CN106501722A - 一种电池电压检测电路及电压侦测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池电流电压检测电路，包括电流检测电路和电压检测电路，所述电流检测电路包括输入差分放大电路、放大电路、偏置电路、低通滤波电路和串联在检测电路中的电阻Rs，所述放大电路分别与输入差分放大电路、偏置电路、低通滤波电路连接。本发明的有益效果是：1、通过将偏置电路产生的偏置电压与电流采样信号电压相叠加使得当电池放电时，输出到AD转换装置的电压仍为正电压；2、电容C2与电阻R8和电阻R9构成低通滤波电路可以消除噪声；3、在PWM充电/放电、直充电/放电的任何时刻，准确检测到实际电池电压。

Description

一种电池电压检测电路及电压侦测方法

技术领域

本发明涉及数据采集领域，尤其涉及一种电池电压检测电路及电压侦测方法。

背景技术

电池的电流和电压检测一直是电池使用时所关注的重要问题，目前电池检测电路一般采用如下技术：电路由两路电压跟随器和一路运算放大电路构成，将采样电阻两端的高阻抗电压输出为低阻抗电压，再通过运算放大电路放大一定倍数，在将放大后的信号传给单片机通过AD转换成数据。在这里电压跟随器的作用是减小检测电路对原驱动电路的影响。在这个检测电路中一共有三路运放，这种方式能最大限度的减小对前级电路的影响，在稳定性方面也比较有优势，但是在成本方面还是有劣势的，在一些成本控制要求比较高的产品上，就没有必要这么复杂的电路了。

而且目前市场上电池电压侦测不考虑电池充放电状态及充放电电流，直接侦测电池电压，这样测量的误差较大；测量电池电压时关断电池回路开关，在关断期间侦测电池电压，这样影响电池充放电效率，增加了控制复杂度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种电池电压检测电路及电压侦测方法，可以提高电池电压侦测精度。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种电池电流电压检测电路，包括电流检测电路和电压检测电路，所述电流检测电路包括输入差分放大电路、放大电路、偏置电路、低通滤波电路和串联在检测电路中的电阻Rs，所述放大电路分别与输入差分放大电路、偏置电路、低通滤波电路电连接。

进一步的，所述差分放大电路包括电阻R1、电阻R4，所述电阻Rs远离蓄电池负极的一端与电阻R1的一端连接，所述电阻Rs靠近蓄电池负极的一端与电阻R4的一端连接。

进一步的，所述放大电路包括运算放大器、电阻R2，所述运算放大器的负极输入端与电阻R1的另一端相连，所述运算放大器的正极输入端与电阻R4的另一端相连，所述运算放大器与电阻R1之间的连接点与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与运算放大器的输出端相连，所述运算放大器的负电源端接地。

进一步的，所述偏置电路包括运算放大器电源、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述电阻R5一端与电阻R4和运算放大器间的连接点连接，所述电阻R5的另一端与电阻R6、R7连接，电阻R6的另一端与运算放大器电源V1正极连接，电阻R7的另一端与运算放大器电源V1负极连接，所述电阻R6与运算放大器电源V1正极之间的连接点与运算放大器的正极电源输入端连接。

进一步的，所述低通滤波电路包括电阻R3、电容C1，所述电阻R3的一端与电阻R2和运算放大器输出端之间的连接点相接，所述电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R3与电容C1之间的连接点与AD转换装置相连。

进一步的，所述电压检测电路，包括电阻R8、R9，电容C2，电阻R8的一端与电池正极连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电池负极连接，电阻R8与电阻R9之间的连接点与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R9和电池负极之间的连接点连接，电阻R8与电阻R9之间的连接点还与电压转换模块连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种电池电压侦测方法，应用于上述电池电流电压检测电路，包括直充直放时检测方法和PWM充放电时检测方法；

所述直充直放时检测方法，基于电池充电或放电电流及预估电池内阻，对检测到的电池电压进行修正，以获得实际电池电压；

所述PWM充放电时检测方法，在PWM的下降沿后延时一定时间，即OFF期间进行电压采样检测，以获得实际电池电压。

本发明的有益效果是：1、通过将偏置电路产生的偏置电压与电阻R4相叠加使得当电池放电时，输出到AD转换装置的电压仍为正电压；

2、电容C2与电阻R8和电阻R9构成低通滤波电路可以消除噪声；

3、在PWM充电/放电、直充电/放电的任何时刻，准确检测到实际电池电压。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的电池电流检测电路图；

