TW201122757A

TW201122757A - Signal monitoring system and method

Info

Publication number: TW201122757A
Application number: TW099144880A
Authority: TW
Inventors: Guo-Xing Li; Quan-Wang Liu; shi-qiang Liu; Jun-Cai Hu
Original assignee: O2Micro Inc
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-07-01
Also published as: US20110156758A1; US8030973B2; CN102109579B; US20120013366A1; US8169249B2; CN102109579A; TWI438597B; JP2011138504A

Description

201122757 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發月係有關-種監控系統及方法，特別關於一種監押系統中的料目狀監錢監”狀料。工【先前技術】 -習知可監控多個電池電壓的電池監控系統包含一多工器和-類比/數位（簡稱為AD)轉換器。多工器與多個電池轉接，並且按順序地將每個電池的電壓轉換成—個或多個類比信號。AD轉難將類比信_換賴朗數位信號。簡言之，監控纽監控電池的電壓並且產生職的數位信號來表示電池的電壓。實際運作上，AD轉換器和多工器在這個轉換過程中可能會造成-些誤差。在習知的-些電池監控系統中，ad轉換器所造成的誤差將由AD轉換器自身來校正。然而，多工益所造成的誤差將隨周圍環境（例如’周圍溫度）的變化而變化’然而這將會降低電池監控系統輪出的準確度。【發明内容】在-實施例中，-信號監控系統包含一電路及一處理器。電路包含-第-輸入端和-第-輪出端。處理器_至該電路’並透過將該第-輸入端的-第一輪入信號和該第一輸出 201122757 端的一第一輸出信號的一位準差設定為一第一預設值，以計算指示該電路的一誤差因素的一參數。本發明要解決的技術問題在於提供一種信號監控系統和監控方法，能夠即時計算監控系統中隨周圍環境變化的誤差因素，進而更準確地監控信號。為解決上述技術問題，本發明提供一種信號監控系統，包含：一電路，包含一第一輸入端和一第一輸出端；以及一處理器，耦接至該電路，並透過將該第一輸入端的一第一輸入信號和該第一輸出端的一第一輸出信號的一位準差設定為一第一預設值，以計算指示該電路的一誤差因素的一參數。本發明進一步提供一種信號監控方法，包含：將一電路的一第一輸入端的一第一輸入信號和該電路的一第一輸出端的一第一輸出信號的一位準差設定為一第一預設值；以及基於該第一預設值計算指示該電路的一誤差因素的一參數。本發明進一步提供一種信號監控系統，包含：一電路，包含一第一輸入端、一第二輸入端和一第一輸出端，其中該電路經由該第一輸入端選擇地接收一第一檢測端的一第一電壓位準，並且經由該第二輸入端選擇地接收一第二檢測端的一第二電壓位準；以及一處理器，耦接至該電路， 201122757 並透過將該第一輸入端和該第一輸出端的一電壓位準差μ 定為一第一預設值，以判斷該電路的一誤差因素，、〇x 算該第一電壓位準和一第二電壓位準的一差值。與習知技術相比，本發明的信號監控系統和監控方法基於其中的信號轉換器的輸入與輸出的關係，將信號轉換器的輸入和輪出的差值設定為預設值，進而計算監押系矣、中的誤差因素。工、'” 以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進行詳細的說明，以使本發明的特性和優點更為明顯。’、仃【實施方式】以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發，將結合實施规行闡述’但應理解這麟意指將本發明限定於這些實_。減，本發明意在涵蓋倾_利要求項所界定的本發明精神和範_所定義的各種可選項、可修改項和等同項。〆此外，在以下對本發明的詳細描述中，為提供叫固針對本發明的完全的理解，關大量的具體細節。細，本領域支術人員將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的—些實例中，對於大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。在-實施例巾’本發明提供—種錢監㈣統，例如可 201122757 以監控多個電池中每個電池的電壓。在本實施例中，該信號監控系統執行一自身校正過程，使得信號監控系統更準確地監控電池的電壓。更具體地說，該信號監控系統計算指示信號監控系統中一個或多個誤差因素的一個或多個參數。該信號監控系統基於計算所得的參數計算電池的電壓。圖1A為根據本發明一實施例的信號監控系統丨⑻的示例性方塊圖。在本實施例中，信號監控系統1〇〇包含一信號供給電路130、一信號轉換電路102、一轉換器（例如，AD 轉換器104)和一處理器1〇6。信號轉換電路102包含一第一輸入端ΐι〇_ι、一第二輸入端110-2、一第一輪出端120_1和一第二輸出端12〇_2。信號轉換電路1〇2分別經由第一輸入端110一1和第二輸入端 110一2接收來自信號供給電路13〇的一第一輸入信號（例如，其電壓位準為V1N1)和一第二輸入信號（例如，其電壓位準為 v1N2)。信號轉換電路102將第一輸入信號VlN1和第二輸入信號Vin2轉換成一第一輸出信號（例如，其電壓位準為和一第二輸出信號（例如，其電壓位準為V〇lm)，並且分別經由第一輸出端120_1和第二輸出端丨2〇一2提供第一輸出信號 V〇UT1和第二輸出信號V〇ut2給AD轉換器104。八1)轉換器1〇4 因而提供一數位信號142給處理器106。數位信號142指示第一輸出信號V〇uti和第二輸出信號V〇ut2的一位準差。AD轉換 201122757 器104亦可產生指示第一輸出信號ν〇υτι的位準和第二輸出信號vOUT2的位準的一數位信號（未顯示在圖1Α中）。處理器可接收數位信號142並且基於數位信號142計算第一輸入信號 VlN1和第二輸入信號Vin2的一位準差。處理器1〇6亦可計算第一輸入信號的位準及/或第二輸入信號Vin2的位準。在個實施中’^5號轉換電路1〇2存在一個或多個誤差因素。舉例說明’信號轉換電路102中可能存在因電阻不匹配所造成的誤差因素。信號轉換電路102中還可能存在隨一周圍環境變化而變化的誤差g素，例如，—電壓偏移。顺環境包含一周圍溫度。因此，在本實施例中，第-輸出信號VGUT1和第二輸出信號V_的位準差由誤差因素以及第—輸人信號— 和第二輸人信號vIN2的位準差所決定^優點在於，祕至信號轉換電路102的處理器_可計算指示信號轉換電路⑽誤差因素的-個或多個參數。具體地說，透過將第-輸人信號^ 和第-輸出信號vQUT1的位準差設定為__第—預設值v_ (如，ViN1-v0UT1=VpRE1)，並且將第二輸入信號v⑽和第一輸入信號V1N1的位準差設定為一第二預設值v_ (如， V^Vr^VpRE2) ’處理器1〇6計算指示誤差因素的參數。結果’處理H 1G6根據這個參數以及第—輸出信號v_和第二輸出信號乂_❾-即時位準差計算第一輸入信號—和第二輸入信號Vin2的一即時位準差。 201122757 圖1B為根據本發明一實施例的信號監控系統中的信號轉換電路102的示例性電路圖。在圖ία和圖1B中標記相同的元件具有相似的功能。

