4’、电阻RF6’、电阻RF7’、电阻RF9’、电阻RF10’、电阻RF12’、电阻RF13’，电容CF1-CF16，电容CF4’、电容CF7’、电容CF10’、电容CF13’，处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12，运放U14、运放U15、运放U16、运放U17；

电容CF1、电容CF2、电容CF3、电容CF4’的1脚均接到地，即第一节电池负极；电容CF1的2脚接到电阻RF1的2脚，同时接到处理单元U8的14、2脚，处理单元U8的第14脚、第2脚短接；电阻RF1第1脚接B1P网络；电容CF2的2脚接到电阻RF2的2脚，同时接到处理单元U8的11脚、5脚，处理单元U8的11脚、5脚短接；电阻RF2第1脚接B2P网络；电容CF3的2脚接到电阻RF3的2脚，同时接到处理单元U8的12脚、4脚，处理单元U8的12脚、4脚短接；电阻RF3第1脚接B3P网络；电阻RF0第1脚接地，2脚接处理单元U8的15脚；处理单元U8的1脚接电阻RF4’的1脚，电阻RF4’的2脚接运放U14的输出；电容CF4’的2脚接到RF4’的1脚；

电容CF4、电容CF5、电容CF6、电容CF7’的1脚接到网络B3P，即第4节电池负极；电容CF4的2脚接到电阻RF4的2脚，同时接到处理单元U9的14脚、2脚；处理单元U9的14脚、2脚短接；电阻RF4第1脚接B4P网络；电容CF5的2脚接到电阻RF4的2脚，同时接到处理单元U9的11脚、5脚，处理单元U9的11脚、5脚短接；电阻RF5第1脚接B5P网络；电容CF6的2脚接到电阻RF6的2脚，同时接到处理单元U9的12脚、4脚，处理单元U9的12脚、4脚短接；电阻RF6第1脚接B6P网络；电阻RF3’第1脚接B3P网络，2脚接处理单元U9的15脚；处理单元U9的1脚接电阻RF7’的1脚，电阻RF7’的2脚接运放U15的输出；电容CF7’的2脚接到电阻RF7’的1脚；

电容CF7、电容CF8、电容CF9、电容CF10’的第1脚均接到网络B6P，即第7节电池负极；电容CF7的2脚接到电阻RF7的2脚，同时接到处理单元U10的14脚、2脚，处理单元U10的14脚、2脚短接；电阻RF7第1脚接B7P网络；电容CF8的2脚接到电阻RF8的2脚，同时接到处理单元U10的11脚、5脚，处理单元U10的11脚、5脚短接；电阻RF8第1脚接B8P网络；电容CF9的2脚接到电阻RF9的2脚，同时接到处理单元U10的12脚、4脚，处理单元U10的12脚、4脚短接；电阻RF9第1脚接B9P网络；电阻RF6’第1脚接地，2脚接处理单元U10的15脚；处理单元U10的1脚接电阻RF10’的1脚，电阻RF10’的2脚接运放U16的输出；电容CF10’的2脚接到电阻RF10’的1脚；

电容CF10、电容CF11、电容CF12、电容CF13’的第1脚均接到网络B9P，即第10节电池负极；电容CF10的2脚接到电阻RF10的2脚，同时接到处理单元U11的14脚、2脚，处理单元U11的14脚、2脚短接；电阻RF10第1脚接B10P网络；电容CF11的2脚接到电阻RF11的2脚，同时接到处理单元U11的11脚、5脚，处理单元U11的11脚、5脚短接；电阻RF12第1脚接B12P网络；电容CF12的2脚接到电阻RF12的2脚，同时接到处理单元U11的12脚、4脚，处理单元U11的12脚、4脚短接；电阻RF12第1脚接B12P网络；电阻RF9’第1脚接地，2脚接处理单元U11的15脚；处理单元U11的1脚接电阻RF13’的1脚，电阻RF13’的2脚接运放U17的输出；电容CF13’的2脚接到电阻RF13’的1脚；

电容CF13、电容CF14、电容CF15、电容CF16’的第1脚接到网络B12P，即第13节电池负极；电容CF13的2脚接到电阻RF13的2脚，同时接到处理单元U12的14脚、2脚，处理单元U12的14脚、2脚短接；电阻RF13第1脚接B13P网络；电容CF14的2脚接到电阻RF14的2脚，同时接到处理单元U12的11脚、5脚，处理单元U12的11脚、5脚短接；电阻RF14第1脚接B14P网络；电容CF15的2脚接到电阻RF15的2脚，同时接到处理单元U12的12脚、4脚，处理单元U12的12脚、4脚短接；电阻RF15第1脚接B15P网络；电阻RF12’第1脚接地，2脚接处理单元U12的15脚；处理单元U12的1脚接电阻RF16的1脚，电阻RF16的2脚接网络B16P；电容CF16的2脚接到RF16的1脚。

作为本发明的一种优选方案，所述采样通道切换模块及电平移动模块包括处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12，运放U13、运放U14、运放U15、运放U16、运放U17，以及若干电阻、若干电容；

处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12组成电子开关，根据电子开关的控制逻辑的连接方式，每次切换都接入1节电池的正负两极，而电子开关的输出接运放组成的减法器的输入，以减去电池级联产生的公共电平；做到高端电平的向下移动；

由运放U13、运放U14、运放U15、运放U16、运放U17组成5级级联移动电路，即五级减法电路；从高到低每一级都可将电平移动到相应级的运放的差值电压即相应单节电池对V-的电压，而后传到下一级，而下一级减法器的被减数端接至上一级的V-端，这样就将上一级的电压下移到本级的V-为参考电平的电压；逐级下移就做到了16节电池串联的单节电池电压采样。

作为本发明的一种优选方案，所述采样通道切换模块及电平移动模块中，电阻R56的1脚接运放U13输出脚，电阻R56的2脚和电阻R54的1脚接运放U13反向输入端；电阻R54的2脚和电容C18的1脚接处理单元U8的13脚；电阻R55的2脚和电容C18的2脚接处理单元U8的3脚；电阻R55的1脚和电阻R57的2脚接处理单元U13的正向输入端；电阻R57的1脚接处理单元U8的7脚、8脚；

电阻R67的1脚接运放U14输出脚，电阻R67的2脚和电阻R66的1脚接运放U14反向输入端；电阻R66的2脚和电容C20的1脚接处理单元U9的13脚；电阻R68的2脚和电容C20的2脚接处理单元U9的3脚；电阻R68的1脚和电阻R69的2脚接运放U14的正向输入端；电阻R69的1脚接处理单元U9的7脚、8脚；

电阻R79的1脚接运放U15输出脚，电阻R79的2脚和电阻R78的1脚接运放U15反向输入端；R78的2脚和电容C22的1脚接处理单元U10的13脚；电阻R80的2脚和电容C22的2脚接处理单元U10的3脚；电阻R80的1脚和电阻R81的2脚接运放U15的正向输入端；电阻R81的1脚接处理单元U10的7脚、8脚；

电阻R91的1脚接运放U16输出脚，电阻R91的2脚和电阻R90的1脚接运放U16反向输入端；电阻R90的2脚和电容C24的1脚接处理单元U11的13脚；电阻R92的2脚和电容C24的2脚接处理单元U11的3脚；电阻R93的1脚和电阻R92的2脚接运放U16的正向输入端；电阻R93的1脚接处理单元U11的7脚、8脚；

电阻R103的1脚接运放U17输出脚，电阻R103的2脚和电阻R102的1脚接运放U17反向输入端；电阻R102的2脚和电容C26的1脚接处理单元U12的13脚；电阻R104的2脚和电容C26的2脚接处理单元U12的3脚；电阻R105的1脚和电阻R104的2脚接运放U17的正向输入端；电阻R105的1脚接处理单元U12的7脚、8脚；

