CN109425773A - 一种电流监测电路、方法及电源 - Google Patents

Abstract

一种电流监测电路、方法及电源，针对任一待监测电池组，采用多个并联的分流器对该待监测电池组的充/放电电流进行分流检测，相较于只采用一个分流器进行检测而言，可减小并联的每个分流器的测量范围，由于电流测量范围较小的分流器的线性度更容易控制，因此小额定电流值的分流器的线性度更好，可提高小电流检测的精度；此外，在总额定电流值相等的前提下，多个小额定电流值的分流器所使用的材料比一个大额定电流值的分流器所使用的材料少，可降低成本；最后，多个分流器还可增加电流检测单元的散热面积，缓解器件发热严重的问题。

Description

一种电流监测电路、方法及电源

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种电流监测电路、方法及电源。

背景技术

在通信电源应用中，需要监测电池的充/放电电流，以进行电池管理。电池充/放电电流监测的准确性对于电池管理至关重要，目前主要有两种监测方式：采用单个分流器测量电池充/放电电流，以及，采用单个霍尔传感器测量电池充/放电电流。对于大容量、大电流电池的充/放电电流的检测，一般可采用霍尔传感器，虽然器件发热量较小，但是检测精度较差，成本很高。采用分流器检测电池的充/放电电流，检测精度较高，但是器件发热量很大，成本很高。

也就是说，现有的通信电源的电池的充/放电电流的监测方法，都在不同程度上存在着检测精度低、成本高或者发热量大等问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种电流监测电路、方法及电源，用以解决现有通信电源的电池电流的监测方法，都在不同程度上存在着检测精度低、成本高或者发热量大等问题。

本发明实施例提供了一种电流监测电路，包括监控单元和电流检测单元，所述电流检测单元包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端为所述电流检测单元的一端，各分流器并联的另一端为所述电流检测单元的另一端，其中：

所述电流检测单元的一端与主电路电连接，另一端与待监测电池组电连接，所述电流检测单元中的任一分流器用于检测流经所述任一分流器的电流；

所述监控单元，用于获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果，并根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。

相应地，本发明实施例还提供了一种电流监测方法，适用于电流监测电路，所述电流监测电路包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端与主电路电连接，各分流器并联的另一端与待监测电池组电连接，所述方法包括：

获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果；其中，任一分流器用于检测流经所述任一分流器的电流；

根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。

相应地，本发明实施例还提供了一种电源，包括待监测电池组以及上述的电流监测电路。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供了一种电流监测电路、方法及电源，电流监测电路包括监控单元和电流检测单元，电流检测单元包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端为所述电流检测单元的一端，各分流器并联的另一端为所述电流检测单元的另一端；电流检测单元的一端与主电路电连接，另一端与待监测电池组电连接，电流检测单元中的任一分流器用于检测流经该任一分流器的电流；监控单元用于获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果，并根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。也就是说，针对任一待监测电池组，采用多个并联的分流器对该待监测电池组的充/放电电流进行分流检测，相较于只采用一个分流器进行检测而言，可减小并联的每个分流器的测量范围，由于电流测量范围较小的分流器的线性度更容易控制，因此小额定电流值的分流器的线性度更好，可提高小电流检测的精度；此外，在总额定电流值相等的前提下，多个小额定电流值的分流器所使用的材料比一个大额定电流值的分流器所使用的材料少，可降低成本；最后，多个分流器还可增加电流检测单元的散热面积，缓解器件发热严重的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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它的附图。

图1所示为本发明实施例一中的电流监测电路的结构示意图；

图2所示为本发明实施例二中的电流监测方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明实施例一提供了一种电流监测电路，具体地，如图1所示，其为本发明实施例一中所述电流监测电路的结构示意图，可包括监控单元101和电流检测单元102，所述电流检测单元102包括至少两个额定电流值相等的分流器1021～102N，N为大于等于2的正整数，各分流器102i并联的一端为所述电流检测单元102的一端，各分流器102i并联的另一端为所述电流检测单元102的另一端，i＝1,2,……N，其中：

所述电流检测单元102的一端与主电路电连接，另一端与待监测电池组电连接，所述电流检测单元102中的任一分流器102i用于检测流经所述任一分流器102i的电流；

所述监控单元101，用于获取所述至少两个分流器1021～102N中的任意一个或多个分流器的检测结果，并根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。

