CN204575732U - 一种动力电池电压采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力电池电压采样电路。它包括微处理器、采样芯片、通讯隔离电路和若干个采样模块，所述采样模块包括开关模块和差分放大电路，所述开关模块的控制端与微处理器电连接，所述开关模块的第一输入端和第二输入端分别与动力电池内对应的一个电池模组的正极和负极电连接，开关模块的第一输出端和第二输出端分别与差分放大电路的同向输入端和反向输入端电连接，差分放大电路的输出端与采样芯片的一个对应输入端电连接，采样芯片的输出端通过通讯隔离电路与微处理器电连接。本实用新型能够有效防止虚电影响，提高采样精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池电压采样电路。
背景技术
电动汽车的MCU会实时监测动力电池内各个电池模组的电压，现有电压采样电路采集各个电池模组的电压时，采样芯片同时接受多路电压信号输入，采样芯片的多个检测端容易受到高低压间虚电的影响，对采样结果造成很大的干扰。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有动力电池采样电路容易受到高低压间虚电的影响，对采样结果造成很大的干扰的技术问题，提供了一种动力电池电压采样电路，其能够有效防止虚电影响，提高采样精度。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
本实用新型的一种动力电池电压采样电路，包括微处理器、采样芯片、通讯隔离电路和若干个采样模块，所述采样模块包括开关模块和差分放大电路，所述开关模块的控制端与微处理器电连接，所述开关模块的第一输入端和第二输入端分别与动力电池内对应的一个电池模组的正极和负极电连接，开关模块的第一输出端和第二输出端分别与差分放大电路的同向输入端和反向输入端电连接，差分放大电路的输出端与采样芯片的一个对应输入端电连接，采样芯片的输出端通过通讯隔离电路与微处理器电连接。
在本技术方案中，采样时，微处理器先控制一个开关模块导通，断开其它开关模块，导通的开关模块对应的电池模组输出的高电压经过差分放大电路输入采样芯片的一个对应输入端。此时，采样芯片的其它采样输入端没有电压信号输入，避免虚电影响，提高采样精度，采样芯片将采样值输出到微处理器。接着微处理器控制下一个开关模块导通，断开其它开关模块，采样下一个电池模组的电压。
作为优选，所述开关模块包括AQW216芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述AQW216芯片U1的8脚依次通过电阻R2、电阻R1与动力电池内对应的一个电池模组的正极，AQW216芯片U1的7脚与差分放大电路的同向输入端电连接，AQW216芯片U1的6脚依次通过电阻R4、电阻R3与动力电池内对应的一个电池模组的负极电连接，AQW216芯片U1的5脚与差分放大电路的反向输入端电连接，AQW216芯片U1的1脚通过电阻R5与5V电源正极电连接，AQW216芯片U1的2脚和3脚电连接，AQW216芯片U1的4脚与微处理器电连接。当微处理器输出高电平时，AQW216芯片的7脚和8脚断开，AQW216芯片的5脚和6脚断开，AQW216芯片的5脚和7脚不输出电压。当微处理器输出低电平时，AQW216芯片的7脚和8脚导通，AQW216芯片的5脚和6脚导通，AQW216芯片的5脚和7脚输出电压。
作为优选，所述差分放大电路包括运算放大器U2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、稳压管D1和稳压管D2，运算放大器U2的同向输入端与电阻R6一端、电容C1一端和稳压管D1负极电连接，电阻R6另一端、电容C1另一端和稳压管D1阳极都接地，运算放大器U2的反向输入端与稳压管D2阴极、电阻R7一端、电容C2一端电连接，稳压管D2阳极接地，电阻R7另一端与电容C2另一端、运算放大器U2的输出端和电阻R8一端电连接，电阻R8另一端与电容C3一端和采样芯片的一个对应输入端电连接，电容C3另一端接地。稳压管D1和稳压管D2起到过压保护的作用，保护后面的运算放大器U2以及之后的电路，电容C1则用来滤波。
作为优选，所述通讯隔离电路包括ADUM5401芯片U3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和电容C11，ADUM5401芯片U3的1脚和16脚与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的2脚和15脚接地，电容C4、电容C5、电容C6、电容C7分别串接于ADUM5401芯片U3的1脚和2脚之间，电容C8、电容C9、电容C10、电容C11分别串接于ADUM5401芯片U3的15脚和16脚之间，ADUM5401芯片U3的3脚通过电阻R12与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的4脚通过电阻R11与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的5脚通过电阻R10与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的6脚通过电阻R9与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的12脚与采样芯片的输出端电连接，ADUM5401芯片U3的11脚与微处理器电连接。通讯隔离电路消除电磁干扰。
