CN211453889U - 高分辨率电池内阻测量电路 - Google Patents
高分辨率电池内阻测量电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211453889U CN211453889U CN202020014718.7U CN202020014718U CN211453889U CN 211453889 U CN211453889 U CN 211453889U CN 202020014718 U CN202020014718 U CN 202020014718U CN 211453889 U CN211453889 U CN 211453889U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- internal resistance
- adc chip
- circuit
- resolution
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种高分辨率电池内阻测量电路，包括ADC芯片、隔直电容、以及用于连接待测电池正负极的正极端子、负极端子；ADC芯片的分辨率不小于16bit，隔直电容连接在ADC芯片和正极端子之间，负极端子接地。由于ADC芯片的高分辨率，可以直接测量待测电池内阻产生的压降，不使用模拟差分运算放大电路处理，仍然能够在比较宽的内阻测量范围得到很高的分辨率，同时适应多种电池不同的电压范围。利用ADC芯片的高转换速度，提高测量速度，降低电路相关需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池内阻测量领域，更具体地说，涉及一种高分辨率电池内阻测量电路。
背景技术
相关技术中的二次电池内阻测量，因为成本综合考虑，一般使用MCU片内集成ADC作为信号采样转换电路，分辨率受MCU选型影响，多为12bit甚至10bit，少数研究使用外扩高分辨率ADC的办法，但要么成本偏高、要么电路复杂，应用范围受到较大限制。
电池内阻测量有两种方法，一是交流注入法，一是直流脉冲放电法，都是在电池上叠加一个或正或负的电流，在内阻上产生正或负压降，测量这个压降，间接计算就可以得到内阻测量值。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种高分辨率电池内阻测量电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高分辨率电池内阻测量电路，包括ADC芯片、隔直电容、以及用于连接待测电池正负极的正极端子、负极端子；
所述ADC芯片的分辨率不小于16bit，所述隔直电容连接在所述ADC芯片和所述正极端子之间，所述负极端子接地。
优选地，所述高分辨率电池内阻测量电路还包括设置在所述ADC芯片和所述隔直电容之间的电路上的滤波电路，且所述滤波电路接地。
优选地，所述滤波电路包括滤波电阻、滤波电容，所述滤波电阻与所述隔直电容串联在所述ADC芯片、正极端子之间，所述滤波电容连接所述ADC芯片和所述滤波电阻之间的电路，并接地。
优选地，所述ADC芯片内设有取样电阻或所述ADC芯片外接取样电阻。
优选地，所述隔直电容连接至所述ADC芯片的模拟输入脚。
优选地，所述高分辨率电池内阻测量电路还包括连接在所述负极端子和地端之间的抗干扰电路。
优选地，所述抗干扰电路包括电感。
实施本实用新型的高分辨率电池内阻测量电路，具有以下有益效果：由于ADC芯片的高分辨率，可以直接测量待测电池内阻产生的压降，不使用模拟差分运算放大电路处理，仍然能够在比较宽的内阻测量范围得到很高的分辨率，同时适应多种电池不同的电压范围。利用ADC芯片的高转换速度，提高测量速度，降低电路相关需求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例中的高分辨率电池内阻测量电路的电路原理示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型一个优选实施例中的高分辨率电池内阻测量电路包括ADC芯片U1、隔直电容C2、以及用于连接待测电池正负极的正极端子1、负极端子2，ADC芯片U1的分辨率不小于16bit，隔直电容C2连接在ADC芯片U1和正极端子1之间，负极端子2接地。
由于ADC芯片U1的高分辨率，可以直接测量待测电池内阻产生的压降，不使用模拟差分运算放大电路处理，仍然能够在比较宽的内阻测量范围得到很高的分辨率，同时适应多种电池不同的电压范围。利用ADC芯片U1的高转换速度，提高测量速度，降低电路相关需求。