也就是说，针对任一待监测电池组，采用多个并联的分流器1021～102N对该待监测电池组的充/放电电流进行分流检测，相较于只采用一个分流器进行检测而言，可减小并联的每个分流器的测量范围，在总额定电流值相等的前提下，多个小额定电流值的分流器所使用的材料比一个大额定电流值的分流器所使用的材料少，可降低成本；此外，多个分流器还可增加电流检测单元102的散热面积，缓解器件发热严重的问题。

尤其，分流器在制造过程中，是在设定额定电流下，通过采用设定的机加工方式消减高阻材料来控制分流器的精度和线性度的。由于电流越大，发热就越大，温度偏差越大；因此，在额定电流下制定分流器的精度和线性度，会导致分流器在进行小电流检测时，例如检测待监测电池组的充电电流时，由于发热较小反而引入较大的综合偏差，精度较低。换句话说，若要求同样的精度范围，电流测量范围越大的分流器的线性度就越难控制；即电流测量范围越小的分流器的线性度越好。进而，采用多个并联的分流器1021～102N对待监测电池组的充/放电电流进行分流检测，由于电流测量范围较小的分流器的线性度更好，小电流检测的精度更高，因此还可提高检测的准确性。

需要说明的是，所述至少两个额定电流值相等的分流器1021～102N的额定电流值的总和不小于所述待监测电池组的最大充/放电电流值。另外，为了更好地控制各并联的分流器1021～102N的均流程度，分流器1021～102N可采用定制小电流分流器，通过改进制造工艺，控制各分流器的材料一致性以及各分流器的表面光洁度，保证每个分流器的一致性；另外，在分流器1021～102N的组装、安装过程中，还要求使用紧固工具、操作规范等，以最大程度地提高各并联的分流器1021～102N的均流程度，本实施例在此不再赘述。

需要说明的是，当将所述电流监测电路应用于电源系统中时，所述主电路可为电源母排，本实施例在此不再赘述。

可选地，所述监控单元101，可具体用于获取所述至少两个分流器1021～102N中的任意一个分流器102i的检测结果，并将该检测结果与所述至少两个分流器1021～102N的个数N的乘积确定为所述待监测电池组的充/放电电流值。

也就是说，在各并联的分流器1021～102N的均流程度较高时，监控单元101可只需获取分流器1021～102N中的任一分流器102i的检测结果，再将获取到的该任一分流器102i的检测结果与N的乘积确定为所述待监测电池组的充/放电电流值即可。

同样可选地，所述监控单元101，可具体用于获取所述至少两个分流器1021～102N中的各分流器的检测结果，并将各检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值。

也就是说，为了进一步提高检测的精度，监控单元101还可获取分流器1021～102N的全部检测结果，并将全部检测结果的和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值。

进一步可选地，所述监控单元101，还可用于在将各检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值之前，确定获取到的各检测结果中任意两个检测结果之间的差值不大于第一设定误差阈值。

由于制造工艺水平的限制，以及安装操作等因素的影响，各并联的分流器1021～102N是无法达到100％均流的，因此，在获取分流器1021～102N的全部检测结果之后，将全部检测结果的和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值之前，可确定获取到的各检测结果中任意两个检测结果之间的差值不大于第一设定误差阈值(可根据实际使用需求灵活设置)，以确定各并联的分流器1021～102N的均流程度在要求的范围之内。例如，确定获取到的各检测结果中，差值最大的两个检测结果分别为1000A和1030A，最大差值为30A；均流不平衡度为(1030-1000)/1030<4％，其中，4％为可承受的最大均流不平衡度阈值，则确定各并联的分流器1021～102N的均流程度在要求的范围之内。

可选地，所述监控单元101，还可用于在确定所述待监测电池组的充/放电电流值之前，针对获取到的任一分流器102i的检测结果，根据与该任一分流器102i相对应的精度曲线，对该任一分流器102i的检测结果进行校正。也就是说，监控单元101在确定待监测电池组的充/放电电流值之前，还可对分流器的检测结果进行校正，并根据校正后的检测结果确定待监测电池组的充/放电电流值，以进一步提高检测精度。

需要说明的是，与任一分流器102i相对应的精度曲线，其横坐标为电流值大小，例如测试点可包括10％额定电流值，20％额定电流值，30％额定电流值，40％额定电流值，50％额定电流值，60％额定电流值，70％额定电流值，80％额定电流值，90％额定电流值，以及100％额定电流值；纵坐标为与电流值相对应的测量精度。

例如，监控单元获取到任一分流器102i的检测结果为250A，该任一分流器102i的额定电流值为1000A；则可在与该任一分流器102i相对应的精度曲线中，确定该任一分流器102i在25％轻载状态下的测量精度，并根据确定的测量精度对检测结果250A进行校正。

