CN107390080B - 一种电池断线检测电路 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电池断线检测电路，该电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电容、第二电容及判断单元和电源，其中，所述第一电容的第一极板，用于连接至待检测电芯的正极，第二极板连接至地；所述第一开关的一端连接至所述第一电容的第一极板，另一端连接至地；所述第二开关的一端连接至电源，另一端连接至所述第一电容的第一极板；所述第二电容的第一极板连接至所述第一电容的第一极板和采样点，第二极板连接至所述第三开关的第一端；所述判断单元连接至所述第二电容的第二极板；所述第三开关的第二端连接至地或所述电源，该电路具有功耗小，且对电芯电压影响小的优点。

Description

一种电池断线检测电路
技术领域
本申请涉及电路设计技术领域，特别涉及一种电池断线检测电路。
背景技术
随着电子产品的不断发展，电池应用越来越广泛，多串数电池包的应用也越来越多。随着电池串数的增加，电池检测线越多，在振动以及恶劣环境中可能出现连接线断或者连接端子接触不良等现象，降低了产品的可靠性，可能会导致相应的电池在充放电过程中不能及时进行保护而出现起火或者损坏的风险。
电池故障检测中的电池断线检测是其中较为重要的技术点。
现有的电池断线检测技术通常是通过上拉电流或者下拉电流把悬空的节点拉向高电位或者是拉到地。这样做的缺点是功耗大，并且当电池没有断线时，流过采样管脚的常通的电流会导致芯片检测电压出现误差。
发明内容
本申请实施例提出了一种电池断线检测电路，用以克服现有的电池断线检测技术存在的功耗大、会导致芯片检测电压出现误差的不足。
本申请实施例提供了一种电池断线检测电路，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电容、第二电容及判断单元和电源，其中，
所述第一电容的第一极板，用于连接至待检测电芯的正极，第二极板连接至地；
所述第一开关的一端连接至所述第一电容的第一极板，另一端连接至地；
所述第二开关的一端连接至电源，另一端连接至所述第一电容的第一极板；
所述第二电容的第一极板连接至所述第一电容的第一极板和采样点，第二极板连接至所述第三开关的第一端；
所述判断单元连接至所述第二电容的第二极板，用于根据所述第二电容的第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线；
所述第三开关的第二端连接至地或所述电源。
本申请实施例提供的电池断线检测电路，由于该电路包括了第一开关、第二开关、第三开关、第一电容、第二电容及判断单元和电源，其中，所述第一电容的第一极板，用于连接至待检测电芯的正极，第二极板连接至地；所述第一开关的一端连接至所述第一电容的第一极板，另一端连接至地；所述第二开关的一端连接至电源，另一端连接至所述第一电容的第一极板；所述第二电容的第一极板连接至所述第一电容的第一极板和采样点，第二极板连接至所述第三开关的第一端；所述判断单元连接至所述第二电容的第二极板，用于根据所述第二电容的第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线；所述第三开关的第二端连接至地或所述电源，能够通过控制三个开关的导通或截止按时序进行下拉或上拉，使第二电容的第二基板电位出现波动变化，基于第二电容的第二基板电位的波动变化检测电芯是否断线，该检测电路功耗小，且对电芯的电压影响较小。
附图说明
下面将参照附图描述本申请的具体实施例，
图1为本申请实施例提供的电池断线检测电路的应用示意图一，其中，虚线左侧为待检测的电芯串，虚线右侧为电池断线检测电路，V(n)为待检测电芯，Cex(n)为第一电容，C(n)为第二电容；
图2为本申请实施例提供的电池断线检测电路的应用示意图二；
图3为本申请实施例提供的电池断线检测电路的应用示意图三；
图4为本申请实施例提供的基于上述电池断线检测电路的电池断线检测方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明书中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
本申请实施例中提供了一种按键输入处理电路，图1为本申请实施例提供的电池断线检测电路的应用示意图一，如图1所示，虚线右侧的电池断线检测电路可以包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电容、第二电容及判断单元和电源，其中，