电阻R13的1脚接运放U13的输出，2脚采样电压输出；电容C1的1脚接地，2脚接电阻R13的2脚。

作为本发明的一种优选方案，所述通道切换控制模块包括若干三极管、若干电阻、若干二极管；

电阻R62的1脚接处理单元U8的6脚，电阻R62的2脚和电阻R63的1脚接二极管D14的阳极；电阻R63的2脚、电阻R59的2脚和电阻R61的2脚接网络VDD1；电阻R59的1脚和电阻R58的2脚，接到网络A1，电阻R58的1脚接处理单元U8的10脚；电阻R60的1脚和电阻R61的2脚，接到网络B1；电阻R60的1脚接处理单元U8的9脚；三极管Q1的c极接网络B1，三极管Q1的e极接地；电阻R14的1脚接地，电阻R1的1脚接MCU_IO1；电阻R1的2脚和电阻R14的1脚接三极管Q1的b极；三极管Q2的c极接网络A1，三极管Q2的e极接地；电阻R15的1脚接地，电阻R2的1脚接MCU_IO2；电阻R2的2脚和电阻R15的1脚接三极管Q1的b极；

电阻R74的1脚接处理单元U9的6脚，电阻R74的2脚和电阻R75的1脚接二极管D15的阳极；电阻R75的2脚、电阻R71的2脚和电阻R73的2脚接网络VDD2；电阻R71的1脚和电阻R70的2脚接到网络A2，电阻R70的1脚接处理单元U9的10脚；电阻R73的1脚和电阻R72的2脚接到网络B2；电阻R72的1脚接处理单元U9的9脚；三极管Q3的c极接网络B2，三极管Q3的e极接地；电阻R16的1脚接地，电阻R3的1脚接MCU_IO3；电阻R3的2脚和电阻R16的1脚接三极管Q3的b极；三极管Q4的c极接网络A2，三极管Q4的e极接地；电阻R17的1脚接地，电阻R4的1脚接MCU_IO4；电阻R4的2脚和电阻R17的1脚接三极管Q4的b极；

电阻R86的1脚接处理单元U10的6脚，电阻R86的2脚和电阻R87的1脚接二极管D16的阳极；电阻R87的2脚、电阻R83的2脚和电阻R85的2脚接网络VDD3；电阻R83的1脚和电阻R82的2脚接到网络A3；电阻R82的1脚接处理单元U10的10脚；电阻R85的1脚和电阻R84的2脚接到网络B3；电阻R84的1脚接处理单元U10的9脚；三极管Q5的c极接网络B3，三极管Q5的e极接地；电阻R18的1脚接地，电阻R5的1脚接MCU_IO5；电阻R5的2脚和电阻R18的1脚接三极管Q5的b极；三极管Q6的c极接网络A3，三极管Q6的e极接地；电阻R19的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO6；电阻R6的2脚和电阻R19的1脚接三极管Q6的b极；

电阻R98的1脚接处理单元U11的6脚，电阻R98的2脚和电阻R99的1脚接二极管D17的阳极；电阻R99的2脚、电阻R95的2脚和电阻R97的2脚接网络VDD4；电阻R95的1脚和电阻R94的2脚接到网络A4，电阻R94的1脚接处理单元U11的10脚；电阻R97的1脚和电阻R96的2脚，接到网络B4；电阻R96的1脚接处理单元U11的9脚；三极管Q7的c极接网络B4，三极管Q7的e极接地；电阻R20的1脚接地，电阻R7的1脚接MCU_IO7；电阻R7的2脚和电阻R20的1脚接二极管Q7的b极；三极管Q8的c极接网络A4，三极管Q8的e极接地；电阻R21的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO8；电阻R8的2脚和电阻R21的1脚接三极管Q8的b极；

电阻R110的1脚接处理单元U12的6脚，电阻R110的2脚和电阻R111的1脚接二极管D18的阳极；R111的2脚、电阻R107的2脚和电阻R109的2脚接网络VDD4；电阻R107的1脚和电阻R106的2脚接到网络A5，电阻R106的1脚接处理单元U12的10脚；电阻R109的1脚和电阻R108的2脚，接到网络B5；电阻R108的1脚接处理单元U12的9脚；三极管Q9的c极接网络B5，三极管Q9的e极接地；电阻R22的1脚接地，电阻R9的1脚接MCU_IO9；电阻R9的2脚和电阻R22的1脚接三极管Q9的b极；三极管Q10的c极接网络A5，三极管Q10e极接地；电阻R23的1脚接地，电阻R10的1脚接MCU_IO10；电阻R10的2脚和电阻R23的1脚接三极管Q8的b极；

二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、二极管D18的阴极接三极管Q18的c极，三极管Q16的e极接地，电阻R24的1脚接地，2脚和电阻R11的2脚与三极管Q16的b极连接；电阻R11的1脚接MCU_IO11。

作为本发明的一种优选方案，所述电源及电源控制电路，包括若干稳压管、电阻、电容、三极管、二极管；

电阻RV1的1脚接网络B4P即第4节电池正极，电阻RV1的2脚接网络VDD1，稳压管ZV1阴极网络VDD1，电容CV1的1脚和稳压管ZV1的阳极接地，电阻R65的2脚接VDD1，1脚接三极管Q11的b极，同时接电阻R64的2脚；电阻R64的1脚接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极接网络OPV，三极管Q11的e极接VDD1，三极管Q11的c极接电容C19的2脚，同时接处理单元U13的V+脚，电容C19的1脚接地，处理单元U8的16脚接VDD1；处理单元U8的7脚、8脚接地；

电阻RV2的1脚接网络B7P即第7节电池正极，电阻RV2的2脚接网络VDD2，稳压管ZV2阴极网络VDD2，电容CV2的1脚和稳压管ZV2的阳极接网络B3P；电阻R77的2脚接VDD2，1脚接三极管Q12的b极，同时接电阻R76的2脚；电阻R76的1脚接二极管D10的阳极，二极管D10的阴极接网络OPV，三极管Q12的e极接VDD2，三极管Q12的c极接电容C21的2脚，同时接处理单元U14的V+脚，电容C21的1脚接B3P，处理单元U9的16脚接VDD2；处理单元U9的7脚、8脚接网络B3P；

电阻RV3的1脚接网络B10P即第10节电池正极，电阻RV3的2脚接网络VDD3，稳压管ZV3阴极网络VDD3，电容CV3的1脚和稳压管ZV3的阳极接网络B6P，电阻R89的2脚接VDD3，1脚接三极管Q13的b极，同时接电阻R88的2脚；电阻R88的1脚接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极接网络OPV，三极管Q13的e极接VDD3，c极接C23的2脚，同时接处理单元U15的V+脚，电容C23的1脚接B6P，处理单元U10的16脚接VDD3；处理单元U10的7脚、8脚接网络B6P；

电阻RV4的1脚接网络B13P即第13节电池正极，电阻RV4的2脚接网络VDD4，稳压管ZV4阴极网络VDD4，电容CV4的1脚和稳压管ZV4的阳极接网络B9P，电阻R101的2脚接VDD4，1脚接三极管Q14的b极，同时接电阻R100的2脚；电阻R100的1脚接二极管D12的阳极，二极管D12的阴极接网络OPV，三极管Q14的e极接VDD4，c极接C25的2脚，同时接处理单元U16的V+脚，电容C25的1脚接B9P，处理单元U11的16脚接VDD4；处理单元U11的7脚、8脚接网络B9P；

电阻RV5的1脚接网络B16P即第16节电池正极，电阻RV5的2脚接网络VDD5，稳压管ZV5阴极网络VDD5，电容CV5的1脚和稳压管ZV5的阳极接网络B12P，电阻R113的2脚接VDD5，1脚接三极管Q15的b极，同时接电阻R112的2脚；电阻R112的1脚接二极管D15的阳极，二极管D15的阴极接网络OPV，三极管Q15的e极接VDD5，c极接电容C27的2脚，同时接处理单元U17的V+脚，电容C27的1脚接B12P，处理单元U12的16脚接VDD5；处理单元U12的7脚、8脚接网络B12P；

三极管Q17的c极接网络OPV，三极管Q17的e极接地，电阻R25的1脚接地，2脚和电阻R12的2脚与三极管Q17的b极连接；电阻R12的1脚接MCU_IO12。

