CN106645915A - 基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路 - Google Patents

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Abstract

本发明属于多串电池电压采集领域，特别涉及一种基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路。本发明包括多个镜像电流源采集电路，每一个所述镜像电流源采集电路分别设置于一个电池的正负极两端，所述镜像电流源采集电路的信号输入端连接控制信号，多个所述镜像电流源采集电路的信号输出端均连接温漂补偿电路的信号输入端，镜像电流源采集电路用于将一个差分电压信号转换成与电压值成正比的电流信号，再通过镜像电流源电路复制这个电流信号，此过程为电流镜像的过程，温漂补偿电路用来降低镜像电流源电路的温漂补偿。因此本发明能够有效地避免了由于温度的变化所引起的电池电压采样产生误差，提高了电池电压的测量精度。

Description

基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路
技术领域
本发明属于多串电池电压采集领域，特别涉及一种基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路。
背景技术
常用的利用镜像电流源进行电压检测的电路是使用对称放大电路，对称放大电路将输入的差模电压信号转换成电流信号，再利用镜像电路的对称特性，将源边的电流信号传递到副边去，副边电路中的采样电阻将镜像后的电流信号再转换回电压信号，由此完成差模电压信号到共模电压信号的转换。转换后的共模电压信号可通过AD方便的进行采集。
但由于镜像电流源中的对管工作在放大区，当温度变化时，三极管的放大倍数β会随着温度的变化而变化，因此会给测量带来误差，导致测量结果不准确，因此亟需提出一种能够防止由于温度的变化所引起的电池电压采样产生误差的温飘补偿电路。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路，本发明避免了由于温度的变化所引起的电池电压采样产生误差，提高了电池电压的测量精度。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：
基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路包括多个镜像电流源采集电路，每一个所述镜像电流源采集电路分别设置于一个电池的正负极两端，所述镜像电流源采集电路的信号输入端连接控制信号，多个所述镜像电流源采集电路的信号输出端均连接温漂补偿电路的信号输入端。
优选的，所述镜像电流源采集电路包括第一三极管、第二三极管以及第三三极管，所述第一三极管的发射极分别连接第一电阻的一端以及温漂补偿电路的一个信号输入端，第一三极管的集电极分别连接第二电阻的一端、第三三极管的基极以及温漂补偿电路的另一个信号输入端，所述第二电阻的另一端连接电池负极，所述第一电阻的另一端分别连接第三电阻的一端以及电池正极，所述第三电阻的另一端连接第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极分别连接第一三极管的基极、第二三极管的集电极以及第三三极管的发射极，所述第三三极管的集电极连接MOS管的漏极，MOS管的源极连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地，MOS管的栅极连接控制信号。
优选的，所述温漂补偿电路包括第一放大器，所述第一放大器的正极信号输入端分别连接第五电阻的一端、第七电阻的一端，第一放大器的负极信号输入端分别连接第六电阻的一端、第八电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接第一三极管的发射极，所述第六电阻的另一端连接第一三极管的集电极，所述第七电阻的另一端接地，所述第八电阻的另一端连接第一放大器的信号输出端。
进一步的，所述第一三极管和第二三极管为设置在同一个基底上的对管。
进一步的，所述第一电阻的电阻值大小等于第三电阻的电阻值大小，所述第四电阻的电阻值大小为第一电阻的电阻值大小与第二电阻的电阻值大小之和。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明在每一个串联的锂电池的正负极两端分别设置了一个镜像电流源采集电路，所述镜像电流源采集电路的信号输入端连接控制信号，多个所述镜像电流源采集电路的信号输出端均连接温漂补偿电路的信号输入端，镜像电流源采集电路用于将一个差分电压信号转换成与电压值成正比的电流信号，再通过镜像电流源电路复制这个电流信号，此过程为电流镜像的过程，温漂补偿电路用来降低镜像电流源电路的温漂补偿。因此本发明能够有效地避免了由于温度的变化所引起的电池电压采样产生误差，提高了电池电压的测量精度。
2)、本发明的电路结构简单，而且第一三极管和第二三极管为设置在同一个基底上的对管，两个三极管的噪声系数、特性曲线、放大倍都一致，大大地抵消了三极管本身的噪声以及温度影响造成的零点漂移。
附图说明
图1为本发明的电路连接框图；
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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，基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路包括多个镜像电流源采集电路10，每一个所述镜像电流源采集电路10分别设置于一个电池的正负极两端，所述镜像电流源采集电路10的信号输入端连接控制信号，多个所述镜像电流源采集电路10的信号输出端均连接温漂补偿电路20的信号输入端。
如图2所示，所述镜像电流源采集电路10包括第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第三三极管Q3，所述第一三极管Q1的发射极分别连接第一电阻R1的一端以及温漂补偿电路20的一个信号输入端，第一三极管Q1的集电极分别连接第二电阻R2的一端、第三三极管Q3的基极以及温漂补偿电路20的另一个信号输入端，所述第二电阻R2的另一端连接电池负极，所述第一电阻R1的另一端分别连接第三电阻R3的一端以及电池正极，所述第三电阻R3的另一端连接第二三极管Q2的发射极，所述第二三极管Q2的基极分别连接第一三极管Q1的基极、第二三极管Q2的集电极以及第三三极管Q3的发射极，所述第三三极管Q3的集电极连接MOS管的漏极，MOS管的源极连接第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端接地，MOS管的栅极连接控制信号。
所述温漂补偿电路20包括第一放大器，所述第一放大器的正极信号输入端分别连接第五电阻R5的一端、第七电阻R7的一端，第一放大器的负极信号输入端分别连接第六电阻R6的一端、第八电阻R8的一端，所述第五电阻R5的另一端连接第一三极管Q1的发射极，所述第六电阻R6的另一端连接第一三极管Q1的集电极，所述第七电阻R7的另一端接地，所述第八电阻R8的另一端连接第一放大器的信号输出端。
所述第一三极管Q1和第二三极管Q2为设置在同一个基底上的对管，两个三极管的噪声系数、特性曲线、放大倍都一致，大大地抵消了三极管本身的噪声以及温度影响造成的零点漂移，所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3构成镜像电流源电路，所述第一电阻R1的电阻值大小等于第三电阻R3的电阻值大小，所以第一三极管Q1的发射极电流和第二三极管Q2的发射极电流相等，MOS管的作用是一个开关，COMM是一个开关信号，来开启和关闭电压采样，所述第四电阻R4的电阻值大小为第一电阻R1的电阻值大小与第二电阻R2的电阻值大小之和，由于第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第三三极管Q3的基极电流相比于发射极电流很小，可以忽略不计，所以流过第四电阻R4的电流等于第一三极管Q1的发射极电流。
镜像电流源采集电路10用于将一个差分电压信号转换成与电压值成正比的电流信号，再通过镜像电流源电路复制这个电流信号，此过程为电流镜像的过程。镜像后的电流信号，在采样电阻上产生电压降，将电流信号转换成可采集的电压信号，即镜像电流源电路完成了差模电压信号到共模电压信号的转换。
温漂补偿电路20用来降低镜像电流源电路的温漂补偿，温度的变化影响着三极管对管的放大倍数β，导致第一三极管Q1的集电极与发射极结电压是一个变化的值，影响电压的测量精度，将第一三极管Q1的集电极与发射极结电压作为一个修订值采集出来，达到降低温漂的目的。
当温度变化时，第一三极管Q1、第二三极管Q2组成的对管的放大倍数产生变化，导致第一三极管Q1和第二三极管Q2的集电极和发射极结电压产生变化，利用集电极和发射极结电压产生变化值，通过VB和VO的电压之和计算出电池电压，完成对电池电压采集的温度补偿。
具体的，选取第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8的阻值远大于第一电阻R1、第二电阻R2的阻值，可以忽略第一放大器吸收的电流，由此可见，锂电池的电压即为B1-和B1+的电压差等于VB和VO的电压之和，避免了温飘的产生。