所述第一电容的第一极板，用于连接至待检测电芯的正极，第二极板连接至地；
所述第一开关的一端连接至所述第一电容的第一极板，另一端连接至地；
所述第二开关的一端连接至电源，另一端连接至所述第一电容的第一极板；
所述第二电容的第一极板连接至所述第一电容的第一极板和采样点，第二极板连接至所述第三开关的第一端；
所述判断单元连接至所述第二电容的第二极板，用于根据所述第二电容的第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线；
所述第三开关的第二端连接至地或所述电源。
具体实施中，基于第一开关、第二开关和第三开关的导通或截止可以对第二电容的极板进行下拉或上拉，使第二电容的第二基板电位出现波动变化，基于第二电容的第二基板电位的波动变化检测电芯是否断线。
如图1所示，当待检测电芯没有断线，则电芯作为电源可以在第一开关或第二开关导通时，强力维持第二电容的上、下极板的电位，几乎不出现电位波动。当待检测电芯断线时，第二电容的第二基板电位的波动变化可以为上升或下降两种情况。相应地，电池断线检测电路中的第三开关的第二端可以连接至地，或者是连接至电源Vcc。两种电路设计均可以实现对待检测电芯的断线检测，本领域技术人员可以根据实际情况确定选择哪一种，这里不做具体限定。
图2为本申请实施例提供的电池断线检测电路的应用示意图二，如图2所示，实施中，所述第三开关的第二端连接至地时，所述第一开关和所述第三开关被设置为导通，所述第二开关被设置为截止，对所述第二电容的第一极板电位进行下拉；
所述第二电容的第一极板连接至采样点，对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；
所述第二开关被设置为导通，所述第一开关和所述第三开关被设置为截止，得到所述第二电容第二极板的电位信号；
所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，由于所述电池断线检测电路中的第三开关的第二端存在连接到地，或者是连接到电源的两种情况，具体实施中，本领域技术人员可以根据实际需要从上述电池断线检测电路中选择，相应的执行与该电池断线检测电路对应的电池断线检测方法。当所述第三开关的第二端连接至地时，导通所述第一开关和所述第三开关，截止所述第二开关，对第二电容进行初始化，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，第二电容的第二极板电位为0V，如果图2中的待检测电芯断线，采样点即为开路，那么第二电容的第一极板初始电压如果为大于0V，第二电容的第二极板电位就会被拉低一定幅度。
实施中，所述第二电容的第一极板电位进行下拉的下拉幅度，可以具体如下；
其中，ΔVPL为所述第二电容的第一极板电位的下拉幅度，IPL为所述第一开关的下拉等效电流，TPL所述第一开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，其中，被下拉之前的所述第二电容第一极板的初始电位信号大于0。
具体实施中，由于第二电容C(n)通常会远小于第一电容Cex(n)，所以，在具体计算中，可以忽略C(n)，下面的计算中也是基于同样的原因，没有包括C(n)。
举例说明，当所述第三开关的第二端连接至地时，经过步骤401，导通所述第一开关和所述第三开关，截止所述第二开关，对第二电容进行初始化，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，第二电容的第二极板电位为0V，如果图2中的待检测电芯断线，采样点即为开路，那么第二电容的第一极板初始电压如果为大于0V，第二电容的第二极板电位就会被拉低一定幅度，该幅度ΔVPL由第一开关下拉等效电流IPL、开关导通时间TPL和第一电容Cex(n)决定，其中第二电容可以集成到芯片内部。假设，IPL＝10uA，TPL＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，得到ΔVPL＝0.1V。
实施中，得到所述第二电容第二极板的电位信号，可以具体如下：
其中，ΔVPH为所述第二电容的第二极板电位的上拉幅度，IPH为所述第二开关的上拉等效电流，TPH所述第二开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，其中，被上拉之前所述第二电容第二极板的初始电位信号为0。