本发明的有益效果在于：本发明提出的锂电池电压采样电路，可实现高端电压采样以及多节电池的分节采样。

附图说明

图1为本发明锂电池电压采样电路组成示意图。

图2为本发明锂电池电压采样电路输入及滤波电路图。

图3为本发明锂电池电压采样电路采样通道切换及电平移动电路图。

图4为本发明锂电池电压采样电路采样通道控制模电路图。

图5为本发明锂电池电压采样电路电源及电源控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种锂电池电压采样电路，锂电池包括若干节依次连接的电池；所述采样电路包括：电池输入及滤波模块、采样通道切换模块、电平移动模块、通道切换控制模块以及电源模块。所述采样通道切换模块分别连接电池输入及滤波模块、电平移动模块、通道切换控制模块、电源模块；电平移动模块连接电源模块。

所述电池输入及滤波模块用以对电池电压输入进行滤波，电池输入及滤波模块包括若干RC单元，每个RC单元包括电阻、电容。所述采样通道切换模块用以切换采样电池，即切换到需要采样的对应电池；采样通道切换模块包括电子开关。所述电平移动模块用以抑制采样高端电压的共模电平，电平移动模块包括若干级减法器级联而成。所述通道切换控制模块用以控制电子开关进行通道切换。所述电源模块用以对电路供电和电源控制。以下分别介绍各模块。

【电池输入及滤波模块】

请参阅图2，所述电池输入及滤波模块包括若干处理单元、若干电容、若干电阻；所述处理单元分别通过电容、电阻连接各节电池的负极。

所述电池输入及滤波模块包括电阻RF1-RF16，电阻RF0、电阻RF3’、电阻RF4’、电阻RF6’、电阻RF7’、电阻RF9’、电阻RF10’、电阻RF12’、电阻RF13’，电容CF1-CF16，电容CF4’、电容CF7’、电容CF10’、电容CF13’，处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12，运放U14、运放U15、运放U16、运放U17。

电容CF1、电容CF2、电容CF3、电容CF4’的1脚均接到地，即第一节电池负极；电容CF1的2脚接到电阻RF1的2脚，同时接到处理单元U8的14、2脚，处理单元U8的第14脚、第2脚短接；电阻RF1第1脚接B1P网络；电容CF2的2脚接到电阻RF2的2脚，同时接到处理单元U8的11脚、5脚，处理单元U8的11脚、5脚短接；电阻RF2第1脚接B2P网络；电容CF3的2脚接到电阻RF3的2脚，同时接到处理单元U8的12脚、4脚，处理单元U8的12脚、4脚短接；电阻RF3第1脚接B3P网络；电阻RF0第1脚接地，2脚接处理单元U8的15脚；处理单元U8的1脚接电阻RF4’的1脚，电阻RF4’的2脚接运放U14的输出；电容CF4’的2脚接到RF4’的1脚。

电容CF4、电容CF5、电容CF6、电容CF7’的1脚接到网络B3P，即第4节电池负极；电容CF4的2脚接到电阻RF4的2脚，同时接到处理单元U9的14脚、2脚；处理单元U9的14脚、2脚短接；电阻RF4第1脚接B4P网络；电容CF5的2脚接到电阻RF4的2脚，同时接到处理单元U9的11脚、5脚，处理单元U9的11脚、5脚短接；电阻RF5第1脚接B5P网络；电容CF6的2脚接到电阻RF6的2脚，同时接到处理单元U9的12脚、4脚，处理单元U9的12脚、4脚短接；电阻RF6第1脚接B6P网络；电阻RF3’第1脚接B3P网络，2脚接处理单元U9的15脚；处理单元U9的1脚接电阻RF7’的1脚，电阻RF7’的2脚接运放U15的输出；电容CF7’的2脚接到电阻RF7’的1脚。

电容CF7、电容CF8、电容CF9、电容CF10’的第1脚均接到网络B6P，即第7节电池负极；电容CF7的2脚接到电阻RF7的2脚，同时接到处理单元U10的14脚、2脚，处理单元U10的14脚、2脚短接；电阻RF7第1脚接B7P网络；电容CF8的2脚接到电阻RF8的2脚，同时接到处理单元U10的11脚、5脚，处理单元U10的11脚、5脚短接；电阻RF8第1脚接B8P网络；电容CF9的2脚接到电阻RF9的2脚，同时接到处理单元U10的12脚、4脚，处理单元U10的12脚、4脚短接；电阻RF9第1脚接B9P网络；电阻RF6’第1脚接地，2脚接处理单元U10的15脚；处理单元U10的1脚接电阻RF10’的1脚，电阻RF10’的2脚接运放U16的输出；电容CF10’的2脚接到电阻RF10’的1脚。

电容CF10、电容CF11、电容CF12、电容CF13’的第1脚均接到网络B9P，即第10节电池负极；电容CF10的2脚接到电阻RF10的2脚，同时接到处理单元U11的14脚、2脚，处理单元U11的14脚、2脚短接；电阻RF10第1脚接B10P网络；电容CF11的2脚接到电阻RF11的2脚，同时接到处理单元U11的11脚、5脚，处理单元U11的11脚、5脚短接；电阻RF12第1脚接B12P网络；电容CF12的2脚接到电阻RF12的2脚，同时接到处理单元U11的12脚、4脚，处理单元U11的12脚、4脚短接；电阻RF12第1脚接B12P网络；电阻RF9’第1脚接地，2脚接处理单元U11的15脚；处理单元U11的1脚接电阻RF13’的1脚，电阻RF13’的2脚接运放U17的输出；电容CF13’的2脚接到电阻RF13’的1脚。

电容CF13、电容CF14、电容CF15、电容CF16’的第1脚接到网络B12P，即第13节电池负极；电容CF13的2脚接到电阻RF13的2脚，同时接到处理单元U12的14脚、2脚，处理单元U12的14脚、2脚短接；电阻RF13第1脚接B13P网络；电容CF14的2脚接到电阻RF14的2脚，同时接到处理单元U12的11脚、5脚，处理单元U12的11脚、5脚短接；电阻RF14第1脚接B14P网络；电容CF15的2脚接到电阻RF15的2脚，同时接到处理单元U12的12脚、4脚，处理单元U12的12脚、4脚短接；电阻RF15第1脚接B15P网络；电阻RF12’第1脚接地，2脚接处理单元U12的15脚；处理单元U12的1脚接电阻RF16的1脚，电阻RF16的2脚接网络B16P；电容CF16的2脚接到RF16的1脚。

【采样通道切换模块及电平移动模块】

请参阅图3，所述采样通道切换模块及电平移动模块包括处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12，运放U13、运放U14、运放U15、运放U16、运放U17，以及若干电阻、若干电容。

处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12组成电子开关，根据电子开关的控制逻辑的连接方式，每次切换都接入1节电池的正负两极，而电子开关的输出接运放组成的减法器的输入，以减去电池级联产生的公共电平；做到高端电平的向下移动。

由运放U13、运放U14、运放U15、运放U16、运放U17组成5级级联移动电路，即五级减法电路；从高到低每一级都可将电平移动到相应级的运放的差值电压即相应单节电池对V-的电压，而后传到下一级，而下一级减法器的被减数端接至上一级的V-端，这样就将上一级的电压下移到本级的V-为参考电平的电压；逐级下移就做到了16节电池串联的单节电池电压采样。

所述采样通道切换模块及电平移动模块中，电阻R56的1脚接运放U13输出脚，电阻R56的2脚和电阻R54的1脚接运放U13反向输入端；电阻R54的2脚和电容C18的1脚接处理单元U8的13脚；电阻R55的2脚和电容C18的2脚接处理单元U8的3脚；电阻R55的1脚和电阻R57的2脚接处理单元U13的正向输入端；电阻R57的1脚接处理单元U8的7脚、8脚。

电阻R67的1脚接运放U14输出脚，电阻R67的2脚和电阻R66的1脚接运放U14反向输入端；电阻R66的2脚和电容C20的1脚接处理单元U9的13脚；电阻R68的2脚和电容C20的2脚接处理单元U9的3脚；电阻R68的1脚和电阻R69的2脚接运放U14的正向输入端；电阻R69的1脚接处理单元U9的7脚、8脚。

电阻R79的1脚接运放U15输出脚，电阻R79的2脚和电阻R78的1脚接运放U15反向输入端；R78的2脚和电容C22的1脚接处理单元U10的13脚；电阻R80的2脚和电容C22的2脚接处理单元U10的3脚；电阻R80的1脚和电阻R81的2脚接运放U15的正向输入端；电阻R81的1脚接处理单元U10的7脚、8脚。