可选地，与任一分流器102i相对应的精度曲线可采用以下方式确定：随机选取与所述任一分流器102i的额定电流值相等的30组分流器(每组包括两个或两个以上分流器)以及10个机柜上的连接铜排组合连接进行测试，采用更高精度的分流器的测量结果作为基准数据，得到300组精度曲线；将得到的300组精度曲线进行汇总分析，归一得出设定组数的历史精度曲线，例如，将曲线走势相似度不低于设定相似度阈值的若干组精度曲线归为一组精度曲线，共确定10组历史精度曲线；获取所述任一分流器102i在出厂时测试的在20％轻载，60％中载以及80％负载负载状态下的测量精度，与上述的10组历史精度曲线进行比对，将相似度最高的一组历史精度曲线确定为与所述任一分流器102i相对应的精度曲线。需要说明的是，还可采用其它方式确定与所述任一分流器102i相对应的精度曲线，本实施例在此不作任何限定。

可选地，所述监控单元101，还可用于若确定获取到的所述至少两个分流器1021～102N中的任意多个分流器的检测结果中存在两个检测结果之间的差值不小于第二设定误差阈值，则发出告警。

例如，监控单元确定获取到的各检测结果中，存在两个检测结果分别为1000A和1080A，差值为80A；均流不平衡度为(1080-1000)/1080>4％，其中，4％为可承受的最大均流不平衡度阈值，则确定各并联的分流器1021～102N的均流程度不在要求的范围之内，则发出告警。

也就是说，监控单元101可在确定各并联的分流器1021～102N的均流程度不在要求的范围之内时，发出告警，要求更换分流器或检查连接可靠性，以确保各并联的分流器1021～102N的均流程度。需要说明的是，所述第一设定误差阈值与所述第二设定误差阈值可相等也可不等，本实施例在此不作任何限定。

可选地，所述电流监测电路还可包括至少两个熔断器，用于分别与所述至少两个分流器1021～102N串联，进行过流保护，本实施例在此不再赘述。

另外，需要说明的是，所述电流监测电路可包括多个电流检测单元102，用于分别对多个待监测电池组的充/放电电流值进行检测；针对任一检测结果，所述监控单元101可通过接收所述任一检测结果的物理地址端口信息，确定所述任一检测结果所对应的待监测电池组。所述监控单元101可采用电源中现有的DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)实现，也可采用专门设置的处理器实现，本实施例在此不作任何限定。

综上所述，本发明实施例提供的电流监测电路，包括监控单元和电流检测单元，电流检测单元包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端为所述电流检测单元的一端，各分流器并联的另一端为所述电流检测单元的另一端；电流检测单元的一端与主电路电连接，另一端与待监测电池组电连接，电流检测单元中的任一分流器用于检测流经该任一分流器的电流；监控单元用于获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果，并根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。也就是说，针对任一待监测电池组，采用多个并联的分流器对该待监测电池组的充/放电电流进行分流检测，相较于只采用一个分流器进行检测而言，可减小并联的每个分流器的测量范围，由于电流测量范围较小的分流器的线性度更容易控制，因此小额定电流值的分流器的线性度更好，可提高小电流检测的精度；此外，在总额定电流值相等的前提下，多个小额定电流值的分流器所使用的材料比一个大额定电流值的分流器所使用的材料少，可降低成本；最后，多个分流器还可增加电流检测单元的散热面积，缓解器件发热严重的问题。

相应地，本实施例还提供一种电源，包括待监测电池组以及上述的电流监测电路。

实施例二：

基于同样的发明构思，本发明实施例二还提供了一种电流监测方法，适用于电流监测电路，所述电流监测电路包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端与主电路电连接，各分流器并联的另一端与待监测电池组电连接，具体地，如图2所示，其为本发明实施例二中所述方法的步骤流程图，所述可包括：

步骤201：获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果；其中，任一分流器用于检测流经所述任一分流器的电流；

步骤202：根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。

可选地，所述根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值，可具体包括：

将获取到的所述至少两个分流器中的任意一个分流器的检测结果与所述至少两个分流器的个数的乘积确定为所述待监测电池组的充/放电电流值；或，

将获取到的所述至少两个分流器中的各分流器的检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值。

进一步可选地，在将获取到的所述至少两个分流器中的各分流器的检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值之前，所述方法还可包括：