具体实施中，第一开关和第三开关截止，第二开关导通，上拉第二电容的第一极板，此时，即便V(n)是最上级电芯，第二电容的第一极板与电源Vcc之间也会有不小于ΔVPL的电压差，这样就可以确保为第二开关上拉第二电容的极板电位提供足够的上拉空间。上拉幅度ΔVPH由第二开关下拉等效电流IPH、开关导通时间TPH和为所述第一电容的电容值Cex(n)决定。假设，IPH＝10uA，TPH＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，基于上式可以得到ΔVPH＝0.1V。经过第二开关的上拉，假如待检测电芯断线，由于第二电容的第二极板对地通路截止，第二电容的第二极板的电位被上拉为ΔVPH。
而如果图2中待检测电芯未断线，采样点处是通路而非开路，则由于电芯作为电源可以在第一开关和第三开关截止，第二开关导通时强力维持第二电容的第二极板电位不发生明显变化，则第二电容的第二极板电位仍近似为0V。
实施中，所述判断单元可以包括：比较器和参考电压源，其中，
所述比较器的正输入端连接至所述第二电容的第二极板；负输入端连接至所述参考电压源VREF；其中，
输出端，用于输出所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电源的比较结果数据，所述比较结果数据用于确定所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，可以通过判断单元根据第二电容第二极板的电位对待检测电芯件断线判断。如图2所示，一种判断的实现方式可以采用为比较器，设CLK的采样时钟沿与采样结束时间相同步，即：当采样结束，出现比较器正端输入信号高于VREF时，比较器的输出CMPO为高电平，检测为电芯断线了；反之，当采样结束是，出现比较器正端输入信号低于VREF时，比较器的输出CMPO为低电平，则检测说明电芯未断线。
实施中，所述判断单元还可以包括：D触发器，
所述D触发器的数据输入端连接至所述比较器的输出端，用于根据时钟信号接收所述比较结果数据，所述时钟信号是通过时钟输入端输入的，其时钟沿与采样结束时间相同步；输出端，用于输出触发处理后的数据，所述触发处理后的数据用于确定所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，可以将比较器的输出锁存在D触发器中，D触发器根据时钟信号CLK，当CMPO为高电平时，将其锁入D触发器的DFF，D触发器的输出OUT置为高电平，等效为检测到断线；反之，当CMPO为低电平时，将其锁入D触发器的D，D触发器的输出OUT置为低电平，等效为检测未断线。
实施中，所述第三开关的第二端连接至所述电源时，所述第二开关和所述第三开关被设置为导通，所述第一开关被设置为截止，对所述第二电容的第一极板电位进行上拉；
所述第二电容的第一极板连接至采样点，对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；
所述第一开关被设置为导通，所述第二开关和所述第三开关被设置为截止，得到所述第二电容第二极板的电位信号；
所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，当所述第三开关的第二端连接至地时，导通所述第二开关和所述第三开关，截止所述第一开关，对第二电容进行初始化，第二电容的第二极板电位大于0且小于或等于Vcc，如果图3中的待检测电芯断线，采样点即为开路，那么第二电容的第一极板电位就会被拉高一定幅度。对第二电容初始化后，通过连接至采样点的第二电容的第二极板对待测电芯进行采样，第二开关和第三开关截止，第一开关导通，下拉第二电容的第二极板，第二电容的第二极板与电源Vcc之间也会有一定的电压差。
实施中，所述第二电容的第一极板电位进行上拉的上拉幅度，可以具体如下；
其中，ΔVPH'为所述第二电容的第一极板电位的上拉幅度，IPH'为所述第二开关的上拉等效电流，TPH'所述第二开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，被下拉之前的所述第二电容第一极板的初始电位信号大于0且小于或等于Vcc。
