CN210468021U - 一种电池电压测量及平衡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池电压测量及平衡电路，属于电池电路技术领域，解决了现有技术中不能很方便的获取并平衡多节蓄电池的电压的问题。一种电池电压测量及平衡电路，包括插头P1、电池监控器U1、电阻R43、R39、R31、R27、R22、R16、R13、R7、R1、R40、R41、R32、R33、R28、R29、R23、R24、R17、R18、R10、R11、R2、R4，场效应管D15A、D11B、D11A、D8B、D8A、D1B、D1A。实现了很方便地测量得到各节电池的电压，并使各节电池的电压达到平衡，进而增长整体电池的使用寿命。

Description

一种电池电压测量及平衡电路

技术领域

本实用新型涉及电池电路技术领域，尤其是涉及一种电池电压测量及平衡电路。

背景技术

在很多应用情况下，需要多节蓄电池对设备进行供电，而通过测量各电池的电压，可以获知电池的状况从而判断是否需要充电或更换相应电池，因此，测量各节蓄电池的电压就显得非常重要，此外，由于各种原因导致的各节蓄电池的电压不一致的情况，会严重影响整体电池的寿命，而现有技术并不能很方便地获取并平衡多节蓄电池的电压。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出一种电池电压测量及平衡电路。

本实用新型提供一种电池电压测量及平衡电路，包括插头P1、电池监控器U1、电阻R43、R39、R31、R27、R22、R16、R13、R7、R1、R40、R41、R32、R33、R28、R29、R23、R24、R17、R18、R10、R11、R2、R4，场效应管D15A、D11B、D11A、D8B、D8A、D1B、D1A；

所述插头P1包括输出端C0～C7，所述输出端C0～C7对应的输入端顺序成对连接的电池，所述输出端C0～C7分别通过电阻R43、电阻R39、电阻R31、电阻R27、电阻R22、电阻R16、电阻R7、电阻R1与所述电池监控器U1的VC0、VC1、VC2、VC3、VC4、VC5、VC6、VC7引脚连接，同时，所述C5还通过电阻R13与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接；

所述场效应管D15A的源极与所述C0连接，漏极通过R40与所述C1连接，栅极通过R41与所述电池监控器U1的VC0引脚连接，

所述场效应管D11B的源极与所述C1连接，漏极通过R32与所述C2连接，栅极通过R33与所述电池监控器U1的VC1引脚连接，

所述场效应管D11A的源极与所述C2连接，漏极通过R28与所述C3连接，栅极通过R29与所述电池监控器U1的VC2引脚连接，

所述场效应管D8B的源极与所述C3连接，漏极通过R23与所述C4连接，栅极通过R24与所述电池监控器U1的VC3引脚连接，

所述场效应管D8A的源极与所述C4连接，漏极通过R17与所述C5连接，栅极通过R18与所述电池监控器U1的VC4引脚连接，

所述场效应管D1B的源极与所述C5连接，漏极通过R10与所述C6连接，栅极通过R11与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接，

所述场效应管D1A的源极与所述C6连接，漏极通过R2与所述C6连接，栅极通过R4与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接；

所述电池监控器U1的VC7～VC10引脚同时连接电池监控器U1的BAT引脚，电池监控器U1的VC5X引脚与所述C5连接。

进一步地，电池电压测量及平衡电路还包括电阻R42、R38、R30、R26、R21、R12、R6和发光二极管D16、D13、D12、D10、D9、D6、D3；

电阻R42与发光二极管D16串联后，与电阻R40并联，所述D16的负极与D15A的漏极直接相连；

电阻R38与发光二极管D13串联后，与电阻R32并联，所述D13的负极与D11B的漏极直接相连；

电阻R30与发光二极管D12串联后，与电阻R28并联，所述D12的负极与D11A的漏极直接相连；

电阻R26与发光二极管D10串联后，与电阻R23并联，所述D10的负极与D8B的漏极直接相连；

电阻21与发光二极管D9串联后，与电阻R17并联，所述D9的负极与D8A的漏极直接相连；

电阻R12与发光二极管D6串联后，与电阻R10并联，所述D6的负极与D1B的漏极直接相连；

电阻R6与发光二极管D3串联后，与电阻R2并联，所述D3的负极与D1A的漏极直接相连。

进一步地，电池电压测量及平衡电路还包括稳压二极管ZV8、ZV6、ZV5、ZV4、ZV3、ZV3、ZV2、ZV1，所述括稳压二极管ZV8、ZV6、ZV5、ZV4、ZV3、ZV3、ZV2、ZV1的正、负极分别与所述D15A、D11B、D11A、D8B、D8A、D1B、D1A的源极、栅极连接。