通常，隔直电容C2连接至ADC芯片U1的InR脚，本实施例中，ADC芯片U1的分辨率为16bit，ADC芯片U1内设有取样电阻，在其他实施例中，也可ADC芯片U1外接取样电阻。
在一些实施例中，高分辨率电池内阻测量电路还包括设置在ADC芯片U1和隔直电容C2之间的电路上的滤波电路3，且滤波电路3接地，滤波电路3可以滤除外界的干扰。
滤波电路3包括滤波电阻R1、滤波电容C1，滤波电阻R1与隔直电容C2串联在ADC芯片U1、正极端子1之间，滤波电容C1连接ADC芯片U1和滤波电阻R1之间的线路，并接地。
在一些实施例中，高分辨率电池内阻测量电路还包括连接在负极端子2和地端之间的抗干扰电路L1，进一步提升抗干扰性。进一步地，抗干扰电路L1包括电感。
正极端子1Bat+、负极端子2Bat-为四线式电池的内阻检测端子，当控制电路通过四线式内阻检测的电流端子向待测电池注入电流或者待测电池释放电流时，在检测端子上除了待测电池本身的电动势，还会叠加注入、释放电流在待测电池内阻上产生的正或负压降，这个压降可以在短时间内通过隔直电容C2，在ADC芯片U1的片内取样电阻上逐渐缩小地保持一段时间。
ADC芯片U1的取样电阻叠加在Vref脚上，可以相对Vref脚输入正电压，也可以输入负电压，上电一段时间后，隔直电容C2两端电压稳定下来，我们可以认为隔直电容C2左侧电压是Vref脚，右侧是电池的电动势正极端子1Bat+。
在一些实施例中，当隔直电容C2选择4.7uF，ADC芯片U1内取样电阻约60KΩ，滤波电阻R1取值30Ω，滤波电阻R1相对取样电阻，可以忽略。
假设待测电池内阻为100mΩ，测试的注入电流为1A，则正极端子1Bat+增加100mV，这个100mV的内阻压降对隔直电容C2充电，因为隔直电容C2电压无法突变，在滤波电阻R1侧电压变为Vref脚+100mV，取样电阻上产生约100mV/60K＝1.66uA电流，大约每50uS，隔直电容C2电压变化17uV。
在数百微秒时间内，电压变化曲线相对比较平直，软件控制开启注入、释放电流时间，和ADC芯片U1转换时间的间隔，就可以得到相关性很好的内阻压降测量数据。
从待测电池内阻的特性分析，内阻数据我们更关心测量的分辨率与重复一致性，实际上对精度要求不高，本电路配合软件能很好地保证内阻测量的分辨率和一致性。
因为ADC芯片U1的高分辨率，在不使用运算放大电路的情况下，假定Vcc脚为5.0V，则ADC芯片U1的Vref脚为2.5V，注入/放电电流假定为1A，本电路测量内阻的分辨率达到5.0V/2/2^23/1A＝2.5/8’388’608Ω＝0.298uΩ，有效量程数百mΩ，远超一般的方案。滤波电阻R1、滤波电容C1取值都比较小，用于适当滤除外界干扰，电感L1也参与抗干扰。
本产品的有益效果：
1、本发明使用低成本的高分辨ADC芯片U1，利用隔直电容C2代替差分电路，在ADC芯片U1的取样电阻上直接映射内阻的取样电压，简化内阻测量的模拟电路。
2、利用短时间内滤波电路3电压变化曲线比较平直的特点，在保证测量分辨率的前提下，有效缩短测量时间。
3、即使不使用放大电路，本电路仍然能够提供比较高的内阻测量分辨率。
发明点：
1、取消内阻测量中的模拟差分运算放大电路。
2、支持大电流注入法替代消耗电池电量比较严重的直流/脉冲放电法，有效提高内阻测量的及时性、支持大幅增加电池内阻测量频次。
3、使用简单廉价的阻容元件，实现高分辨率、快速的内阻测量。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种高分辨率电池内阻测量电路，其特征在于，包括ADC芯片(U1)、隔直电容(C2)、以及用于连接待测电池正负极的正极端子(1)、负极端子(2)；
所述ADC芯片(U1)的分辨率不小于16bit，所述隔直电容(C2)连接在所述ADC芯片(U1)和所述正极端子(1)之间，所述负极端子(2)接地。
2.根据权利要求1所述的高分辨率电池内阻测量电路，其特征在于，所述高分辨率电池内阻测量电路还包括设置在所述ADC芯片(U1)和所述隔直电容(C2)之间的电路上的滤波电路(3)，且所述滤波电路(3)接地。
3.根据权利要求2所述的高分辨率电池内阻测量电路，其特征在于，所述滤波电路(3)包括滤波电阻(R1)、滤波电容(C1)，所述滤波电阻(R1)与所述隔直电容(C2)串联在所述ADC芯片(U1)、正极端子(1)之间，所述滤波电容(C1)连接所述ADC芯片(U1)和所述滤波电阻(R1)之间的电路，并接地。
4.根据权利要求1所述的高分辨率电池内阻测量电路，其特征在于，所述ADC芯片(U1)内设有取样电阻或所述ADC芯片(U1)外接取样电阻。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高分辨率电池内阻测量电路，其特征在于，所述隔直电容(C2)连接至所述ADC芯片(U1)的模拟输入脚。