具体实施中，当所述第三开关的第二端连接至地时，导通所述第二开关和所述第三开关，截止所述第一开关，对第二电容进行初始化，第二电容的第二极板电位为Vcc，如果图3中的待检测电芯断线，采样点即为开路，那么第二电容的第一极板电位就会被拉高一定幅度，该幅度ΔVPH'由第二开关上拉等效电流IPH'、开关导通时间TPH'和第一电容Cex(n)决定。第二电容C(n)通常会远小于第一电容Cex(n)，所以，在具体计算中，可以忽略C(n)，第二电容可以集成到芯片内部。假设，IPH'＝10uA，TPH'＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，得到ΔVPH'＝0.1V。
实施中，得到所述第二电容第二极板的电位信号，可以具体如下：
V＝Vx-ΔVPL'
其中，V为所述第二电容第二极板的电位信号，Vx为所述第二电容的第二极板被下拉之前的初始电位信号，其中，0<Vx≤Vcc，Vcc为所述电源的电压值，ΔVPL'为所述第二电容的第二极板电位的下拉幅度，IPL'为所述第一开关的下拉等效电流，TPL'所述第一开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值。
具体实施中，第二开关和第三开关截止，第一开关导通，下拉第二电容的第二极板。下拉幅度ΔVPL'由第一开关下拉等效电流IPL'、开关导通时间TPL'和为所述第一电容的电容值Cex(n)决定。假设，Vx＝Vcc IPL'＝10uA，TPL'＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，基于上式可以得到ΔVPL'＝0.1V。经过第一开关的下拉，假如待检测电芯断线，第二电容的第二极板的电位被上拉为Vcc-ΔVPL'。
而如果图3中待检测电芯未断线，采样点处是通路而非开路，则由于电芯作为电源可以在第二开关和第三开关截止，第一开关导通时强力维持第二电容的第二极板电位不发生明显变化，则第二电容的第二极板电位仍近似为Vcc。
实施中，所述判断单元可以包括：比较器和参考电压源V'REF，其中，
所述比较器的正输入端连接至所述参考电压源的正端；负输入端连接至所述第二电容的第二极板；输出端，用于输出根据所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电源的比较结果数据。
具体实施中，可以通过判断单元根据第二电容第二极板的电位对待检测电芯件断线判断。如图3所示，一种判断的实现方式可以采用为比较器，设CLK的采样时钟沿与采样结束时间相同步，即：当采样结束，出现比较器负端输入信号低于V'REF时，比较器的输出CMPO为高电平，检测为电芯断线了；反之，当采样结束，出现比较器负端输入信号高于V'REF时，比较器的输出CMPO为低电平，则检测说明电芯未断线。
实施中，所述判断单元还可以包括：电平转换模块和D触发器，其中，
所述电平转换模块的输入端连接至所述比较器的输出端，输出端将电平转换后的信号输出至所述D触发器的数据输入端；
所述D触发器的时钟输入端，用于接收时钟信号，所述时钟信号的时钟沿与采样结束时间相同步；输出端用于输出根据时钟信号接收所述转换结果数据并进行触发处理得到的触发处理结果数据，所述触发处理结果数据用于确定所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，可以将比较器的输出锁存在D触发器中。由于当第三开关的第二端连接至所述电源Vcc时，比较器的(负)输入端输入为高压平时，所述比较器为高电平逻辑电路，其输出需要通过电平转换模块转换为低电平逻辑，然后，锁存在D触发器中。
实施中，所述第一开关和所述第三开关可以为NMOS管，所述第二开关可以为PMOS管。
具体实施中，第一开关和第三开关可以由NMOS管形成，第二开关可以由PMOS管形成，实施中，本领域技术人员可以根据实际需要选择第一、二、三开关的元器件。
本申请实施例提供的电池断线检测电路，由于该电路包括了第一开关、第二开关、第三开关、第一电容、第二电容及判断单元和电源，其中，所述第一电容的第一极板，用于连接至待检测电芯的正极，第二极板连接至地；所述第一开关的一端连接至所述第一电容的第一极板，另一端连接至地；所述第二开关的一端连接至电源，另一端连接至所述第一电容的第一极板；所述第二电容的第一极板连接至所述第一电容的第一极板和采样点，第二极板连接至所述第三开关的第一端；所述判断单元连接至所述第二电容的第二极板，用于根据所述第二电容的第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线；所述第三开关的第二端连接至地或所述电源，能够通过控制三个开关的导通或截止按时序进行下拉和上拉，使第二电容的第二基板电位出现波动变化，基于第二电容的第二基板电位的波动变化检测电芯是否断线，该检测电路功耗小，且对电芯的电压影响较小。