作为优选，所述一种动力电池电压采样电路还包括ADR3525电源芯片，所述采样芯片为AD7923芯片，ADR3525电源芯片与AD7923芯片电连接。AD7923芯片（汽车级、4通道、采样速率200ksps、12位），ADR3525电源芯片（微功耗、汽车级、高精度CMOS），ADR3525电源芯片给AD7923芯片提供2.5V基准电压。
本实用新型的有益效果是：能够有效防止虚电影响，提高采样精度。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理连接框图；
图2是采样模块的电路原理图；
图3是通讯隔离电路的电路原理图。
图中：1、微处理器，2、采样芯片，3、通讯隔离电路，4、开关模块，5、差分放大电路，6、电池模组。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种动力电池电压采样电路，如图1所示，包括微处理器1、采样芯片2、通讯隔离电路3和若干个采样模块，采样模块包括开关模块4和差分放大电路5，开关模块4的控制端与微处理器1电连接，开关模块4的第一输入端和第二输入端分别与动力电池内对应的一个电池模组6的正极和负极电连接，开关模块4的第一输出端和第二输出端分别与差分放大电路5的同向输入端和反向输入端电连接，差分放大电路5的输出端与采样芯片2的一个对应输入端电连接，采样芯片2的输出端通过通讯隔离电路3与微处理器1电连接。
采样时，微处理器1先控制一个开关模块4导通，断开其它开关模块4，导通的开关模块4对应的电池模组6输出的高电压经过差分放大电路5输入采样芯片的一个对应输入端。此时，采样芯片2的其它采样输入端没有电压信号输入，避免虚电影响，提高采样精度，采样芯片将采样值输出到微处理器1。接着微处理器1控制下一个开关模块4导通，断开其它开关模块4，采样下一个电池模组6的电压。如此循环，直到采样完所有电池模组6的电压。
如图2所示，开关模块4包括AQW216芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，差分放大电路5包括运算放大器U2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、稳压管D1和稳压管D2，AQW216芯片U1的8脚依次通过电阻R2、电阻R1与动力电池内对应的一个电池模组的正极，AQW216芯片U1的7脚与运算放大器U2的同向输入端电连接，AQW216芯片U1的6脚依次通过电阻R4、电阻R3与动力电池内对应的一个电池模组的负极电连接，AQW216芯片U1的5脚与运算放大器U2的反向输入端电连接，AQW216芯片U1的1脚通过电阻R5与5V电源正极电连接，AQW216芯片U1的2脚和3脚电连接，AQW216芯片U1的4脚与微处理器电连接。
运算放大器U2的同向输入端与电阻R6一端、电容C1一端和稳压管D1负极电连接，电阻R6另一端、电容C1另一端和稳压管D1阳极都接地，运算放大器U2的反向输入端与稳压管D2阴极、电阻R7一端、电容C2一端电连接，稳压管D2阳极接地，电阻R7另一端与电容C2另一端、运算放大器U2的输出端和电阻R8一端电连接，电阻R8另一端与电容C3一端和采样芯片的一个对应输入端电连接，电容C3另一端接地。
当微处理器输出高电平时，AQW216芯片的7脚和8脚断开，AQW216芯片的5脚和6脚断开，AQW216芯片的5脚和7脚不输出电压。当微处理器输出低电平时，AQW216芯片的7脚和8脚导通，AQW216芯片的5脚和6脚导通，AQW216芯片的5脚和7脚输出电压。稳压管D1和稳压管D2起到过压保护的作用，保护后面的运算放大器U2以及之后的电路，电容C1则用来滤波。
如图3所示，通讯隔离电路3包括ADUM5401芯片U3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和电容C11，ADUM5401芯片U3的1脚和16脚与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的2脚和15脚接地，电容C4、电容C5、电容C6、电容C7分别串接于ADUM5401芯片U3的1脚和2脚之间，电容C8、电容C9、电容C10、电容C11分别串接于ADUM5401芯片U3的15脚和16脚之间，ADUM5401芯片U3的3脚通过电阻R12与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的4脚通过电阻R11与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的5脚通过电阻R10与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的6脚通过电阻R9与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的12脚与采样芯片的输出端电连接，ADUM5401芯片U3的11脚与微处理器电连接。通讯隔离电路消除电磁干扰。