如圖1B所示，信號轉換電路1〇2包含一運算放大器（簡稱為’OA) 112。OA 112的一負極輸入端經由電阻值為&的一第一電阻器與第一輸入端110J耦接，並且經由電阻值為心的-第二電阻器與第二輸出端12〇_2输心112的一正極輸入端經由電阻值為R’3W-第三電阻器與第二輸入端li〇—2轉接’並且經由電阻值為的一第四電阻器與耗接第一輸出端 120一 1。此外，0A 112的一輸出端與第二輸出端12〇一2搞接。在本實施例中，第三電阻器的阻值R，3包含—阻值&和一阻值 △R (例如，R’3=R3MR)。阻值紐表示信號轉換電路ι〇2中電阻不匹配所造喊誤差。料，她\絲實際運作上OA 112的誤差因素，例如，一輸入電壓偏移。參數v〇s的數值隨周圍環境（如，周圍溫度）變化而變化。在本實施例中，假設圖2所示的 UA ° 因此’ 0A112的正極輸入端的一電壓位準v+等於I〗：的負極輸入端的一電壓位準V，如，ν+=ΛΓ。得如下等弋· 、成+V|NI = (V_~VlN2)x"^+V-vos

(V〇UT2 - D

/¾ r ”、 R-i - _ D I ⑴

' 八3十沁4 T〇S 假設I等於1/(1+¾)的一電阻值比的-電阻值比，並的，雖== (2) (2)201122757 等式(1)得： (^〇υΤ2~^ΙΝΐ)ΧΚι+ΥΝ \r \ vr oun - VlN2) x K2 + V|N2 〜V〇s 0 進一步修改等式(2)得：