6.根据权利要求1至4任一项所述的高分辨率电池内阻测量电路，其特征在于，所述高分辨率电池内阻测量电路还包括连接在所述负极端子(2)和地端之间的抗干扰电路(L1)。
7.根据权利要求6所述的高分辨率电池内阻测量电路，其特征在于，所述抗干扰电路(L1)包括电感。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020014718.7U CN211453889U (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 高分辨率电池内阻测量电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020014718.7U CN211453889U (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 高分辨率电池内阻测量电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211453889U true CN211453889U (zh) | 2020-09-08 |
Family
ID=72297779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020014718.7U Active CN211453889U (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 高分辨率电池内阻测量电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211453889U (zh) |
-
2020
- 2020-01-03 CN CN202020014718.7U patent/CN211453889U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106249186A (zh) | 一种电池管理系统分流器电流采集数据的校正方法和装置 | |
| CN203705533U (zh) | 电动汽车霍尔电流传感器电流检测电路 | |
| CN105335737A (zh) | 电容指纹传感器 | |
| CN104020346A (zh) | 微电流信号提取系统 | |
| CN104655919A (zh) | 一种单磁芯准数字式直流大电流传感器 | |
| CN210015156U (zh) | 一种电流检测电路、装置及电气产品 | |
| CN109282856A (zh) | 一种同时检测温度/电压/电流信号的单芯片传感器 | |
| CN211453889U (zh) | 高分辨率电池内阻测量电路 | |
| CN108020727A (zh) | 一种电容电压转换电路 | |
| CN108873087A (zh) | 旋转体用地磁传感器低噪声信号处理电路 | |
| CN104796114A (zh) | 一种低泄漏误差的模拟积分器 | |
| CN211856874U (zh) | 一种基于计量单元的剩余电流互感器测量及异常检测电路 | |
| CN103760409A (zh) | 一种电压变送器 | |
| CN201285409Y (zh) | 相电压检测电路 | |
| CN107179432A (zh) | 一种汽车充电盒及其电流有效值测量方法 | |
| CN106405189B (zh) | 一种具有温度稳定性的电流传感器及其测量方法 | |
| CN206876753U (zh) | 一种汽车充电盒 | |
| CN108241129A (zh) | 开关电源输出滤波电容监测装置及方法 | |
| CN202994876U (zh) | 微小信号采集卡 | |
| CN203519728U (zh) | 差分电容式传感器检测电路 | |
| CN202393804U (zh) | 脉冲峰值采样装置 | |
| CN107666318A (zh) | 喷漆车间气体浓度检测系统中的模数转换模块 | |
| CN203149016U (zh) | 一种超级电容单体电压采样测量电路 | |
| CN204028156U (zh) | 一种电感电流转换电路 | |
| CN102944249A (zh) | 一种测量无源传感器输出信号的测量装置及信号检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |