CN106053932A - 电池管理系统功耗检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池管理系统功耗检测电路，涉及电源安全技术领域，该电路包括：单片机、供电电流检测电路、供电电压检测电路，所述供电电流检测电路，包括分流电阻和电流感应放大器，所述电流感应放大器用于采集所述分流电阻的电流，并进行放大后输入单片机；所述供电电压检测电路，包括分压电路和电压跟随器，所述分压电路，用于对检测电池管理系统的供电电压的分压。本发明提供的电池管理系统功耗检测电路，结构简单、体积小，能够实时精确地检测电池管理系统的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及电源安全技术领域，具体涉及一种电池管理系统功耗检测电路。
背景技术
相对于铅酸电池而言，锂电池拥有能量密度高、环保、长循环寿命等优势而逐渐应用于电动汽车、大容量储能以及通信后备电源中。在锂电池系统中，需要由电池管理系统(Battery Management System，BMS)对其进行监控和管理，以保证锂电池安全使用。
在电动汽车上，BMS系统由车载铅酸电池供电；在通信后备电源中，BMS常由电源本身进行供电。当电动汽车长时间处于停驶状态，通信电源长时间处于放置状态时，若忘记关闭电池管理系统时，常常会导致BMS将车载铅酸电池或通信电源本身的电量放空，影响电动汽车的正常行驶，并对电源本身造成损伤。因此需对电池管理系统的功耗进行检测，以预估供电电源的供电时间。
当前对BMS功耗的检测常用稳压电源本身显示的输出电压与电流进行计算，这样一方面由于稳压电源体积较大，不适用于现场BMS的功耗检测，同时BMS功耗检测的精度取决于稳压电源的输出精度。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术体积较大、电路较复杂的问题，设计出一种结构简单的电池管理系统功耗检测电路。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种电池管理系统功耗检测电路，包括单片机、供电电流检测电路、供电电压检测电路，所述单片机分别与所述供电电流检测电路和供电电压检测电路连接，用于接收所述供电电流检测电路检测到的供电电流信号和所述供电电压检测电路检测到的供电电压信号。
所述供电电流检测电路，包活一个分流电阻和一个电流感应放大器，用于检测电池管理系统的供电电流。
所述电流感应放大器用于采集所述分流电阻的电流，并进行放大后输入单片机。
所述供电电压检测电路，包括分压电路和电压跟随器，用于检测电池管理系统的供电电压。
所述分压电路，包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端通过所述分流电阻连接到检测电流输入端，所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端接地端，用于对检测电池管理系统的供电电压的分压。
所述电压跟随器接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，把由分压电路得到的供电电压的分压输入到单片机进行检测。
所述第一分压电阻阻值是所述第二分压电阻阻值的2～5倍。
所述第一分压电阻阻值是所述分流电阻阻值的n倍，n大于等于100倍。
优选地，电压跟随器包括集成运算放大器；所述集成运算放大器的同相输入端接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，所述集成运算放大器的反相输入端与所述集成运算放大器的输出端连接，所述集成运算放大器的输出端与单片机相连。
优选地、所述集成运算放大器采用单电源模式。
优选地，所述电流感应放大器的输出端通过第一限流电阻连接到单片机。
优选地，所述电压跟随器的输出端通过第二限流电阻连接到单片机。
(三)有益效果
本发明提供了一种电池管理系统功耗检测电路，由一个分流电阻、一个电流感应放大器，一个集成运算放大器、2个分压电阻和2个限流电阻组成，能够实时精确地检测电池管理系统的功耗，具有结构简单、体积小的优点，既能够用于电池管理系统检测设备，又能够直接设计在电池管理系统的供电电路中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电池管理系统功耗检测电路原理框图；
图2为本发明实施例提供的电池管理系统功耗检测电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例记载了电池管理系统功耗检测电路的原理框图，该电路由单片机、供电电流检测电路、供电电压检测电路组成，单片机分别与供电电流检测电路和供电电压检测电路连接，用于接收供电电流检测电路检测到的供电电流信号和供电电压检测电路检测到的供电电压信号。
供电电流检测电路，包活一个分流电阻和一个电流感应放大器，用于检测电池管理系统的供电电流。