电阻R91的1脚接运放U16输出脚，电阻R91的2脚和电阻R90的1脚接运放U16反向输入端；电阻R90的2脚和电容C24的1脚接处理单元U11的13脚；电阻R92的2脚和电容C24的2脚接处理单元U11的3脚；电阻R93的1脚和电阻R92的2脚接运放U16的正向输入端；电阻R93的1脚接处理单元U11的7脚、8脚。

电阻R103的1脚接运放U17输出脚，电阻R103的2脚和电阻R102的1脚接运放U17反向输入端；电阻R102的2脚和电容C26的1脚接处理单元U12的13脚；电阻R104的2脚和电容C26的2脚接处理单元U12的3脚；电阻R105的1脚和电阻R104的2脚接运放U17的正向输入端；电阻R105的1脚接处理单元U12的7脚、8脚。

电阻R13的1脚接运放U13的输出，2脚采样电压输出；电容C1的1脚接地，2脚接电阻R13的2脚。

【通道切换控制模块】

请参阅图4，所述通道切换控制模块包括若干三极管、若干电阻、若干二极管。

电阻R62的1脚接处理单元U8的6脚，电阻R62的2脚和电阻R63的1脚接二极管D14的阳极；电阻R63的2脚、电阻R59的2脚和电阻R61的2脚接网络VDD1；电阻R59的1脚和电阻R58的2脚，接到网络A1，电阻R58的1脚接处理单元U8的10脚；电阻R60的1脚和电阻R61的2脚，接到网络B1；电阻R60的1脚接处理单元U8的9脚；三极管Q1的c极接网络B1，三极管Q1的e极接地；电阻R14的1脚接地，电阻R1的1脚接MCU_IO1；电阻R1的2脚和电阻R14的1脚接三极管Q1的b极；三极管Q2的c极接网络A1，三极管Q2的e极接地；电阻R15的1脚接地，电阻R2的1脚接MCU_IO2；电阻R2的2脚和电阻R15的1脚接三极管Q1的b极。

电阻R74的1脚接处理单元U9的6脚，电阻R74的2脚和电阻R75的1脚接二极管D15的阳极；电阻R75的2脚、电阻R71的2脚和电阻R73的2脚接网络VDD2；电阻R71的1脚和电阻R70的2脚接到网络A2，电阻R70的1脚接处理单元U9的10脚；电阻R73的1脚和电阻R72的2脚接到网络B2；电阻R72的1脚接处理单元U9的9脚；三极管Q3的c极接网络B2，三极管Q3的e极接地；电阻R16的1脚接地，电阻R3的1脚接MCU_IO3；电阻R3的2脚和电阻R16的1脚接三极管Q3的b极；三极管Q4的c极接网络A2，三极管Q4的e极接地；电阻R17的1脚接地，电阻R4的1脚接MCU_IO4；电阻R4的2脚和电阻R17的1脚接三极管Q4的b极。

电阻R86的1脚接处理单元U10的6脚，电阻R86的2脚和电阻R87的1脚接二极管D16的阳极；电阻R87的2脚、电阻R83的2脚和电阻R85的2脚接网络VDD3；电阻R83的1脚和电阻R82的2脚接到网络A3；电阻R82的1脚接处理单元U10的10脚；电阻R85的1脚和电阻R84的2脚接到网络B3；电阻R84的1脚接处理单元U10的9脚；三极管Q5的c极接网络B3，三极管Q5的e极接地；电阻R18的1脚接地，电阻R5的1脚接MCU_IO5；电阻R5的2脚和电阻R18的1脚接三极管Q5的b极；三极管Q6的c极接网络A3，三极管Q6的e极接地；电阻R19的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO6；电阻R6的2脚和电阻R19的1脚接三极管Q6的b极。

电阻R98的1脚接处理单元U11的6脚，电阻R98的2脚和电阻R99的1脚接二极管D17的阳极；电阻R99的2脚、电阻R95的2脚和电阻R97的2脚接网络VDD4；电阻R95的1脚和电阻R94的2脚接到网络A4，电阻R94的1脚接处理单元U11的10脚；电阻R97的1脚和电阻R96的2脚，接到网络B4；电阻R96的1脚接处理单元U11的9脚；三极管Q7的c极接网络B4，三极管Q7的e极接地；电阻R20的1脚接地，电阻R7的1脚接MCU_IO7；电阻R7的2脚和电阻R20的1脚接二极管Q7的b极；三极管Q8的c极接网络A4，三极管Q8的e极接地；电阻R21的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO8；电阻R8的2脚和电阻R21的1脚接三极管Q8的b极。

电阻R110的1脚接处理单元U12的6脚，电阻R110的2脚和电阻R111的1脚接二极管D18的阳极；R111的2脚、电阻R107的2脚和电阻R109的2脚接网络VDD4；电阻R107的1脚和电阻R106的2脚接到网络A5，电阻R106的1脚接处理单元U12的10脚；电阻R109的1脚和电阻R108的2脚，接到网络B5；电阻R108的1脚接处理单元U12的9脚；三极管Q9的c极接网络B5，三极管Q9的e极接地；电阻R22的1脚接地，电阻R9的1脚接MCU_IO9；电阻R9的2脚和电阻R22的1脚接三极管Q9的b极；三极管Q10的c极接网络A5，三极管Q10e极接地；电阻R23的1脚接地，电阻R10的1脚接MCU_IO10；电阻R10的2脚和电阻R23的1脚接三极管Q8的b极；

二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、二极管D18的阴极接三极管Q18的c极，三极管Q16的e极接地，电阻R24的1脚接地，2脚和电阻R11的2脚与三极管Q16的b极连接；电阻R11的1脚接MCU_IO11。

【电源及电源控制电路】

请参阅图5，所述电源及电源控制电路，包括若干稳压管、电阻、电容、三极管、二极管。

电阻RV1的1脚接网络B4P即第4节电池正极，电阻RV1的2脚接网络VDD1，稳压管ZV1阴极网络VDD1，电容CV1的1脚和稳压管ZV1的阳极接地，电阻R65的2脚接VDD1，1脚接三极管Q11的b极，同时接电阻R64的2脚；电阻R64的1脚接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极接网络OPV，三极管Q11的e极接VDD1，三极管Q11的c极接电容C19的2脚，同时接处理单元U13的V+脚，电容C19的1脚接地，处理单元U8的16脚接VDD1；处理单元U8的7脚、8脚接地；

电阻RV2的1脚接网络B7P即第7节电池正极，电阻RV2的2脚接网络VDD2，稳压管ZV2阴极网络VDD2，电容CV2的1脚和稳压管ZV2的阳极接网络B3P；电阻R77的2脚接VDD2，1脚接三极管Q12的b极，同时接电阻R76的2脚；电阻R76的1脚接二极管D10的阳极，二极管D10的阴极接网络OPV，三极管Q12的e极接VDD2，三极管Q12的c极接电容C21的2脚，同时接处理单元U14的V+脚，电容C21的1脚接B3P，处理单元U9的16脚接VDD2；处理单元U9的7脚、8脚接网络B3P；

电阻RV3的1脚接网络B10P即第10节电池正极，电阻RV3的2脚接网络VDD3，稳压管ZV3阴极网络VDD3，电容CV3的1脚和稳压管ZV3的阳极接网络B6P，电阻R89的2脚接VDD3，1脚接三极管Q13的b极，同时接电阻R88的2脚；电阻R88的1脚接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极接网络OPV，三极管Q13的e极接VDD3，c极接C23的2脚，同时接处理单元U15的V+脚，电容C23的1脚接B6P，处理单元U10的16脚接VDD3；处理单元U10的7脚、8脚接网络B6P；

电阻RV4的1脚接网络B13P即第13节电池正极，电阻RV4的2脚接网络VDD4，稳压管ZV4阴极网络VDD4，电容CV4的1脚和稳压管ZV4的阳极接网络B9P，电阻R101的2脚接VDD4，1脚接三极管Q14的b极，同时接电阻R100的2脚；电阻R100的1脚接二极管D12的阳极，二极管D12的阴极接网络OPV，三极管Q14的e极接VDD4，c极接C25的2脚，同时接处理单元U16的V+脚，电容C25的1脚接B9P，处理单元U11的16脚接VDD4；处理单元U11的7脚、8脚接网络B9P；