V〇UT2 V〇UTI -(ν〇υτι-νιΝΙ7)χ]£ΐ + _ΥιΝ2 _U1NL + V κ, Κ! Κ, Κ, ΙΝ, ~ ν〇υτι = Vm2x(—-K3)~V〇UT1><(1_K3) + viN1x(i__l_)_^i = (Vin2-Vin1)x(士-K3) + (Vini_v_)x(1 &。 1 K. gp : v0[m-voim =(V,N2_'N|)X(亡 _K3)+〜_v。一一舍⑶ 假設K4等於1/κ广K3的電阻值比，並且K5等於^K3的電阻值比。因此’第一輸出端120J和第二輸出端120—2的電壓位準差V0UX2-V0UT1由下式給出： V〇im-VOUn=(V1N2-V|N|)XK4+(VlN|_V〇uT|)xK5_：^。 ⑷ 等式(4)定A分別在第—輸人端11GJ、第二輸入端 110—2、第一輸出端120—1和第二輸出端12〇—2上的第一輸入信號、第二輸入錢VlN2、第一輸出信號v_和第:輸出信號v0UT2的一關係。此外，等式(4)由參數v〇s、電阻值比 K1、電阻值比K4和電阻值比K：5所決定。參數項v〇s/Ki包含隨周圍環㈣化而變化的誤差EJ素參數Vqs。餘值比&和電阻值比K：5包含信號轉換電路102中的電阻不匹配所造成的誤差因素阻值AR。優點在於，圖1A中的處理器1〇6可以計算參數v〇s、電 201122757 阻值比K!、電阻值比K4和電阻值比κ：5。具體地說，處理器i〇6 將電壓位準差VIN1-V0UT1設定為第一預設值VPRE1 (如， )，並且將電壓位準差Vm一Vini設定為第二預设值VpRE2 (如，Vin2-VrN产VPRE2)。同時，處理器106經由ad 轉換器104測量電壓位準差V〇lJn_v〇UTl。基於測量所得的電壓位準差V0UT2-V0UT1以及一第一預設值vPRE1和一第二預設值VpRE2 ’處理器106計算參數Vos、電阻值比Κι、電阻值比 Κ4和電阻值比&。如此一來，處理器1〇6可估計等式(4)。圖2為根據本發明一實施例的電池監控系統2〇〇的示例性電路圖。在圖1Α、圖1Β和圖2中標記相同的元件具有相似的功能。電池監控系統200包含一電池組230、一多工器246、 AD轉換器1〇4、處理器106和一參考信號源208。在本實施例中，電池組230包含多個電池230 1-230 4。在圖2的實施例中，電池組230包含四個電池230 1·230 4。然而’電池組230並不限制如此。電池組230可以包含任意數目的電池。多工器246包含麵接在電池230_1-230_4和第一輸入端110J以及第二輸入端110—2之間的多個開關214_1-214_4 和多個開關216_1 -216_4。處理1 〇6可控制多工器246。多工器246可為第一輸入端110_1和第二輸入端11〇_2提供一第一選定信號和一第二選定信號，第一選定信號和第二選定信號從一第一參考信號、一第二參考信號以及多個即時輸入 201122757 信號中選擇。第—參考健和第二參考錄可以是來自參考信號源208的參考電壓¥删和參考電壓。第一參考信號和第一參考彳5號也可以是來自一地端的一零伏特電壓。此外，可以透過將第一輸入端no—1和第一輸出端no—1連接，使得第一輸入信號v1N1等於第一輸出信號ν〇υτι。多個即時輸入信號可以是來自電池230一1-230一4的多個電壓位準。具體地說，多個即時輪入信號中的每個信號是電池中對應的電池的一端點的一電壓。更具體地說，開關214—1-214_4和開關216_1-216_4耦接在電池230_1-230_4和第一輸入端11〇_1以及第二輸入端ιι〇_2 之間。透過將開關216_1-216_4中的開關216_η (η=卜2、3 或4)導通，信號轉換電路102經由第一輸入端110_1接收第一檢測端（例如’電池230_η的負極）的一第一電壓位準VL(n)。同理’透過將開關214_1-214_4中的開關214_n導通，信號轉換電路102可經由第二輸入端ιι〇_2接收一第二檢測端（例如’電池230_n的正極）的一第二電壓位準VH⑻。開關網路222可包含多個開關（未顯示在圖2中）。舉例說明’開關網路222包含耦接在第一輸入端11〇_1和參考信號源208之間的一開關及/或耦接在第二輸入端11 〇_2和參考信號源208之間的一開關。開關網路222可進一步包含耦接在第一輪入端110_1和地端之間的一開關及/或耦接在第二輸入端 12 201122757 110_2和地端之間的一開關。開關網路222可進一步包含耦接在第一輸入端和第二輸入端11〇_2之間的一開關。開關網路222進一步包含第一輸出端120_1和第一輸入端110_1之間的一開關。開關網路222亦可具有多種不同結構。