基于同一申请构思，本申请实施例中还提供了基于上述的电池断线检测电路的电池断线检测方法。
图4为本申请实施例提供的基于上述电池断线检测电路的电池断线检测方法的流程示意图。如图4所示，该电池断线检测方法可以包括如下步骤：
步骤401：所述第三开关的第二端连接至地时，导通所述第一开关和所述第三开关，截止所述第二开关，对所述第二电容的第一极板电位进行下拉；
步骤401：对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；
步骤401：导通所述第二开关，截止所述第一开关和所述第三开关，得到所述第二电容第二极板的电位信号；
步骤401：基于所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线；
或者，
步骤401’：所述第三开关的第二端连接至所述电源时，导通所述第二开关和所述第三开关，截止所述第一开关，对所述第二电容的第一极板电位进行上拉；
步骤402’：对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；
步骤403’：导通所述第一开关，截止所述第二开关和所述第三开关，得到所述第二电容第二极板的电位信号；
步骤404’：基于所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线。
如图4所示，由于上述电池断线检测电路中的第三开关的第二端存在连接到地，或者是连接到电源的两种情况，相应的电池断线检测方法分别为步骤401-404，或者，步骤401’-404’。具体实施中，本领域技术人员可以根据实际需要从上述电池断线检测电路中选择，相应的执行与该电池断线检测电路对应的电池断线检测方法。
实施中，所述第三开关的第二端连接至地时，导通所述第一开关和所述第三开关，截止所述第二开关，对所述第二电容的第一极板电位进行下拉的下拉幅度，可以具体如下；
其中，ΔVPL为所述第二电容的第一极板电位的下拉幅度，IPL为所述第一开关的下拉等效电流，TPL所述第一开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，其中，被下拉之前的所述第二电容第一极板的初始电位信号大于0。
具体实施中，第二电容C(n)通常会远小于第一电容Cex(n)，所以，在具体计算中，可以忽略C(n)，下面的计算中也是基于同样的原因，没有包括C(n)。
举例说明，当所述第三开关的第二端连接至地时，经过步骤401，导通所述第一开关和所述第三开关，截止所述第二开关，对第二电容进行初始化，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，第二电容的第二极板电位为0V，如果图2中的待检测电芯断线，采样点即为开路，那么第二电容的第一极板初始电压如果为大于0V，第二电容的第二极板电位就会被拉低一定幅度，该幅度ΔVPL由第一开关下拉等效电流IPL、开关导通时间TPL和第一电容Cex(n)决定，其中第二电容可以集成到芯片内部。假设，IPL＝10uA，TPL＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，得到ΔVPL＝0.1V。
实施中，导通所述第二开关，截止所述第一开关和所述第三开关，得到所述第二电容第二极板的电位信号，可以具体如下：
其中，ΔVPH为所述第二电容的第二极板电位的上拉幅度，IPH为所述第二开关的上拉等效电流，TPH所述第二开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，其中，被上拉之前所述第二电容第二极板的初始电位信号为0。
具体实施中，经过步骤401和402后，通过步骤403，第一开关和第三开关截止，第二开关导通，上拉第二电容的第一极板，此时，即便V(n)是最上级电芯，经过步骤401后，第二电容的第一极板与电源Vcc之间也会有不小于ΔVPL的电压差，这样就可以确保为第二开关上拉第二电容的极板电位提供足够的上拉空间。上拉幅度ΔVPH由第二开关下拉等效电流IPH、开关导通时间TPH和为所述第一电容的电容值Cex(n)决定。假设，IPH＝10uA，TPH＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，基于上式可以得到ΔVPH＝0.1V。经过第二开关的上拉，假如待检测电芯断线，由于第二电容的第二极板对地通路截止，第二电容的第二极板的电位被上拉为ΔVPH。