动力电池电压采样电路还包括ADR3525电源芯片，采样芯片为AD7923芯片，ADR3525电源芯片与AD7923芯片电连接。AD7923芯片（汽车级、4通道、采样速率200ksps、12位），ADR3525电源芯片（微功耗、汽车级、高精度CMOS），ADR3525电源芯片给AD7923芯片提供2.5V基准电压。
Claims (5)
1.一种动力电池电压采样电路，其特征在于：包括微处理器（1）、采样芯片（2）、通讯隔离电路（3）和若干个采样模块，所述采样模块包括开关模块（4）和差分放大电路（5），所述开关模块（4）的控制端与微处理器（1）电连接，所述开关模块（4）的第一输入端和第二输入端分别与动力电池内对应的一个电池模组（6）的正极和负极电连接，开关模块（4）的第一输出端和第二输出端分别与差分放大电路（5）的同向输入端和反向输入端电连接，差分放大电路（5）的输出端与采样芯片（2）的一个对应输入端电连接，采样芯片（2）的输出端通过通讯隔离电路（3）与微处理器（1）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池电压采样电路，其特征在于：所述开关模块（4）包括AQW216芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述AQW216芯片U1的8脚依次通过电阻R2、电阻R1与动力电池内对应的一个电池模组的正极，AQW216芯片U1的7脚与差分放大电路的同向输入端电连接，AQW216芯片U1的6脚依次通过电阻R4、电阻R3与动力电池内对应的一个电池模组的负极电连接，AQW216芯片U1的5脚与差分放大电路的反向输入端电连接，AQW216芯片U1的1脚通过电阻R5与5V电源正极电连接，AQW216芯片U1的2脚和3脚电连接，AQW216芯片U1的4脚与微处理器电连接。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池电压采样电路，其特征在于：所述差分放大电路（5）包括运算放大器U2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、稳压管D1和稳压管D2，运算放大器U2的同向输入端与电阻R6一端、电容C1一端和稳压管D1负极电连接，电阻R6另一端、电容C1另一端和稳压管D1阳极都接地，运算放大器U2的反向输入端与稳压管D2阴极、电阻R7一端、电容C2一端电连接，稳压管D2阳极接地，电阻R7另一端与电容C2另一端、运算放大器U2的输出端和电阻R8一端电连接，电阻R8另一端与电容C3一端和采样芯片的一个对应输入端电连接，电容C3另一端接地。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种动力电池电压采样电路，其特征在于：所述通讯隔离电路（3）包括ADUM5401芯片U3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和电容C11，ADUM5401芯片U3的1脚和16脚与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的2脚和15脚接地，电容C4、电容C5、电容C6、电容C7分别串接于ADUM5401芯片U3的1脚和2脚之间，电容C8、电容C9、电容C10、电容C11分别串接于ADUM5401芯片U3的15脚和16脚之间，ADUM5401芯片U3的3脚通过电阻R12与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的4脚通过电阻R11与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的5脚通过电阻R10与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的6脚通过电阻R9与5V电源正极电连接，ADUM5401芯片U3的12脚与采样芯片的输出端电连接，ADUM5401芯片U3的11脚与微处理器电连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种动力电池电压采样电路，其特征在于：还包括ADR3525电源芯片，所述采样芯片为AD7923芯片，ADR3525电源芯片与AD7923芯片电连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106501577A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-03-15 | 绍兴芯谷科技有限公司 | 一种精确测试ic基准电压的测试系统及测试方法 |
| CN108254615A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-06 | 上海乐田教育科技有限公司 | 一种用于编程教学板的电流互感电路 |
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