第一輸入端110一 1和第二輸入端110_2可透過將開關網路 2之2中對應開關導通的方式以接收參考電壓Vrefi和參考電壓 vREF2。第一輸入端no一1和第二輸入端11〇_2亦可透過將開關網路222中對應開關導通的方式來接收零伏特電壓。此外，第 -輸入端110—1可以透過將開關網路222中對應開關導通的方式接收來自第-輸出端12〇_1的第—輸出信號v_。如_示’咖218具有耦接至第一輸出端…的 -輸出端。緩衝器218可以是但不限於—種運算放大器。緩衝器218可包含接收參考電壓V咖的一輸入端224 (如，正極輸入端）’以及與緩衝器218的輪出端耗接的-另-個輸入端 (如’負極輸人端）。因此’緩衝器218將第—輸出信設定約等於峨壓W緩衝請可具有—偏移相對較所以第一輸出信號v—準可以位於以參考電_為中心的相對較小的範圍内。電·準差曝細她糊如輸出信號參考在圖2的實施例中，參考信號_供參考啦丨、參考電和參考縣、。然而，參考 13 201122757 仏號源2G8可以提供任意數目的參考電壓。此外，在圖2的實施例t，多工器246包含緩衝|| 218。然而，在另一實施例中，第一輸出端120—1接地，緩衝器218則可省略。圖3為根據本發明一實施例電池監控系統200所執行操作的不例性方法流程圖3⑻。以下將結合圖1A、圖ΐβ和圖2對圖3 ^行描述。如圖3所示，步驟302為電池監控系統執灯的單次校正操作的方法流程圖。步驟3()4為電池監控系統細執行的即時校正操作的方法流糊。單次校正操作和即時校正操作基於等式(3)和等式(4)來執行。具體地說’在單次校正操㈣，處可計算/獲得電阻值比&和電阻值比心計算所得的電阻值比&和電阻值比 &被儲存在處理n 1G6 _料記龍巾。在—實施例中，電阻不匹配所造成的誤差因素在關環觀化的情況下可以保持不變。換句職’電_比&和電阻姐&岐絲周圍環境變化時不變。因此，處理請可以但不限於緊執行單次校正操作-次。舉例說明，當信號轉換電路1〇2在第—次與處理器1〇6結合使用時，處理器⑴6執行單次校正操作。辦而，處理器106也可在任意時間執行單次校正操作。在即時校正操作巾，處理㈣由於細舰VQ___化，輪請在電池監控操作啟動時執行即時校正操作。處理器H)6獲得參數項 201122757

Vos/Kq的一當前數值（或一即時數值），進而更準確地計算電池230_1-230_4的電池電壓。更具體地說，在步驟310中，電池監控系統2〇〇啟動單次校正操作。在步驟312中，電池監控系統2〇〇設定 ViNfViN丨=VOUT1 ’並且測量電壓位準差ν〇υΏ_ν〇υτ丨的一當前數值VD1。舉例說明，多工器246將開關網路222中對應的開關導通，使得第一輸入端110—1和第二輸入端110_2與第一輸 • 出端120-1輕接。因此’第一輸出信號乂_被傳輸到第一輸入端110_1和第二輸入端110—2，進而將第一輸入信號Vini和第二輸入信號ν1ΝΖ設定為第一輪出信號ν〇υτι。同時，處理器 106經由AD轉換器104測量獲得第一輸出端12〇J和第二輸出端120一2的電壓位準差的當前數值Vm，如， Vdi=VOUX2-Vout1。因此，基於等式(3)，得如下等式： # (5) 換句話說’如步驟314描述’處理器丨〇6計算參數項v〇s/K】的數值。如果電阻值比的數值為已知（例如， 1^=0.6667±5%)，處理器106可計算電壓偏移參數v〇s ，例如， VOS=VD1*(〇.6667士5%)。在步驟316中，電池監控系統2〇〇設定Vin尸Vin产〇，並且測量電壓位準差V0UT2-V〇UT1的-當前數值ν〇2。舉例說明，