电阻RV5的1脚接网络B16P即第16节电池正极，电阻RV5的2脚接网络VDD5，稳压管ZV5阴极网络VDD5，电容CV5的1脚和稳压管ZV5的阳极接网络B12P，电阻R113的2脚接VDD5，1脚接三极管Q15的b极，同时接电阻R112的2脚；电阻R112的1脚接二极管D15的阳极，二极管D15的阴极接网络OPV，三极管Q15的e极接VDD5，c极接电容C27的2脚，同时接处理单元U17的V+脚，电容C27的1脚接B12P，处理单元U12的16脚接VDD5；处理单元U12的7脚、8脚接网络B12P；

三极管Q17的c极接网络OPV，三极管Q17的e极接地，电阻R25的1脚接地，2脚和电阻R12的2脚与三极管Q17的b极连接；电阻R12的1脚接MCU_IO12。

实施例二

本发明揭示了一种锂电池管理系统中重要的组成单元，电压采样电路。包括电池输入滤波模块，采样通道切换模块，电平移动模块，通道切换控制模块，以及电源模块组成。本发明提出的多节锂电池电压采样电路，可以有效解决高端电压采样，和分节采样的难题。本发明电路为一个锂电池电池包提供电压采样，任意单节电池的采样切换，并且做到关闭部分采样暂时不用的单元电路以降低功耗。

整个电路为16节锂电池串联任意单节电池电压采样电路。包括电池输入滤波模块，采样通道切换模块，电平移动模块，通道切换控制模块，以及电源模块组成。请参阅图1。

【输入及滤波模块】

输入及滤波为整个采样电路的部分，其电路如图2所示。

电池输入及滤波部分，电阻RF1-RF16，以及CF1-CF16，RF0，RF3’，RF6’，RF9’，RF12’组成。

电容CF1，CF2，CF3，CF4’的1脚接到地，即第一节电池负极。CF1的2脚接到RF1的2脚，同时接到U8的14，2脚(14，2脚短接)。RF1第1脚接B1P网络。CF2的2脚接到RF2的2脚，同时接到U8的11，5脚(11，5脚短接)。RF2第1脚接B2P网络。CF3的2脚接到RF3的2脚，同时接到U8的12，4脚(12，4脚短接)。RF3第1脚接B3P网络。RF0第1脚接地，2脚接U815脚。U81脚接RF4’的1脚，RF4’的2脚接运放U14的输出。CF4’的2脚接到RF4的1脚。

电容CF4，CF5，CF6，CF7’的1脚接到网络B3P，即第4节电池负极。CF4的2脚接到RF4的2脚，同时接到U9的14，2脚(14，2脚短接)。RF4第1脚接B4P网络。CF5的2脚接到RF4的2脚，同时接到U9的11，5脚(11，5脚短接)。RF5第1脚接B5P网络。CF6的2脚接到RF6的2脚，同时接到U9的12，4脚(12，4脚短接)。RF6第1脚接B6P网络。RF3’第1脚接B3P网络，2脚接U915脚。U91脚接RF7’的1脚，RF7’的2脚接运放U14的输出。CF7’的2脚接到RF7’的1脚。

电容CF7，CF8，CF9，CF10’，的1脚接到网络B6P，即第7节电池负极。CF7的2脚接到RF7的2脚，同时接到U10的14，2脚(14，2脚短接)。RF7第1脚接B7P网络。CF8的2脚接到RF8的2脚，同时接到U10的11，5脚(11，5脚短接)。RF8第1脚接B8P网络。CF9的2脚接到RF9的2脚，同时接到U10的12，4脚(12，4脚短接)。RF9第1脚接B9P网络。RF6’第1脚接地，2脚接U10 15脚。U10 1脚接RF10’的1脚，RF10’的2脚接运放U15的输出。CF10’的2脚接到RF10’的1脚。

电容CF10，CF11，CF12，CF13’，的1脚接到网络B9P，即第10节电池负极。CF10的2脚接到RF10的2脚，同时接到U11的14，2脚(14，2脚短接)。RF10第1脚接B10P网络。CF11的2脚接到RF11的2脚，同时接到U11的11，5脚(11，5脚短接)。RF12第1脚接B12P网络。CF12的2脚接到RF12的2脚，同时接到U8的12，4脚(12，4脚短接)。RF12第1脚接B12P网络。RF9’第1脚接地，2脚接U1 15脚。U11 1脚接RF13’的1脚，RF13’的2脚接运放U16的输出。CF13’的2脚接到RF13’的1脚。

电容CF13，CF14，CF15，CF16’，的1脚接到网络B12P，即第13节电池负极。CF13的2脚接到RF13的2脚，同时接到U12的14，2脚(14，2脚短接)。RF13第1脚接B13P网络。CF14的2脚接到RF14的2脚，同时接到U12的11，5脚(11，5脚短接)。RF14第1脚接B14P网络。CF15的2脚接到RF15的2脚，同时接到U12的12，4脚(12，4脚短接)。RF15第1脚接B15P网络。RF12’第1脚接地，2脚接U12 15脚。U11 1脚接RF16’的1脚，RF13’的2脚接网络B16P。CF13’的2脚接到RF16’的1脚。

如图2所示，输入及滤波部分，由输入电阻，以及滤波电容组成。每一节电池的两极都接由输入电阻，和滤波电容，此外上级电平移动电路的输出也作为下一级的输入，也接有滤波电容。其中网络地为第一节电池的负极，网络B1P为第1节电池的正极和第2节电池的负极连接，网络B2P为第2节电池的正极和第3节电池的负极连接，依次类推。电池从第1节串到16节。

【通道切换及电平移动模块】

通道切换及电平移动电路如图3所示。

电阻R56的1脚接运放U13输出脚，R56的2脚和R54的1脚接U13反向输入端。R54的2脚和C18的1脚接U8的13脚。R55的2脚和C18的2脚接U8的3脚。R55的1脚和R57的2脚接U13的正向输入端。R57的1脚接U8的7，8脚。

电阻R67的1脚接运放U14输出脚，R67的2脚和R66的1脚接U14反向输入端。R66的2脚和C20的1脚接U9的13脚。R68的2脚和C20的2脚接U9的3脚。R68的1脚和R69的2脚接U14的正向输入端。R69的1脚接U9的7，8脚。

电阻R79的1脚接运放U15输出脚，R79的2脚和R78的1脚接U15反向输入端。R78的2脚和C22的1脚接U10的13脚。R80的2脚和C22的2脚接U10的3脚。R80的1脚和R81的2脚接U15的正向输入端。R81的1脚接U10的7，8脚

电阻R91的1脚接运放U16输出脚，R91的2脚和R90的1脚接U16反向输入端。R90的2脚和C24的1脚接U11的13脚。R92的2脚和C24的2脚接U11的3脚。R93的1脚和R92的2脚接U16的正向输入端。R93的1脚接U11的7，8脚

电阻R103的1脚接运放U17输出脚，R103的2脚和R102的1脚接U17反向输入端。R102的2脚和C26的1脚接U12的13脚。R104的2脚和C26的2脚接U12的3脚。R105的1脚和R104的2脚接U17的正向输入端。R105的1脚接U12的7，8脚。

电阻R13的1脚接运放U13的输出，2脚采样电压输出。电容C1的1脚接地，2脚接R13的2脚。

如图3所示，U8，U9，U10，U11，U12电子开关CD4052，组成切换电路，根据CD4052的控制逻辑的连接方式，每次切换都接入1节电池的正负两极，而CD4052的输出接运放组成的减法器的输入，这样就可以减去电池级联产生的公共电平。这样就做到高端电平的向下移动。如图3所示，由运放组成5级级联移动电路，即五级减法电路。从高到低每一级都可将电平移动到相应级的运放的差值电压即相应单节电池对V-的电压，而后传到下一级，而下一级减法器的被减数端接至上一级的V-端，这样就将上一级的电压下移到本级的V-为参考电平的电压。这样逐级下移就做到了16节电池串联的单节电池电压采样。