而如果图2中待检测电芯未断线，采样点处是通路而非开路，则由于电芯作为电源可以在第一开关和第三开关截止，第二开关导通时强力维持第二电容的第二极板电位不发生明显变化，则第二电容的第二极板电位仍近似为0V。
实施中，所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线，可以包括：
将所述第二电容第二极板的电位信号输入至所述比较器的正输入端或负输入端，所述比较器的负输入端或正输入端连接至所述参考电源VREF，其中，
获取所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电源的比较结果数据，确定所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，可以通过判断单元根据第二电容第二极板的电位对待检测电芯件断线判断。如图2所示，一种判断的实现方式可以采用为比较器，设CLK的采样时钟沿与采样结束时间相同步，即：当采样结束，出现比较器正端输入信号高于VREF时，比较器的输出CMPO为高电平，检测为电芯断线了；反之，当采样结束是，出现比较器正端输入信号低于VREF时，比较器的输出CMPO为低电平，则检测说明电芯未断线。
实施中，获取所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电源的比较结果数据之后，还可以包括：
将所述比较结果数据输入至所述D触发器；
所述D触发器根据时钟信号接收所述比较结果数据并进行触发处理，所述时钟信号是通过时钟输入端输入的，其时钟沿与采样结束时间相同步；
根据所述触发处理结果数据确定所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，可以将比较器的输出锁存在D触发器中，D触发器根据时钟信号CLK，当CMPO为高电平时，将其锁入D触发器的DFF，D触发器的输出OUT置为高电平，等效为检测到断线；反之，当CMPO为低电平时，将其锁入D触发器的D，D触发器的输出OUT置为低电平，等效为检测未断线。
实施中，所述第三开关的第二端连接至所述电源时，导通所述第二开关和所述第三开关，截止所述第一开关，对所述第二电容的第一极板电位进行上拉的上拉幅度，可以具体如下；
其中，ΔVPH'为所述第二电容的第一极板电位的上拉幅度，IPH'为所述第二开关的上拉等效电流，TPH'所述第二开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值。
具体实施中，当所述第三开关的第二端连接至地时，经过步骤401’，导通所述第二开关和所述第三开关，截止所述第一开关，对第二电容进行初始化，第二电容的第二极板电位为Vcc，如果图3中的待检测电芯断线，采样点即为开路，那么第二电容的第一极板电位就会被拉高一定幅度，该幅度ΔVPH'由第二开关上拉等效电流IPH'、开关导通时间TPH'和第一电容Cex(n)决定。第二电容C(n)通常会远小于第一电容Cex(n)，所以，在具体计算中，可以忽略C(n)，第二电容可以集成到芯片内部。假设，IPH'＝10uA，TPH'＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，得到ΔVPH'＝0.1V。
实施中，导通所述第一开关，截止所述第二开关和所述第三开关，得到所述第二电容第二极板的电位信号可以具体如下：
V＝Vx-ΔVPL'
其中，V为所述第二电容第二极板的电位信号，Vx为所述第二电容的第二极板被下拉之前的初始电位信号，其中0<Vx≤Vcc，Vcc为所述电源的电压值，ΔVPL'为所述第二电容的第二极板电位的下拉幅度，IPL'为所述第一开关的下拉等效电流，TPL'所述第一开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值。
具体实施中，经过步骤401’和402’后，通过步骤403’，第二开关和第三开关截止，第一开关导通，下拉第二电容的第二极板。下拉幅度ΔVPL'由第一开关下拉等效电流IPL'、开关导通时间TPL'和为所述第一电容的电容值Cex(n)决定。假设，Vx＝Vcc IPL'＝10uA，TPL'＝100uS，Cex(n)＝0.1uF，基于上式可以得到ΔVPL'＝0.1V。经过第一开关的下拉，假如待检测电芯断线，第二电容的第二极板的电位被上拉为Vcc-ΔVPL'。