S 15 201122757 多工器246將開關網路222中對應的開關導通，使得第一輸入私110_1和第二輸入端11〇_2接地。同時，處理器丨％經由a】〕轉換器104測量獲得第-輸出端120J和第二輸出端12〇_2的電壓位準差的當前數值vD2，例如，Vd2=v_—v_。處理器 106可測量獲得第一輸出信號v_的當前電壓位準％，例如，

Vi=V〇UT1。因此，基於等式(3)和等式(5)，得如下等式： VD2=-V1x(l-K3) + VD1 ⑹ 如步驟318描述，計算電阻值比κ3得：

Κ3 =，ΐ-Ύρι~ν〇2 V, ⑺ 在步驟320中’電池監控系統200設定ViN2=v廳和 1N1 0並且測量電壓位準差V〇uT2_v〇⑽的一當前數值。，例說明，多工器246將開關網路222中對應的開關導通，使得第二輸人端11G_2接收參考輕v_，敍第—輸入端 11(U接地。同時，處理器1〇6經由AD轉換器1〇4測量獲得第一輸出端12GJ和第二輸出端12G—2的電壓位準差的當前數

值Vd3，如’ Vd3=v〇阳-v_。由於單次校正操作所花的時間相對比較短’第一輸出信號v_的電壓位準在單次校正過程中視為固定’如’ Vquti=vi。因此，基於等式(3)和(5)，得如下等式·· 〇3=Vref1x(i/ki-K3)-viX(1-K3) + Vdi ⑻ 、在步驟322中，電池監控系統200設定m，、' ’則里電;1位準差ν〇υτ2_ν_的一當前數值ν〇4。舉例說 16 201122757 明’夕工器246將開關網路222中對應的開關導通，使得第一輸入端110一1和第二輸入端11〇—2接收參考電壓。同時，處理器1〇6經由AD轉換以〇4測量獲得第一輸出端和第二輪出端12G—2的電驗準差的當前數值I，例如， ν〇4-νουτ2—v0UT1。基於等式(3)和(5)，得如下等式： V^==(VREF1-V1)x(l-K3) + VD1 ⑼ 基於等式⑻和(9)，得如下等式：

VD3 ~ VD4 = VREF| X (1 / K, - 1) (10) 如步驟324描述，計算電阻值比&得： κ, rREFl /reim + VD3 - VD4 (11) 結果’處理器1G6計算—電阻值比L和—電阻值比κ5 (如’ Κ4-Ι/Κ广Κ3和K5=l-K3) ’並且將電阻值比^和電阻值比&的數值儲存在處理器1〇6的資料記憶體中。電池監控系統200執行步驟326以結束單次校正操作。

當電池監控系統200開始監控電池23〇J_23〇—4的電池電 [夺電池監控系統200執行即時校正操作。在步驟中，電池監控系統2GG啟動即時校正操作^在步驟332中，電池監控系統200執行類似於步驟312中描述的操作。電池監控系統 200 β又疋VIN2=V1N丨=VOUTi，並且測量電壓位準差v__v^ 的當前數值（或即時數值）Vw。基於等式⑶，得如下等式：

Vd5="? (12) 在步驟334中，處理器1〇6計算/獲得參數項Vo%的數 201122757 值，如，〇在步驟336中，處理器106設定η=1。在步驟338中，電池監控糸統2〇〇設定VjN2=VH(n)和V1N1=vL(n)，並且測量電麼位準差vOUT2-vOUT1的當前數值（或即時數值）Vd⑻。具體地說’參數η表示電池230—1-230—4的電池序列號（例如，㈣、 2、3 ’或4)。電壓位準νΗ⑻表示電池230_η的正極電壓位準，電壓位準VL(n)則表示電池230_η的負極電壓位準。舉例說明，當炉1時，處理器106導通開關214—!和開關216J，使得 Vin2=Vh⑴並且vIN1=VL(l)。同時，處理器106經由AD轉換器測量獲得第一輸出端12〇J和第二輸出端12〇—2的電壓位準差的當前數值％⑴，如，VD(1)=V_—V_。因此，基於等式(4)，得如下等式： V〇0) = [Vh(1)-Vl(1)]xK4+[Vl(1)-V〇ijti]><K5+Vdj (13) 在等式(13)中’由於電池23〇_1的負極接地，電壓位準να) 為零伏特。此外’第—輸出信號¥咖的電壓位準被測量獲得，如’ V⑽1'，並且在即時校正過程中視為固定。因此，如步驟340描述，計算電壓位準VH(l)得： VH(1) = ^DiO-Vps + ^xK, K4 (14) 橫跨電池230」的電壓等於Vh(1)_Vl(i)=Vh⑴。在步驟342中’處理器1〇6將參數n和電池现丄挪」的電池個數(例如’ 4個）比較。如果參數η小於電池现」·⑽一4 的電池個數（例如，4個），流程轉到步驟Μ4。在步驟3糾中， 201122757 器1〇6將參數n的數值加1。流程轉到步驟338，然後轉到步驟_。同理，處理器1〇6將開關2i4—2和開關216_2導

