CN202794291U - 一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路 - Google Patents

一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路 Download PDF

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一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路。该电路将串联电池组内各单体电池分别通过一个开关网络连接到一个由运算放大器组成的减法器电路上。通过减法器电路对各单体电池两端电压做减法运算得到各单体电池电压值。

Description

一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路
技术领域
本实用新型涉及一种测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路。该电路将串联电池组内各单体电池分别通过一个开关网络连接到一个由运算放大器组成的减法器电路上，通过减法器电路对各单体电池两端电压做减法运算得到各单体电池电压值。 
背景技术
充电电池，如锂电池、铅酸电池等，在串联成组使用时，需要对各单体电池电压做监控。对于大量串联的电池组，一般采用专用集成电路或者用飞电容法测量。专用集成电路虽然使用方便，但成本比较高。传统的飞电容测量方法需要大量的开关，也存在成本较高的缺点。 
发明内容
为了克服现有测量电池组各单体电池电压电路存在的成本高的缺点，本实用新型提供一种改进的飞电容测量电路，用来测量任意节串联的电池组中各单体电池电压。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：若串联节数为偶数，串联电池组中电池Cell(1)、Cell(3)……Cell(2n-1)的正极分别连接开关S(1)、S(3)……S(2n-1)，电池Cell(2)……Cell(2n-2)、Cell(2n)的正极分别连接开关S(2)……S(2n-2)、S(2n)，其中n代表任意自然数，电池Cell(1)的负极和开关S(0)连接，开关SE0和SO0连接电阻R1，开关SO1和SE1连接电阻R2，电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路，若串联节数为奇数，串联电池组中电池Cell(1)、Cell(3)……Cell(2n-1)，Cell(2n+1)的正极分别连接开关S(1)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)，电池Cell(2)……Cell(2n)的正极分别连接开关S(2)……S(2n)，电池Cell(1)的负极和开关S(0)连接，开关SE0和SO0连接电阻R1，开关SO1和SE1连接电阻R2，电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路。若串联节数为偶数，开关S(0)、S(2)……S(2n-2)、S(2n)的另一端相连，并连接开关SE0和SE1，开关S(1)、S(3)……S(2n-1)的另一端相连，并连接开关SO0和SO1。若串联节数为奇数，开关S(0)、S(2)……S(2n)的另一端相连，并连接开关SE0和SE1，开关S(1)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)的另一端相连，并连接开关SO0和SO1。电阻R1的另一端连接电阻R3和运算放大器Op-Amp的负相输入端，电阻R3的另一端连接运算放大器Op-Amp的输出端，电阻R2的另一端连接电阻R4和运算放大器Op-Amp的正相输入端，电阻R4的另一端接地。 
本实用新型的有益效果是电路结构简单、造价低廉。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 
图1和图2是本实用新型的原理图。 
图1和图2中，Cell(1)、Cell(2)、Cell(3)……Cell(2n-2)、Cell(2n-1)、Cell(2n)、Cell(2n+1)是串联的单体电池，它们如图所示依次串联组成串联电池组。S(0)、S(1)、S(2)、S(3)……S(2n-2)、S(2n-1)、S(2n)、S(2n+1)、SO0、SO1、SE0、和SE1是开关，R1、R2、R3、和R4是电阻，Op-Amp是运算放大器，VCC是运算放大器Op-Amp的供电电源。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。 
具体实施方式
图1显示的是当电池组中串联偶数节单体电池时的工作方式。图1中，串联电池组中电池Cell(1)、Cell(3)……Cell(2n-1)的正极分别连接开关S(1)、S(3)……S(2n-1)，其中n代表任意自然数。串联电池组中电池Cell(2)……Cell(2n-2)、Cell(2n)的正极分别连接开关S(2)……S(2n-2)、S(2n)。电池Cell(1)的负极和开关S(0)连接。开关S(0)、S(2)……S(2n-2)、S(2n)的另一端相连，并连接开关SE0和SE1。开关S(1)、S(3)……S(2n-1)的另一端相连，并连接开关SO0和SO1。开关SE0和SO0的另一端连接电阻R1。开关SO1和SE1的另一端连接电阻R2。电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。 
测量电池Cell(1)时，接通开关S(1)、S(0)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(1)的电压信号。 
测量电池Cell(2)时，接通开关S(2)、S(1)、SE1、和SO0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(2)的电压信号。 
测量电池Cell(3)时，接通开关S(3)、S(2)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(3)的电压信号。 
测量电池Cell(2n-1)时，接通开关S(2n-1)、S(2n-2)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(2n-1)的电压信号。 
测量电池Cell(2n)时，接通开关S(2n)、S(2n-1)、SE1、和SO0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(2n)的电压信号。 
对于串联在Cell(3)和Cell(2n-1)之间的电池的测量方式，可根据对电池Cell(2n-1)和Cell(2n)进行测量的方式类推。 
图2显示的是当电池组中串联奇数节单体电池时的工作方式。图2中，串联电池组中电池 Cell(1)、Cell(3)……Cell(2n-1)、Cell(2n+1)的正极分别连接开关S(1)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)，其中n代表任意自然数。串联电池组中电池Cell(2)……Cell(2n)的正极分别连接开关S(2)……S(2n)。电池Cell(1)的负极和开关S(0)连接。开关S(0)、S(2)……S(2n)的另一端相连，并连接开关SE0和SE1。开关S(1)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)的另一端相连，并连接开关SO0和SO1。开关SE0和SO0的另一端连接电阻R1。开关SO1和SE1的另一端连接电阻R2。电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。 
测量电池Cell(1)时，接通开关S(1)、S(0)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(1)的电压信号。 
测量电池Cell(2)时，接通开关S(2)、S(1)、SE1、和SO0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(2)的电压信号。 
测量电池Cell(3)时，接通开关S(3)、S(2)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cel l(3)的电压信号。 
测量电池Cell(2n)时，接通开关S(2n)、S(2n-1)、SE1、和SO0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(2n)的电压信号。 
测量电池Cell(2n+1)时，接通开关S(2n+1)、S(2n)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell(2n+1)的电压信号。 
对于串联在Cell(3)和Cell(2n)之间的电池的测量方式，可根据对电池Cell(2n-1)和Cell(2n)进行测量的方式类推。 