图2是本发明的电池电压检测电路图；

图3是实施例中PWM充电时的电池电压采样时间点示意图

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

如图1至3所示，一种电池电流电压检测电路，包括电流检测电路和电压检测电路，所述电流检测电路包括输入差分放大电路、放大电路、偏置电路、低通滤波电路和串联在检测电路中的电阻Rs，所述放大电路分别与输入差分放大电路、偏置电路、低通滤波电路电连接。

进一步的，所述差分放大电路包括电阻R1、电阻R4，所述电阻Rs远离蓄电池负极的一端与电阻R1的一端连接，所述电阻Rs靠近蓄电池负极的一端与电阻R4的一端连接。

进一步的，所述放大电路包括运算放大器、电阻R2，所述运算放大器的负极输入端与电阻R1的另一端相连，所述运算放大器的正极输入端与电阻R4的另一端相连，所述运算放大器与电阻R1之间的连接点与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与运算放大器的输出端相连，所述运算放大器的负电源端接地。

进一步的，所述偏置电路包括运算放大器电源、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述电阻R5一端与电阻R4和运算放大器间的连接点连接，所述电阻R5的另一端与电阻R6、R7连接，电阻R6的另一端与运算放大器电源V1正极连接，电阻R7的另一端与运算放大器电源V1负极连接，所述电阻R6与运算放大器电源V1正极之间的连接点与运算放大器的正极电源输入端连接。

进一步的，所述低通滤波电路包括电阻R3、电容C1，所述电阻R3的一端与电阻R2和运算放大器输出端之间的连接点相接，所述电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R3与电容C1之间的连接点与AD转换装置相连。

进一步的，所述电压检测电路，包括电阻R8、R9，电容C2，电阻R8的一端与电池正极连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电池负极连接，电阻R8与电阻R9之间的连接点与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R9和电池负极之间的连接点连接，电阻R8与电阻R9之间的连接点还与电压转换模块连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种电池电压侦测方法，应用于上述电池电流电压检测电路，包括直充直放时检测方法和PWM充放电时检测方法；

所述直充直放时检测方法，基于电池充电或放电电流及预估电池内阻，对检测到的电池电压进行修正，以获得实际电池电压；

所述PWM充放电时检测方法，在PWM的下降沿后延时一定时间，即OFF期间进行电压采样检测，以获得实际电池电压。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种电池电流电压检测电路，包括电流检测电路和电压检测电路，其特征在于：

所述电流检测电路包括输入差分放大电路、放大电路、偏置电路、低通滤波电路和串联在检测电路中的电阻Rs，所述放大电路分别与输入差分放大电路、偏置电路、低通滤波电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电池电流电压检测电路，其特征在于，所述差分放大电路包括电阻R1、电阻R4，所述电阻Rs远离蓄电池负极的一端与电阻R1的一端连接，所述电阻Rs靠近蓄电池负极的一端与电阻R4的一端连接。

3.根据权利要求1～2任一所述的一种电池电流电压检测电路，其特征在于，所述放大电路包括运算放大器、电阻R2，所述运算放大器的负极输入端与电阻R1的另一端相连，所述运算放大器的正极输入端与电阻R4的另一端相连，所述运算放大器与电阻R1之间的连接点与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与运算放大器的输出端相连，所述运算放大器的负电源端接地。

4.根据权利要求1～3任一所述的一种电池电流电压检测电路，其特征在于，所述偏置电路包括运算放大器电源、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述电阻R5一端与电阻R4和运算放大器间的连接点连接，所述电阻R5的另一端与电阻R6、R7连接，电阻R6的另一端与运算放大器电源V1正极连接，电阻R7的另一端与运算放大器电源V1负极连接，所述电阻R6与运算放大器电源V1正极之间的连接点与运算放大器的正极电源输入端连接。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种电池电流电压检测电路，其特征在于，所述低通滤波电路包括电阻R3、电容C1，所述电阻R3的一端与电阻R2和运算放大器输出端之间的连接点相接，所述电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R3与电容C1之间的连接点与AD转换装置相连。

6.根据权利要求1所述的一种电池电流电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路，包括电阻R8、R9，电容C2，电阻R8的一端与电池正极连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电池负极连接，电阻R8与电阻R9之间的连接点与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R9和电池负极之间的连接点连接，电阻R8与电阻R9之间的连接点还与电压转换模块连接。

7.一种电池电压侦测方法，应用于权利要求1或6任意一项中电池电流电压检测电路，其特征在于：包括直充直放时检测方法和PWM充放电时检测方法；

所述直充直放时检测方法，基于电池充电或放电电流及预估电池内阻，对检测到的电池电压进行修正，以获得实际电池电压，

所述PWM充放电时检测方法，在PWM的下降沿后延时一定时间，即OFF期间进行电压采样检测，以获得实际电池电压。