电流感应放大器用于采集所述分流电阻的电流，并进行放大后输入单片机。
供电电压检测电路，包括分压电路和电压跟随器，用于检测电池管理系统的供电电压。
分压电路，包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端通过所述分流电阻连接到检测电流输入端，所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端接地端，用于对检测电池管理系统的供电电压的分压。
所述电压跟随器接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，把由分压电路得到的供电电压的分压输入到单片机进行检测。
如图2所示，为本实施例记载的电池管理系统功耗检测电路的电路结构示意图，其中供电电流检测电路，由分流电阻R1和电流感应放大器U1组成，分流电阻R1一端连接+12V正供电线，另一端与第一分压电阻R2相连，电流感应放大器U1具有7个引脚，其中引脚IN+和引脚IN-分别连接在分流电阻R1的两端，引脚REF2和引脚GND接地，V+和REF1接+5V电源，引脚OUT通过分流电阻R4与单片机相连。
所述供电电流检测电路的工作原理如下：
电流感应放大器U1的引脚IN+和引脚IN-从分流电阻R1(R1的阻值为1Ω)的两端采集电压，并进行放大后从引脚OUT输出，输出的放大电压信号通过分流电阻R4输入到单片机，经过单片机进一步处理，把放大的电压信号转化为供电电流信号。
供电电压检测电路，由分压电路和集成运算放大器U2组成，用于检测电池管理系统的供电电压。
分压电路，包括第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，第一分压电阻R2的一端通过分流电阻R1与+12V正供电线连接，第一分压电阻R2的另一端与第二分压电阻R3的一端连接，第二分压电阻R3的另一端接地。
集成运算放大器U2的同相输入端接于第一分压电阻R2和第二分压电阻R3之间，反相输入端与输出端连接，单电源供电接+5V电源。
所述供电电压检测电路的工作原理如下：
在供电电压检测电路中，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3阻值的设定远大于分流电阻R1的阻值，使得分流电阻R1的压降能够忽略不计。取第一分压电阻R2的阻值为第二分压电阻R3阻值的2倍，此时+12V的供电电压被分压，得到一个+4V的电压；+4V的电压经集成运算放大器U2后，输入到单片机进行检测。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种电池管理系统功耗检测电路，其特征在于：包括单片机、供电电流检测电路、供电电压检测电路，所述单片机分别与所述供电电流检测电路和供电电压检测电路连接，用于接收所述供电电流检测电路检测到的供电电流信号和所述供电电压检测电路检测到的供电电压信号；
所述供电电流检测电路，包活一个分流电阻和一个电流感应放大器，用于检测电池管理系统的供电电流；
所述电流感应放大器用于采集所述分流电阻的电流，并进行放大后输入单片机；
所述供电电压检测电路，包括分压电路和电压跟随器，用于检测电池管理系统的供电电压；
所述分压电路，包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端通过所述分流电阻连接到检测电流输入端，所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端接地端，用于对检测电池管理系统的供电电压的分压；
所述电压跟随器接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，把由分压电路得到的供电电压的分压输入到单片机进行检测。
2.如权利要求1所述的电池管理系统功耗检测电路，其特征在于：所述第一分压电阻阻值是所述第二分压电阻阻值的2～5倍。
3.如权利要求2所述的电池管理系统功耗检测电路，其特征在于：所述第一分压电阻阻值是所述分流电阻阻值的n倍，n大于等于100倍。
4.如权利要求1所述的的电池管理系统功耗检测电路，其特征在于：所述电压跟随器包括集成运算放大器；所述集成运算放大器的同相输入端接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，所述集成运算放大器的反相输入端与所述集成运算放大器的输出端连接，所述集成运算放大器的输出端与单片机相连。
5.如权利要求4所述的电池管理系统功耗检测电路，其特征在于：所述集成运算放大器采用单电源模式。
6.如权利要求1～5任一所述的电池管理系统功耗检测电路，其特征在于：包括两个限流电阻，所述电流感应放大器的输出端通过第一限流电阻连接到单片机；所述电压跟随器的输出端通过第二限流电阻连接到单片机。
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