进一步地，电池电压测量及平衡电路还包括电容C21、C20、C16、C14、C13、C1，所述电容C21串接在所述电阻R41、R39之间，电容C20串接在所述电阻R33、R31之间，电容C16串接在所述电阻R29、R27之间，电容C14串接在所述电阻R24、R22之间，电容C13串接在所述电阻R18、16之间，电容1串接在所述电阻R1、R4之间。

进一步地，电池电压测量及平衡电路还包括二极管D7、D5，所述二极管D5的正极与所述U1的VC6引脚连接，所述二极管D5的负极与所述U1的BAT连接，所述二极管D7的正极与电阻R16连接，所述二极管D7的负极与所述U1的VC5X的引脚连接。

进一步地，电池电压测量及平衡电路还包括电阻R15、电容C9、C6，所述电阻R15串接在所述U1的VC5X引脚与C5之间，所述C9串接在所述电阻R15与电阻R13之间，所述电容C6串接在电阻R7与电阻R15之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过插头、电池监控器以及各电阻、场效应管的配合，可以很方便的得到各节电池的电压，当获取的各节电池电压不一致时，可以通过电池监控器拉升相应电池负极电压，最终使各节电池的电压达到平衡，进而增长整体电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的电池电压测量及平衡电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的实施例提供了一种电池电压测量及平衡电路，包括包括插头P1、电池监控器U1、电阻R43、R39、R31、R27、R22、R16、R13、R7、R1、R40、R41、R32、R33、R28、R29、R23、R24、R17、R18、R10、R11、R2、R4，场效应管D15A、D11B、D11A、D8B、D8A、D1B、D1A；

所述插头P1包括输出端C0～C7，所述输出端C0～C7对应的输入端顺序成对连接的电池，所述输出端C0～C7分别通过电阻R43、电阻R39、电阻R31、电阻R27、电阻R22、电阻R16、电阻R7、电阻R1与所述电池监控器U1的VC0、VC1、VC2、VC3、VC4、VC5、VC6、VC7引脚连接，同时，所述C5还通过电阻R13与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接；

所述场效应管D15A的源极与所述C0连接，漏极通过R40与所述C1连接，栅极通过R41与所述电池监控器U1的VC0引脚连接，

所述场效应管D11B的源极与所述C1连接，漏极通过R32与所述C2连接，栅极通过R33与所述电池监控器U1的VC1引脚连接，

所述场效应管D11A的源极与所述C2连接，漏极通过R28与所述C3连接，栅极通过R29与所述电池监控器U1的VC2引脚连接，

所述场效应管D8B的源极与所述C3连接，漏极通过R23与所述C4连接，栅极通过R24与所述电池监控器U1的VC3引脚连接，

所述场效应管D8A的源极与所述C4连接，漏极通过R17与所述C5连接，栅极通过R18与所述电池监控器U1的VC4引脚连接，

所述场效应管D1B的源极与所述C5连接，漏极通过R10与所述C6连接，栅极通过R11与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接，

所述场效应管D1A的源极与所述C6连接，漏极通过R2与所述C6连接，栅极通过R4与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接；

所述电池监控器U1的VC7～VC10引脚同时连接电池监控器U1的BAT引脚，电池监控器U1的VC5X引脚与所述C5连接。

所述电池电压测量及平衡电路结构图，如图1所示，所述U1的型号为BQ7693003DBTR，需要说明是，C0对应的输入端连接第一节电池的负极、C1对应的输入端连接第1节电池的正极同时连接第2节电池的负极，依次类推，C6对应的输入端连接第7节电池的负极，C7对应的输入端连接第7节电池的正极；

上述输出端C0～C7分别通过电阻R43、电阻R39、电阻R31、电阻R27、电阻R22、电阻R16、电阻R7、电阻R1与所述电池监控器U1的VC0、VC1、VC2、VC3、VC4、VC5、VC6、VC7引脚连接，同时，所述C5还通过电阻R13与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接；则可以通过U1的VC0、VC1引脚获取第一节电池电压，通过U1的VC1、VC2引脚获取第二节电池的电压，依次类推，通过U1的VC5B、VC6引脚获取第6节电池的电压，通过U1的VC6、VC7引脚获取第7节电池的电压；可以通过U1的SCL、SDA引脚(总线)得到各节电池的电压(输出二进制数据)；