确定获取到的各检测结果中任意两个检测结果之间的差值不大于第一设定误差阈值。

可选地，在确定所述待监测电池组的充/放电电流值之前，所述方法还可包括：

针对获取到的任一分流器的检测结果，根据与该任一分流器相对应的精度曲线，对该任一分流器的检测结果进行校正。

优选地，所述方法还可包括：若确定获取到的所述至少两个分流器中的任意多个分流器的检测结果中存在两个检测结果之间的差值不小于第二设定误差阈值，则发出告警。

综上所述，本发明实施例提供的电流监测方法，适用于电流监测电路，所述电流监测电路包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端与主电路电连接，各分流器并联的另一端与待监测电池组电连接，所述方法包括：获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果；其中，任一分流器用于检测流经所述任一分流器的电流；根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。也就是说，针对任一待监测电池组，采用多个并联的分流器对该待监测电池组的充/放电电流进行分流检测，相较于只采用一个分流器进行检测而言，可减小并联的每个分流器的测量范围，由于电流测量范围较小的分流器的线性度更容易控制，因此小额定电流值的分流器的线性度更好，可提高小电流检测的精度；此外，在总额定电流值相等的前提下，多个小额定电流值的分流器所使用的材料比一个大额定电流值的分流器所使用的材料少，可降低成本；最后，多个分流器还可增加电流检测单元的散热面积，缓解器件发热严重的问题。

此外，附图和说明书中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电流监测电路，其特征在于，包括监控单元和电流检测单元，所述电流检测单元包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端为所述电流检测单元的一端，各分流器并联的另一端为所述电流检测单元的另一端，其中：

所述电流检测单元的一端与主电路电连接，另一端与待监测电池组电连接，所述电流检测单元中的任一分流器用于检测流经所述任一分流器的电流；

所述监控单元，用于获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果，并根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。

2.如权利要求1所述的电流监测电路，其特征在于，

所述监控单元，具体用于获取所述至少两个分流器中的任意一个分流器的检测结果，并将该检测结果与所述至少两个分流器的个数的乘积确定为所述待监测电池组的充/放电电流值；或具体用于获取所述至少两个分流器中的各分流器的检测结果，并将各检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值。

3.如权利要求2所述的电流监测电路，其特征在于，

所述监控单元，还用于在将各检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值之前，确定获取到的各检测结果中任意两个检测结果之间的差值不大于第一设定误差阈值。

4.如权利要求1～3任一所述的电流监测电路，其特征在于，

所述监控单元，还用于在确定所述待监测电池组的充/放电电流值之前，针对获取到的任一分流器的检测结果，根据与该任一分流器相对应的精度曲线，对该任一分流器的检测结果进行校正。

5.如权利要求1所述的电流监测电路，其特征在于，

所述监控单元，还用于若确定获取到的所述至少两个分流器中的任意多个分流器的检测结果中存在两个检测结果之间的差值不小于第二设定误差阈值，则发出告警。

6.一种电流监测方法，其特征在于，适用于电流监测电路，所述电流监测电路包括至少两个额定电流值相等的分流器，各分流器并联的一端与主电路电连接，各分流器并联的另一端与待监测电池组电连接，所述方法包括：

获取所述至少两个分流器中的任意一个或多个分流器的检测结果；其中，任一分流器用于检测流经所述任一分流器的电流；

根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值。

7.如权利要求6所述的电流监测方法，其特征在于，所述根据获取到的检测结果确定所述待监测电池组的充/放电电流值，具体包括：

将获取到的所述至少两个分流器中的任意一个分流器的检测结果与所述至少两个分流器的个数的乘积确定为所述待监测电池组的充/放电电流值；或，

将获取到的所述至少两个分流器中的各分流器的检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值。

8.如权利要求7所述的电流监测方法，其特征在于，在将获取到的所述至少两个分流器中的各分流器的检测结果之和确定为所述待监测电池组的充/放电电流值之前，所述方法还包括：

确定获取到的各检测结果中任意两个检测结果之间的差值不大于第一设定误差阈值。

9.如权利要求6～8任一所述的电流监测方法，其特征在于，在确定所述待监测电池组的充/放电电流值之前，所述方法还包括：

针对获取到的任一分流器的检测结果，根据与该任一分流器相对应的精度曲线，对该任一分流器的检测结果进行校正。

10.如权利要求6所述的电流监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

若确定获取到的所述至少两个分流器中的任意多个分流器的检测结果中存在两个检测结果之间的差值不小于第二设定误差阈值，则发出告警。

11.一种电源，其特征在于，包括待监测电池组以及权利要求1～5任一所述的电流监测电路。