【通道切换控制电路】

通道切换控制电路如图4所示。

电阻R62的1脚接U8的6脚，R62的2脚和R63的1脚接D14的阳极。R63的2脚和R59的2脚和R61的2脚接网络VDD1。R59的1脚和R58的2脚，接到网络A1，R58的1脚接U8的10脚。R60的1脚和R61的2脚，接到网络B1.R60的1脚接U8的9脚。三极管Q1c极接网络B1，e极接地。R14的1脚接地，电阻R1的1脚接MCU_IO1。R1的2脚和R14的1脚接Q1的b极。三极管Q2c极接网络A1，e极接地。R15的1脚接地，电阻R2的1脚接MCU_IO2。R2的2脚和R15的1脚接Q1的b极。

R74的1脚接U9的6脚，R74的2脚和R75的1脚接D15的阳极。R75的2脚和R71的2脚和R73的2脚接网络VDD2。R71的1脚和R70的2脚，接到网络A2，R70的1脚接U9的10脚。R73的1脚和R72的2脚，接到网络B2.R72的1脚接U9的9脚。三极管Q3c极接网络B2，e极接地。R16的1脚接地，电阻R3的1脚接MCU_IO3。R3的2脚和R16的1脚接Q3的b极。三极管Q4c极接网络A2，e极接地。R17的1脚接地，电阻R4的1脚接MCU_IO4。R4的2脚和R17的1脚接Q4的b极。

R86的1脚接U10的6脚，R86的2脚和R87的1脚接D16的阳极。R87的2脚和R83的2脚和R85的2脚接网络VDD3。R83的1脚和R82的2脚，接到网络A3，R82的1脚接U10的10脚。R85的1脚和R84的2脚，接到网络B3。R84的1脚接U10的9脚。三极管Q5c极接网络B3，e极接地。R18的1脚接地，电阻R5的1脚接MCU_IO5。R5的2脚和R18的1脚接Q5的b极。三极管Q6c极接网络A3，e极接地。R19的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO6。R6的2脚和R19的1脚接Q6的b极。

R98的1脚接U11的6脚，R98的2脚和R99的1脚接D17的阳极。R99的2脚和R95的2脚和R97的2脚接网络VDD4。R95的1脚和R94的2脚，接到网络A4，R94的1脚接U11的10脚。R97的1脚和R96的2脚，接到网络B4.R96的1脚接U11的9脚。三极管Q7c极接网络B4，e极接地。R20的1脚接地，电阻R7的1脚接MCU_IO7。R7的2脚和R20的1脚接Q7的b极。三极管Q8c极接网络A4，e极接地。R21的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO8。R8的2脚和R21的1脚接Q8的b极。

R110的1脚接U12的6脚，R110的2脚和R111的1脚接D18的阳极。R111的2脚和R107的2脚和R109的2脚接网络VDD4。R107的1脚和R106的2脚，接到网络A5，R106的1脚接U12的10脚。R109的1脚和R108的2脚，接到网络B5.R108的1脚接U12的9脚。三极管Q9c极接网络B5，e极接地。R22的1脚接地电阻R9的1脚接MCU_IO9。R9的2脚和R22的1脚接Q9的b极。三极管Q10c极接网络A5，e极接地。R23的1脚接地，电阻R10的1脚接MCU_IO10。R10的2脚和R23的1脚接Q8的b极。

D14，D15，D16，D17，D18的阴极接Q18的c极，Q16e极接地，R24的1脚接地，2脚和R11的2脚与Q16b极连接。R11的1脚接MCU_IO11。

通道切换控制电路如图4所示，电路由5片CD4052组成，而相应的通道控制电路也有5个相同的电路组成，对应每一级切换电路，例如，电子开关U8的控制电路由R58，R59，R60，R61组成通道控制逻辑，由MCU输出的控制电平经Q1，Q2，反向后控制U8。由R62，R63，D14组成U8的使能控制，其中D14为了隔离上级电压的串入。MCU输出的控制电平经Q16反向后同时控制各级CD4052的使能端。

【电源及电源控制电路】

电源及电源控制电路如图5所示。

电阻RV1的1脚接网络B4P即第4节电池正极，RV1的2脚接网络VDD1，ZV1阴极网络VDD1，CV1的1脚和ZV1的阳极接地，R65的2脚接VDD1，1脚接Q11的b极，同时接R64的2脚。R64的1脚接D9的阳极，D9的阴极接网络OPV，Q11的e极接VDD1，c极接C19的2脚，同时接U13的V+脚，C19的1脚接地，U8的16脚接VDD1.U8 7，8脚接地

电阻RV2的1脚接网络B7P即第7节电池正极，RV2的2脚接网络VDD2，ZV2阴极网络VDD2，CV2的1脚和ZV2的阳极接网络B3P，R77的2脚接VDD2，1脚接Q12的b极，同时接R76的2脚。R76的1脚接D10的阳极，D10的阴极接网络OPV，Q12的e极接VDD2，c极接C21的2脚，同时接U14的V+脚，C21的1脚接B3P，U9的16脚接VDD2。U9 7，8脚接网络B3P

电阻RV3的1脚接网络B10P即第10节电池正极，RV3的2脚接网络VDD3，ZV3阴极网络VDD3，CV3的1脚和ZV3的阳极接网络B6P，R89的2脚接VDD3，1脚接Q13的b极，同时接R88的2脚。R88的1脚接D11的阳极，D11的阴极接网络OPV，Q13的e极接VDD3，c极接C23的2脚，同时接U15的V+脚，C23的1脚接B6P，U10的16脚接VDD3。U10 7，8脚接网络B6P

电阻RV4的1脚接网络B13P即第13节电池正极，RV4的2脚接网络VDD4，ZV4阴极网络VDD4，CV4的1脚和ZV4的阳极接网络B9P，R101的2脚接VDD4，1脚接Q14的b极，同时接R100的2脚。R100的1脚接D12的阳极，D12的阴极接网络OPV，Q14的e极接VDD4，c极接C25的2脚，同时接U16的V+脚，C25的1脚接B9P，U11的16脚接VDD4。U11 7，8脚接网络B9P

电阻RV5的1脚接网络B16P即第16节电池正极，RV5的2脚接网络VDD5，ZV5阴极网络VDD5，CV5的1脚和ZV5的阳极接网络B12P，R113的2脚接VDD5，1脚接Q15的b极，同时接R112的2脚。R112的1脚接D15的阳极，D15的阴极接网络OPV，Q15的e极接VDD5，c极接C27的2脚，同时接U17的V+脚，C27的1脚接B12P，U12的16脚接VDD5。U12 7，8脚接网络B12P

三极管Q17c极接网络OPV，Q17e极接地，R25的1脚接地，2脚和R12的2脚与Q17b极连接。R12的1脚接MCU_IO12

如图5所示采样电路是由5级级联而成每一级都由，相同的电路组成的，例如，U9，U11组成的第2级，由电阻RV2的1脚接网络B7P为电路供电，其中CV2为电源滤波电容，稳压管是作为过压保护，供电超过18V时起限压作用。Q12，R77，R76，D10，组成电源控制电路，可以切断运放的电源，以降低功耗。其中，C21为运放的电源滤波电容。

综上所述，本发明提出的锂电池电压采样电路，可实现高端电压采样以及多节电池的分节采样。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种锂电池电压采样电路，其特征在于，锂电池包括若干节依次连接的电池；所述采样电路包括：电池输入及滤波模块、采样通道切换模块、电平移动模块、通道切换控制模块以及电源模块；

所述采样通道切换模块分别连接电池输入及滤波模块、电平移动模块、通道切换控制模块、电源模块；电平移动模块连接电源模块；

所述电池输入及滤波模块，用以对电池电压输入进行滤波，电池输入及滤波模块包括若干RC单元，每个RC单元包括电阻、电容；

所述采样通道切换模块用以切换采样电池，即切换到需要采样的对应电池；采样通道切换模块包括电子开关；

所述电平移动模块用以抑制采样高端电压的共模电平，电平移动模块包括若干级减法器级联而成；

所述通道切换控制模块用以控制电子开关进行通道切换；

所述电源模块用以对电路供电和电源控制。

2.根据权利要求1所述的锂电池电压采样电路，其特征在于：

所述电池输入及滤波模块包括若干处理单元、若干电容、若干电阻；所述处理单元分别通过电容、电阻连接各节电池的负极。

3.根据权利要求2所述的锂电池电压采样电路，其特征在于：

所述电池输入及滤波模块包括电阻RF1-RF16，电阻RF0、电阻RF3’、电阻RF4’、电阻RF6’、电阻RF7’、电阻RF9’、电阻RF10’、电阻RF12’、电阻RF13’，电容CF1-CF16，电容CF4’、电容CF7’、电容CF10’、电容CF13’，处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12，运放U14、运放U15、运放U16、运放U17；