当获取得到的各节电池电压不一致时，可以通过拉升负极电压，使各节电池电压达到平衡，例如，当第1节电池的电压大于第2节电池的电压时，U1通过拉升VC0的电压使其与VC1电压相同，此时场效应管D15A导通，同时R40导通分压、消耗电能，逐渐使得第1节电池的电压减小，最终使得第1节电池与第2节电池的电压相等，依次类推，当第7节电池的电压大于第6节电池的电压时，可U 1通过拉升VC6电压，最终使得第7节电池的电压与第6节电池电压相同；由此，可使得各节电池的电压达到平衡。

所述电池监控器U1的VC7～VC10引脚同时连接电池监控器U1的BAT引脚，即为电池监控器U1的提供工作电压。

电池监控器U1的VC5X引脚与所述C5连接。

优选的，所述电池电压测量及平衡电路还包括电阻R42、R38、R30、R26、R21、R12、R6和发光二极管D16、D13、D12、D10、D9、D6、D3；

电阻R42与发光二极管D16串联后，与电阻R40并联，所述D16的负极与D15A的漏极直接相连；

电阻R38与发光二极管D13串联后，与电阻R32并联，所述D13的负极与D11B的漏极直接相连；

电阻R30与发光二极管D12串联后，与电阻R28并联，所述D12的负极与D11A的漏极直接相连；

电阻R26与发光二极管D10串联后，与电阻R23并联，所述D10的负极与D8B的漏极直接相连；

电阻21与发光二极管D9串联后，与电阻R17并联，所述D9的负极与D8A的漏极直接相连；

电阻R12与发光二极管D6串联后，与电阻R10并联，所述D6的负极与D1B的漏极直接相连；

电阻R6与发光二极管D3串联后，与电阻R2并联，所述D3的负极与D1A的漏极直接相连。

需要说明的是，当U1通过拉升电压进行电压平衡时，对应的发光二极管点亮；例如，当第1节电池的电压大于第2节电池的电压时，U1通过拉升VC0的电压使其与VC1电压相同，此时场效应管D15A导通，同时R40导通，而电阻R42与发光二极管D16串联后，与电阻R40并联；此时发光二极管D16导通发光，用户可以知道哪节电池正在进行电压平衡，使用户更清晰的掌握各节电池状态。

优选的，所述电池电压测量及平衡电路还包括稳压二极管ZV8、ZV6、ZV5、ZV4、ZV3、ZV3、ZV2、ZV1，

所述括稳压二极管ZV8、ZV6、ZV5、ZV4、ZV3、ZV3、ZV2、ZV1的正、负极分别与所述D15A、D11B、D11A、D8B、D8A、D1B、D1A的源极、栅极连接。通过设置上述稳压二极管，将场效应管的源极、栅极进行稳压，保证了电路的正常工作。

优选的，所述电池电压测量及平衡电路还包括电容C21、C20、C16、C14、C13、C1，所述电容C21串接在所述电阻R41、R39之间，电容C20串接在所述电阻R33、R31之间，电容C16串接在所述电阻R29、R27之间，电容C14串接在所述电阻R24、R22之间，电容C13串接在所述电阻R18、16之间，电容1串接在所述电阻R1、R4之间。通过设置上述电容，消除各节电池电压进行平衡时带来的纹波。

优选的，所述电池电压测量及平衡电路还包括二极管D7、D5，所述二极管D5的正极与所述U1的VC6引脚连接，所述二极管D5的负极与所述U1的BAT连接，所述二极管D7的正极与电阻R16连接，所述二极管D7的负极与所述U1的VC5X的引脚连接。通过设置上述二极管，使输入给BAT、VC5X引脚的电压为正向电压，从而延长的U1的使用寿命。

优选的，所述电池电压测量及平衡电路还包括电阻R15、电容C9、C6，所述电阻R15串接在所述U1的VC5X引脚与C5之间，所述C9串接在所述电阻R15与电阻R13之间，所述电容C6串接在电阻R7与电阻R15之间。

需要说明的是，本实施例仅提供了测量及平衡7节电池电压的实施例，本领域技术人员可以理解在少于7节电池的情况下，本实用新型依然可以测量及平衡电池电压。

本实用新型所有场效应管的型号可为BSD840NH6327XTSA1，本领域技术人员应当能够理解的是，在具体实施时，电路中各元件的参数，如电阻、电容值等均可由本领域技术人员根据实际需要进行设定并调整，此处不做具体限定。

本实用新型公开了一种电池电压测量及平衡电路，通过插头、电池监控器以及各电阻、场效应管的配合，可以得到各节电池的电压，当获取的各节电池电压不一致时，可以通过电池监控器拉升相应电池负极电压，最终使各节电池的电压达到平衡；从而在各节电池同时使用时，进而增长整体电池的使用寿命；当对电池进行充电时，也使得充电更均衡，此外，还可以通过设置在电路的发光二极管来获知哪节电池正在进行电压平衡。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电池电压测量及平衡电路，其特征在于，包括插头P1、电池监控器U1、电阻R43、R39、R31、R27、R22、R16、R13、R7、R1、R40、R41、R32、R33、R28、R29、R23、R24、R17、R18、R10、R11、R2、R4，场效应管D15A、D11B、D11A、D8B、D8A、D1B、D1A；