而如果图3中待检测电芯未断线，采样点处是通路而非开路，则由于电芯作为电源可以在第二开关和第三开关截止，第一开关导通时强力维持第二电容的第二极板电位不发生明显变化，则第二电容的第二极板电位仍近似为Vcc。
实施中，所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线，可以包括：
将所述第二电容第二极板的电位信号输入至所述比较器的负输入端，所述比较器的正输入端连接至所述参考电源V'REF，其中，
获取所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电源的比较结果数据；
根据所述比较结果数据确定所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，可以通过判断单元根据第二电容第二极板的电位对待检测电芯件断线判断。如图3所示，一种判断的实现方式可以采用为比较器，设CLK的采样时钟沿与采样结束时间相同步，即：当采样结束，出现比较器负端输入信号低于V'REF时，比较器的输出CMPO为高电平，检测为电芯断线了；反之，当采样结束，出现比较器负端输入信号高于V'REF时，比较器的输出CMPO为低电平，则检测说明电芯未断线。
实施中，获取所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电源的比较结果数据之后，还可以包括：
将所述比较结果数据输入至所述电平转换模块转换为低电平逻辑；
将所述电平转换模块的转换结果数据输入所述D触发器；
所述D触发器根据时钟信号接收所述转换结果数据并进行触发处理，所述时钟信号是通过时钟输入端输入的，其时钟沿与采样结束时间相同步；
根据所述触发处理结果数据确定所述待检测电芯是否断线。
具体实施中，可以将比较器的输出锁存在D触发器中。由于当第三开关的第二端连接至所述电源Vcc时，比较器的(负)输入端输入为高压平时，所述比较器为高电平逻辑电路，其输出需要通过电平转换模块转换为低电平逻辑，然后，锁存在D触发器中。
本申请实施例提供的电池断线检测方法，所述第三开关的第二端连接至地时，导通所述第一开关和所述第三开关，截止所述第二开关，对所述第二电容的第一极板电位进行下拉；对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；导通所述第二开关，截止所述第一开关和所述第三开关，得到所述第二电容第二极板的电位信号；基于所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线；或者，所述第三开关的第二端连接至所述电源时，导通所述第二开关和所述第三开关，截止所述第一开关，对所述第二电容的第一极板电位进行上拉；对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；导通所述第一开关，截止所述第二开关和所述第三开关，得到所述第二电容第二极板的电位信号；基于所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线，既能实现电芯断线的检测，同时功耗小，对电芯的电压影响较小。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电池断线检测电路，其特征在于，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电容、第二电容及判断单元和电源，其中，
所述第一电容的第一极板，用于连接至待检测电芯的正极，第二极板连接至地；
所述第一开关的一端连接至所述第一电容的第一极板，另一端连接至地；
所述第二开关的一端连接至电源，另一端连接至所述第一电容的第一极板；
所述第二电容的第一极板连接至所述第一电容的第一极板和采样点，第二极板连接至所述第三开关的第一端；
所述判断单元连接至所述第二电容的第二极板，用于根据所述第二电容的第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线；
所述第三开关的第二端连接至地或所述电源。
2.如权利要求1所述的电池断线检测电路，当所述第三开关的第二端连接至地时，该检测电路的工作流程为：所述第一开关和所述第三开关被设置为导通，所述第二开关被设置为截止，对所述第二电容的第一极板电位进行下拉；
所述第二电容的第一极板连接至采样点，对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；