电容CF1、电容CF2、电容CF3、电容CF4’的1脚均接到地，即第一节电池负极；电容CF1的2脚接到电阻RF1的2脚，同时接到处理单元U8的14、2脚，处理单元U8的第14脚、第2脚短接；电阻RF1第1脚接B1P网络；电容CF2的2脚接到电阻RF2的2脚，同时接到处理单元U8的11脚、5脚，处理单元U8的11脚、5脚短接；电阻RF2第1脚接B2P网络；电容CF3的2脚接到电阻RF3的2脚，同时接到处理单元U8的12脚、4脚，处理单元U8的12脚、4脚短接；电阻RF3第1脚接B3P网络；电阻RF0第1脚接地，2脚接处理单元U8的15脚；处理单元U8的1脚接电阻RF4’的1脚，电阻RF4’的2脚接运放U14的输出；电容CF4’的2脚接到RF4’的1脚；

电容CF4、电容CF5、电容CF6、电容CF7’的1脚接到网络B3P，即第4节电池负极；电容CF4的2脚接到电阻RF4的2脚，同时接到处理单元U9的14脚、2脚；处理单元U9的14脚、2脚短接；电阻RF4第1脚接B4P网络；电容CF5的2脚接到电阻RF4的2脚，同时接到处理单元U9的11脚、5脚，处理单元U9的11脚、5脚短接；电阻RF5第1脚接B5P网络；电容CF6的2脚接到电阻RF6的2脚，同时接到处理单元U9的12脚、4脚，处理单元U9的12脚、4脚短接；电阻RF6第1脚接B6P网络；电阻RF3’第1脚接B3P网络，2脚接处理单元U9的15脚；处理单元U9的1脚接电阻RF7’的1脚，电阻RF7’的2脚接运放U15的输出；电容CF7’的2脚接到电阻RF7’的1脚；

电容CF7、电容CF8、电容CF9、电容CF10’的第1脚均接到网络B6P，即第7节电池负极；电容CF7的2脚接到电阻RF7的2脚，同时接到处理单元U10的14脚、2脚，处理单元U10的14脚、2脚短接；电阻RF7第1脚接B7P网络；电容CF8的2脚接到电阻RF8的2脚，同时接到处理单元U10的11脚、5脚，处理单元U10的11脚、5脚短接；电阻RF8第1脚接B8P网络；电容CF9的2脚接到电阻RF9的2脚，同时接到处理单元U10的12脚、4脚，处理单元U10的12脚、4脚短接；电阻RF9第1脚接B9P网络；电阻RF6’第1脚接地，2脚接处理单元U10的15脚；处理单元U10的1脚接电阻RF10’的1脚，电阻RF10’的2脚接运放U16的输出；电容CF10’的2脚接到电阻RF10’的1脚；

电容CF10、电容CF11、电容CF12、电容CF13’的第1脚均接到网络B9P，即第10节电池负极；电容CF10的2脚接到电阻RF10的2脚，同时接到处理单元U11的14脚、2脚，处理单元U11的14脚、2脚短接；电阻RF10第1脚接B10P网络；电容CF11的2脚接到电阻RF11的2脚，同时接到处理单元U11的11脚、5脚，处理单元U11的11脚、5脚短接；电阻RF12第1脚接B12P网络；电容CF12的2脚接到电阻RF12的2脚，同时接到处理单元U11的12脚、4脚，处理单元U11的12脚、4脚短接；电阻RF12第1脚接B12P网络；电阻RF9’第1脚接地，2脚接处理单元U11的15脚；处理单元U11的1脚接电阻RF13’的1脚，电阻RF13’的2脚接运放U17的输出；电容CF13’的2脚接到电阻RF13’的1脚；

电容CF13、电容CF14、电容CF15、电容CF16’的第1脚接到网络B12P，即第13节电池负极；电容CF13的2脚接到电阻RF13的2脚，同时接到处理单元U12的14脚、2脚，处理单元U12的14脚、2脚短接；电阻RF13第1脚接B13P网络；电容CF14的2脚接到电阻RF14的2脚，同时接到处理单元U12的11脚、5脚，处理单元U12的11脚、5脚短接；电阻RF14第1脚接B14P网络；电容CF15的2脚接到电阻RF15的2脚，同时接到处理单元U12的12脚、4脚，处理单元U12的12脚、4脚短接；电阻RF15第1脚接B15P网络；电阻RF12’第1脚接地，2脚接处理单元U12的15脚；处理单元U12的1脚接电阻RF16的1脚，电阻RF16的2脚接网络B16P；电容CF16的2脚接到RF16的1脚。

4.根据权利要求3所述的锂电池电压采样电路，其特征在于：

所述采样通道切换模块及电平移动模块包括处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12，运放U13、运放U14、运放U15、运放U16、运放U17，以及若干电阻、若干电容；

处理单元U8、处理单元U9、处理单元U10、处理单元U11、处理单元U12组成电子开关，根据电子开关的控制逻辑的连接方式，每次切换都接入1节电池的正负两极，而电子开关的输出接运放组成的减法器的输入，以减去电池级联产生的公共电平；做到高端电平的向下移动；

由运放U13、运放U14、运放U15、运放U16、运放U17组成5级级联移动电路，即五级减法电路；从高到低每一级都可将电平移动到相应级的运放的差值电压即相应单节电池对V-的电压，而后传到下一级，而下一级减法器的被减数端接至上一级的V-端，这样就将上一级的电压下移到本级的V-为参考电平的电压；逐级下移就做到了16节电池串联的单节电池电压采样。

5.根据权利要求4所述的锂电池电压采样电路，其特征在于：

所述采样通道切换模块及电平移动模块中，电阻R56的1脚接运放U13输出脚，电阻R56的2脚和电阻R54的1脚接运放U13反向输入端；电阻R54的2脚和电容C18的1脚接处理单元U8的13脚；电阻R55的2脚和电容C18的2脚接处理单元U8的3脚；电阻R55的1脚和电阻R57的2脚接处理单元U13的正向输入端；电阻R57的1脚接处理单元U8的7脚、8脚；

电阻R67的1脚接运放U14输出脚，电阻R67的2脚和电阻R66的1脚接运放U14反向输入端；电阻R66的2脚和电容C20的1脚接处理单元U9的13脚；电阻R68的2脚和电容C20的2脚接处理单元U9的3脚；电阻R68的1脚和电阻R69的2脚接运放U14的正向输入端；电阻R69的1脚接处理单元U9的7脚、8脚；

电阻R79的1脚接运放U15输出脚，电阻R79的2脚和电阻R78的1脚接运放U15反向输入端；R78的2脚和电容C22的1脚接处理单元U10的13脚；电阻R80的2脚和电容C22的2脚接处理单元U10的3脚；电阻R80的1脚和电阻R81的2脚接运放U15的正向输入端；电阻R81的1脚接处理单元U10的7脚、8脚；

电阻R91的1脚接运放U16输出脚，电阻R91的2脚和电阻R90的1脚接运放U16反向输入端；电阻R90的2脚和电容C24的1脚接处理单元U11的13脚；电阻R92的2脚和电容C24的2脚接处理单元U11的3脚；电阻R93的1脚和电阻R92的2脚接运放U16的正向输入端；电阻R93的1脚接处理单元U11的7脚、8脚；

电阻R103的1脚接运放U17输出脚，电阻R103的2脚和电阻R102的1脚接运放U17反向输入端；电阻R102的2脚和电容C26的1脚接处理单元U12的13脚；电阻R104的2脚和电容C26的2脚接处理单元U12的3脚；电阻R105的1脚和电阻R104的2脚接运放U17的正向输入端；电阻R105的1脚接处理单元U12的7脚、8脚；