Claims (4)

1.一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是：若串联节数为偶数，串联电池组中电池Cell(1)、Cell(3)……Cell(2n-1)的正极分别连接开关S(1)、S(3)……S(2n-1)，电池Cell(2)……Cell(2n-2)、Cell(2n)的正极分别连接开关S(2)……S(2n-2)、S(2n)，其中n代表任意自然数，电池Cell(1)的负极和开关S(0)连接，开关SE0和SO0连接电阻R1，开关SO1和SE1连接电阻R2，电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路，若串联节数为奇数，串联电池组中电池Cell(1)、Cell(3)……Cell(2n-1)，Cell(2n+1)的正极分别连接开关S(1)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)，电池Cell(2)……Cell(2n)的正极分别连接开关S(2)……S(2n)，电池Cell(1)的负极和开关S(0)连接，开关SE0和SO0连接电阻R1，开关SO1和SE1连接电阻R2，电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路。
2.根据权利要求1所述的任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是：若串联节数为偶数，开关S(0)、S(2)……S(2n-2)、S(2n)的另一端相连，并连接开关SE0和SE1，开关S(1)、S(3)……S(2n-1)的另一端相连，并连接开关SO0和SO1。
3.根据权利要求1所述的任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是：若串联节数为奇数，开关S(0)、S(2)……S(2n)的另一端相连，并连接开关SE0和SE1，开关S(1)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)的另一端相连，并连接开关SO0和SO1。
4.根据权利要求1所述的任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是：电阻R1的另一端连接电阻R3和运算放大器Op-Amp的负相输入端，电阻R3的另一端连接运算放大器Op-Amp的输出端，电阻R2的另一端连接电阻R4和运算放大器Op-Amp的正相输入端，电阻R4的另一端接地。 
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CN103487628A (zh) * 2012-06-12 2014-01-01 赵恩海 一种在任意节串联电池组中测量各单体电池电压的简易电路
CN104678160A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 深圳市科陆电子科技股份有限公司 串联电池组中单体电池电压的测量电路

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