所述插头P1包括输出端C0～C7，所述输出端C0～C7对应的输入端顺序成对连接的电池，所述输出端C0～C7分别通过电阻R43、电阻R39、电阻R31、电阻R27、电阻R22、电阻R16、电阻R7、电阻R1与所述电池监控器U1的VC0、VC1、VC2、VC3、VC4、VC5、VC6、VC7引脚连接，同时，所述C5还通过电阻R13与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接；

所述场效应管D15A的源极与所述C0连接，漏极通过R40与所述C1连接，栅极通过R41与所述电池监控器U1的VC0引脚连接，

所述场效应管D11B的源极与所述C1连接，漏极通过R32与所述C2连接，栅极通过R33与所述电池监控器U1的VC1引脚连接，

所述场效应管D11A的源极与所述C2连接，漏极通过R28与所述C3连接，栅极通过R29与所述电池监控器U1的VC2引脚连接，

所述场效应管D8B的源极与所述C3连接，漏极通过R23与所述C4连接，栅极通过R24与所述电池监控器U1的VC3引脚连接，

所述场效应管D8A的源极与所述C4连接，漏极通过R17与所述C5连接，栅极通过R18与所述电池监控器U1的VC4引脚连接，

所述场效应管D1B的源极与所述C5连接，漏极通过R10与所述C6连接，栅极通过R11与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接，

所述场效应管D1A的源极与所述C6连接，漏极通过R2与所述C6连接，栅极通过R4与所述电池监控器U1的VC5B引脚连接；

所述电池监控器U1的VC7～VC10引脚同时连接电池监控器U1的BAT引脚，电池监控器U1的VC5X引脚与所述C5连接。

2.根据权利要求1所述的电池电压测量及平衡电路，其特征在于，还包括电阻R42、R38、R30、R26、R21、R12、R6和发光二极管D16、D13、D12、D10、D9、D6、D3；

电阻R42与发光二极管D16串联后，与电阻R40并联，所述D16的负极与D15A 的漏极直接相连；

电阻R38与发光二极管D13串联后，与电阻R32并联，所述D13的负极与D11B的漏极直接相连；

电阻R30与发光二极管D12串联后，与电阻R28并联，所述D12的负极与D11A的漏极直接相连；

电阻R26与发光二极管D10串联后，与电阻R23并联，所述D10的负极与D8B的漏极直接相连；

电阻21与发光二极管D9串联后，与电阻R17并联，所述D9的负极与D8A的漏极直接相连；

电阻R12与发光二极管D6串联后，与电阻R10并联，所述D6的负极与D1B的漏极直接相连；

电阻R6与发光二极管D3串联后，与电阻R2并联，所述D3的负极与D1A的漏极直接相连。

3.根据权利要求1所述的电池电压测量及平衡电路，其特征在于，还包括稳压二极管ZV8、ZV6、ZV5、ZV4、ZV3、ZV3、ZV2、ZV1，

所述括稳压二极管ZV8、ZV6、ZV5、ZV4、ZV3、ZV3、ZV2、ZV1的正、负极分别与所述D15A、D11B、D11A、D8B、D8A、D1B、D1A的源极、栅极连接。

4.根据权利要求1所述的电池电压测量及平衡电路，其特征在于，还包括电容C21、C20、C16、C14、C13、C1，所述电容C21串接在所述电阻R41、R39之间，电容C20串接在所述电阻R33、R31之间，电容C16串接在所述电阻R29、R27之间，电容C14串接在所述电阻R24、R22之间，电容C13串接在所述电阻R18、16之间，电容1串接在所述电阻R1、R4之间。

5.根据权利要求1所述的电池电压测量及平衡电路，其特征在于，还包括二极管D7、D5，所述二极管D5的正极与所述U1的VC6引脚连接，所述二极管D5的负极与所述U1的BAT连接，所述二极管D7的正极与电阻R16连接，所述二极管D7的负极与所述U1的VC5X的引脚连接。

6.根据权利要求5所述的电池电压测量及平衡电路，其特征在于，还包括电阻R15、电容C9、C6，所述电阻R15串接在所述U1的VC5X引脚与C5之间，所述C9串接在所述电阻R15与电阻R13之间，所述电容C6串接在电阻R7与电阻R15之间。

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