电阻R13的1脚接运放U13的输出，2脚采样电压输出；电容C1的1脚接地，2脚接电阻R13的2脚。

6.根据权利要求5所述的锂电池电压采样电路，其特征在于：

所述通道切换控制模块包括若干三极管、若干电阻、若干二极管；

电阻R62的1脚接处理单元U8的6脚，电阻R62的2脚和电阻R63的1脚接二极管D14的阳极；电阻R63的2脚、电阻R59的2脚和电阻R61的2脚接网络VDD1；电阻R59的1脚和电阻R58的2脚，接到网络A1，电阻R58的1脚接处理单元U8的10脚；电阻R60的1脚和电阻R61的2脚，接到网络B1；电阻R60的1脚接处理单元U8的9脚；三极管Q1的c极接网络B1，三极管Q1的e极接地；电阻R14的1脚接地，电阻R1的1脚接MCU_IO1；电阻R1的2脚和电阻R14的1脚接三极管Q1的b极；三极管Q2的c极接网络A1，三极管Q2的e极接地；电阻R15的1脚接地，电阻R2的1脚接MCU_IO2；电阻R2的2脚和电阻R15的1脚接三极管Q1的b极；

电阻R74的1脚接处理单元U9的6脚，电阻R74的2脚和电阻R75的1脚接二极管D15的阳极；电阻R75的2脚、电阻R71的2脚和电阻R73的2脚接网络VDD2；电阻R71的1脚和电阻R70的2脚接到网络A2，电阻R70的1脚接处理单元U9的10脚；电阻R73的1脚和电阻R72的2脚接到网络B2；电阻R72的1脚接处理单元U9的9脚；三极管Q3的c极接网络B2，三极管Q3的e极接地；电阻R16的1脚接地，电阻R3的1脚接MCU_IO3；电阻R3的2脚和电阻R16的1脚接三极管Q3的b极；三极管Q4的c极接网络A2，三极管Q4的e极接地；电阻R17的1脚接地，电阻R4的1脚接MCU_IO4；电阻R4的2脚和电阻R17的1脚接三极管Q4的b极；

电阻R86的1脚接处理单元U10的6脚，电阻R86的2脚和电阻R87的1脚接二极管D16的阳极；电阻R87的2脚、电阻R83的2脚和电阻R85的2脚接网络VDD3；电阻R83的1脚和电阻R82的2脚接到网络A3；电阻R82的1脚接处理单元U10的10脚；电阻R85的1脚和电阻R84的2脚接到网络B3；电阻R84的1脚接处理单元U10的9脚；三极管Q5的c极接网络B3，三极管Q5的e极接地；电阻R18的1脚接地，电阻R5的1脚接MCU_IO5；电阻R5的2脚和电阻R18的1脚接三极管Q5的b极；三极管Q6的c极接网络A3，三极管Q6的e极接地；电阻R19的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO6；电阻R6的2脚和电阻R19的1脚接三极管Q6的b极；

电阻R98的1脚接处理单元U11的6脚，电阻R98的2脚和电阻R99的1脚接二极管D17的阳极；电阻R99的2脚、电阻R95的2脚和电阻R97的2脚接网络VDD4；电阻R95的1脚和电阻R94的2脚接到网络A4，电阻R94的1脚接处理单元U11的10脚；电阻R97的1脚和电阻R96的2脚，接到网络B4；电阻R96的1脚接处理单元U11的9脚；三极管Q7的c极接网络B4，三极管Q7的e极接地；电阻R20的1脚接地，电阻R7的1脚接MCU_IO7；电阻R7的2脚和电阻R20的1脚接二极管Q7的b极；三极管Q8的c极接网络A4，三极管Q8的e极接地；电阻R21的1脚接地，电阻R6的1脚接MCU_IO8；电阻R8的2脚和电阻R21的1脚接三极管Q8的b极；

电阻R110的1脚接处理单元U12的6脚，电阻R110的2脚和电阻R111的1脚接二极管D18的阳极；R111的2脚、电阻R107的2脚和电阻R109的2脚接网络VDD4；电阻R107的1脚和电阻R106的2脚接到网络A5，电阻R106的1脚接处理单元U12的10脚；电阻R109的1脚和电阻R108的2脚，接到网络B5；电阻R108的1脚接处理单元U12的9脚；三极管Q9的c极接网络B5，三极管Q9的e极接地；电阻R22的1脚接地，电阻R9的1脚接MCU_IO9；电阻R9的2脚和电阻R22的1脚接三极管Q9的b极；三极管Q10的c极接网络A5，三极管Q10e极接地；电阻R23的1脚接地，电阻R10的1脚接MCU_IO10；电阻R10的2脚和电阻R23的1脚接三极管Q8的b极；

二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、二极管D18的阴极接三极管Q18的c极，三极管Q16的e极接地，电阻R24的1脚接地，2脚和电阻R11的2脚与三极管Q16的b极连接；电阻R11的1脚接MCU_IO11。

7.根据权利要求6所述的锂电池电压采样电路，其特征在于：

所述电源及电源控制电路，包括若干稳压管、电阻、电容、三极管、二极管；

电阻RV1的1脚接网络B4P即第4节电池正极，电阻RV1的2脚接网络VDD1，稳压管ZV1阴极网络VDD1，电容CV1的1脚和稳压管ZV1的阳极接地，电阻R65的2脚接VDD1，1脚接三极管Q11的b极，同时接电阻R64的2脚；电阻R64的1脚接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极接网络OPV，三极管Q11的e极接VDD1，三极管Q11的c极接电容C19的2脚，同时接处理单元U13的V+脚，电容C19的1脚接地，处理单元U8的16脚接VDD1；处理单元U8的7脚、8脚接地；

电阻RV2的1脚接网络B7P即第7节电池正极，电阻RV2的2脚接网络VDD2，稳压管ZV2阴极网络VDD2，电容CV2的1脚和稳压管ZV2的阳极接网络B3P；电阻R77的2脚接VDD2，1脚接三极管Q12的b极，同时接电阻R76的2脚；电阻R76的1脚接二极管D10的阳极，二极管D10的阴极接网络OPV，三极管Q12的e极接VDD2，三极管Q12的c极接电容C21的2脚，同时接处理单元U14的V+脚，电容C21的1脚接B3P，处理单元U9的16脚接VDD2；处理单元U9的7脚、8脚接网络B3P；

电阻RV3的1脚接网络B10P即第10节电池正极，电阻RV3的2脚接网络VDD3，稳压管ZV3阴极网络VDD3，电容CV3的1脚和稳压管ZV3的阳极接网络B6P，电阻R89的2脚接VDD3，1脚接三极管Q13的b极，同时接电阻R88的2脚；电阻R88的1脚接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极接网络OPV，三极管Q13的e极接VDD3，c极接C23的2脚，同时接处理单元U15的V+脚，电容C23的1脚接B6P，处理单元U10的16脚接VDD3；处理单元U10的7脚、8脚接网络B6P；

电阻RV4的1脚接网络B13P即第13节电池正极，电阻RV4的2脚接网络VDD4，稳压管ZV4阴极网络VDD4，电容CV4的1脚和稳压管ZV4的阳极接网络B9P，电阻R101的2脚接VDD4，1脚接三极管Q14的b极，同时接电阻R100的2脚；电阻R100的1脚接二极管D12的阳极，二极管D12的阴极接网络OPV，三极管Q14的e极接VDD4，c极接C25的2脚，同时接处理单元U16的V+脚，电容C25的1脚接B9P，处理单元U11的16脚接VDD4；处理单元U11的7脚、8脚接网络B9P；

电阻RV5的1脚接网络B16P即第16节电池正极，电阻RV5的2脚接网络VDD5，稳压管ZV5阴极网络VDD5，电容CV5的1脚和稳压管ZV5的阳极接网络B12P，电阻R113的2脚接VDD5，1脚接三极管Q15的b极，同时接电阻R112的2脚；电阻R112的1脚接二极管D15的阳极，二极管D15的阴极接网络OPV，三极管Q15的e极接VDD5，c极接电容C27的2脚，同时接处理单元U17的V+脚，电容C27的1脚接B12P，处理单元U12的16脚接VDD5；处理单元U12的7脚、8脚接网络B12P；

三极管Q17的c极接网络OPV，三极管Q17的e极接地，电阻R25的1脚接地，2脚和电阻R12的2脚与三极管Q17的b极连接；电阻R12的1脚接MCU_IO12。

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