Claims (5)

1.基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路，其特征在于：包括多个镜像电流源采集电路(10)，每一个所述镜像电流源采集电路(10)分别设置于一个电池的正负极两端，所述镜像电流源采集电路(10)的信号输入端连接控制信号，多个所述镜像电流源采集电路(10)的信号输出端均连接温漂补偿电路(20)的信号输入端。
2.如权利要求1所述的基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路，其特征在于：所述镜像电流源采集电路(10)包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)以及第三三极管(Q3)，所述第一三极管(Q1)的发射极分别连接第一电阻(R1)的一端以及温漂补偿电路(20)的一个信号输入端，第一三极管(Q1)的集电极分别连接第二电阻(R2)的一端、第三三极管(Q3)的基极以及温漂补偿电路(20)的另一个信号输入端，所述第二电阻(R2)的另一端连接电池负极，所述第一电阻(R1)的另一端分别连接第三电阻(R3)的一端以及电池正极，所述第三电阻(R3)的另一端连接第二三极管(Q2)的发射极，所述第二三极管(Q2)的基极分别连接第一三极管(Q1)的基极、第二三极管(Q2)的集电极以及第三三极管(Q3)的发射极，所述第三三极管(Q3)的集电极连接MOS管的漏极，MOS管的源极连接第四电阻(R4)的一端，所述第四电阻(R4)的另一端接地，MOS管的栅极连接控制信号。
3.如权利要求2所述的基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路，其特征在于：所述温漂补偿电路(20)包括第一放大器，所述第一放大器的正极信号输入端分别连接第五电阻(R5)的一端、第七电阻(R7)的一端，第一放大器的负极信号输入端分别连接第六电阻(R6)的一端、第八电阻(R8)的一端，所述第五电阻(R5)的另一端连接第一三极管(Q1)的发射极，所述第六电阻(R6)的另一端连接第一三极管(Q1)的集电极，所述第七电阻(R7)的另一端接地，所述第八电阻(R8)的另一端连接第一放大器的信号输出端。
4.如权利要求3所述的基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路，其特征在于：所述第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)为设置在同一个基底上的对管。
5.如权利要求4所述的基于镜像电流源多串电池电压检测电路的温飘补偿电路，其特征在于：所述第一电阻(R1)的电阻值大小等于第三电阻(R3)的电阻值大小，所述第四电阻(R4)的电阻值大小为第一电阻(R1)的电阻值大小与第二电阻(R2)的电阻值大小之和。
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