所述第二开关被设置为导通，所述第一开关和所述第三开关被设置为截止，得到所述第二电容第二极板的电位信号；
所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线。
3.如权利要求2所述的电池断线检测电路，其特征在于，所述第二电容的第一极板电位进行下拉的下拉幅度，具体如下；
其中，ΔVPL为所述第二电容的第一极板电位的下拉幅度，IPL为所述第一开关的下拉等效电流，TPL所述第一开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，其中，被下拉之前的所述第二电容第一极板的初始电位信号大于0。
4.如权利要求2所述的电池断线检测电路，其特征在于，得到所述第二电容的第二极板电位的上拉幅度，具体如下：
其中，ΔVPH为所述第二电容的第二极板电位的上拉幅度，IPH为所述第二开关的上拉等效电流，TPH所述第二开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，其中，被上拉之前所述第二电容第二极板的初始电位信号为0。
5.如权利要求4所述的电池断线检测电路，其特征在于，所述判断单元包括：比较器和参考电压源VREF，其中，
所述比较器的正输入端连接至所述第二电容的第二极板；负输入端连接至所述参考电压源VREF；其中，
输出端，用于输出所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电压源VREF的比较结果数据，所述比较结果数据用于确定所述待检测电芯是否断线。
6.如权利要求5所述的电池断线检测电路，其特征在于，所述判断单元还包括：D触发器，
所述D触发器的数据输入端连接至所述比较器的输出端，用于根据时钟信号接收所述比较结果数据，所述时钟信号是通过时钟输入端输入的，其时钟沿与采样结束时间相同步；输出端，用于输出触发处理后的数据，所述触发处理后的数据用于确定所述待检测电芯是否断线。
7.如权利要求1所述的电池断线检测电路，当所述第三开关的第二端连接至所述电源时，该检测电路的工作流程为：所述第二开关和所述第三开关被设置为导通，所述第一开关被设置为截止，对所述第二电容的第一极板电位进行上拉；
所述第二电容的第一极板连接至采样点，对所述待检测电芯的正极电压信号进行采样；
所述第一开关被设置为导通，所述第二开关和所述第三开关被设置为截止，得到所述第二电容第二极板的电位信号；
所述判断单元根据所述第二电容第二极板的电位信号检测所述待检测电芯是否断线。
8.如权利要求7所述的电池断线检测电路，其特征在于，所述第二电容的第一极板电位进行上拉的上拉幅度，具体如下；
其中，ΔVPH'为所述第二电容的第一极板电位的上拉幅度，IPH'为所述第二开关的上拉等效电流，TPH'所述第二开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值，被下拉之前的所述第二电容第一极板的初始电位信号大于0且小于或等于电源Vcc。
9.如权利要求7所述的电池断线检测电路，其特征在于，得到所述第二电容第二极板的电位信号，具体如下：
V＝Vx-ΔVPL'
其中，V为所述第二电容第二极板的电位信号，Vx为所述第二电容的第二极板被下拉之前的初始电位信号，其中，0＜Vx≤Vcc，Vcc为所述电源的电压值，ΔVPL'为所述第二电容的第二极板电位的下拉幅度，IPL'为所述第一开关的下拉等效电流，TPL'所述第一开关的导通时间，Cex(n)为所述第一电容的电容值。
10.如权利要求9所述的电池断线检测电路，其特征在于，所述判断单元包括：比较器和参考电压源V'REF，其中，
所述比较器的正输入端连接至所述参考电压源V'REF的正端；负输入端连接至所述第二电容的第二极板；输出端，用于输出根据所述第二电容第二极板的电位信号与所述参考电压源V'REF的比较结果数据。
11.如权利要求10所述的电池断线检测电路，其特征在于，所述判断单元还包括：电平转换模块和D触发器，其中，
所述电平转换模块的输入端连接至所述比较器的输出端，输出端将电平转换后的信号输出至所述D触发器的数据输入端；
所述D触发器的时钟输入端，用于接收时钟信号，所述时钟信号的时钟沿与采样结束时间相同步；输出端用于输出根据时钟信号接收所述电平转换模块的输出数据并进行触发处理得到的触发处理结果数据，所述触发处理结果数据用于确定所述待检测电芯是否断线。
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