' 乂糾气⑺°同時，處理器1〇6經由AD 轉換器104測量獲得第一輪出端120J和第二輸出端120 2的電壓位準差的當前触Vd(2)，如，Vd(2)=v__v_。得如下等式：

VD(2) = [Vh(2)-Vl(2)]xK4+[Vl(2)-V2]xK5+VD5 (15) 在等式(15)中’電壓位準Vl(2)即為電壓位準％⑴。因此，計算電壓位準Vh(2)得： vh(2):^^^+Vh(i” ⑽ ^ 230_2 0¾ m m Vh(2)-Vl(2)=Vh(2)-Vh(1) 〇 ^ 過重複執行步驟344、步驟338和步驟34〇中的操作，橫跨電池230_>230—4的所有電池電壓被計算/獲得。返回步驟342中，如果參數4於電池23G—1指—4的電池個數（例如，4個）’流程轉到步驟346以結束即時校正操作。優點在於，處理器1G6在電池監控操作的每—次迴_始之前 =算參數項vos/Kl的即時數值。因此，處理器1〇6更準確地計鼻電池230—1-230_4的電池電壓。圖4為根據本發明另一實施例電池監控系統細所執行操作的示例性方法流程圖。以下將結合圖ia、圖m和圖2 對圖4進行描述。如圖4所示，步驟4〇2為單次校正操作的方法流程圖’而步驟304為即時校正操作的方細里圖。單次校 19 201122757 二111:等式(4)來執行。在本實施例中’信號轉換電路102 可，己置成-單端輪出。具體地說，第一輸出端⑶ 且省略緩衝器218。 — 在步驟410中，雷、a 電池監控系統200啟動單次校正操作。在二驟^ 412中’電池監控系統2〇〇設定和 ΊVrefi，並糊量龍位衫v_-v_的-當前數值、°1。舉例說明’多工器246將開關網路222巾對應的開關導通，使得第一輸入端11(U接地，且第二輸入端1H)一2接收參考« V咖。同時，處理$ 1〇6經由ad轉換器ι〇4測量獲得第輸出端120_1和第二輸出端12〇一2的電壓位準差的當前數值V, 丄 Λ/5 01 D1 V〇UT2-V〇uti。同理，在步驟414中，電池 _》系、、先200 0又疋V1N1=V0UT丨=〇和Vin2=Vref2，並且測量電壓位準差V0UT2-V0UT1的一當前數值v，〇2。多工器2牝將開關網路222中對應的開關導通，使得第二輸入端11〇一2接收參考電墾VRef2。同時’處理器1〇6經由AD轉換器1〇4測量獲得第一 120」和第一輸出端120—2的電壓位準差的當前數值 V D2 ’ 如 ’ V，D2=Vc)ut2—Vduti。基於等式(4)，得如下等式： V〇i：=vrEkixk4-^; (17a) V〇2 = vrEF2xK4-^ (17b) 如步驟416描述，計算電阻值比仏和參數項乂⑵/^得： 201122757 ^OS. - ^REF2 X V ni - VPEFi X V 'D2 K! VrEF丨 _ VreF2 在步驟418中，電池監控系統2〇〇設定V|N2=Vref2和 vIN1=v咖，並且測量電壓位準差hti的一當前數值

Vm。舉例說明，多工器246將開關網路222中對應的開關導通’使彳于第二輸入端11〇〜2接收參考電壓ν_，並且第一輪入端1HU接收參考頓VREF1。同日寺，處理器106經由AD轉換器104測量獲得第-輸出端12〇J和第二輸出端12〇—2的電壓位準差的倾數值v，D3，例如，v,d3=v__v_。基於等式(4)，得如下等式： v 〇3=(vREF2-vREF1)xK4+(vRERi_〇)xKj_y^ (19) 如步驟420描述，計算電阻值比&得：

Kj D3~(VRF^~VREFi)xK„+(Vn./K·^ (20) 結果，處理器106計算電阻值比和電阻值比Ks，並且

(18a) (18b) 將電阻值比Κ4和電阻值比κ5的數值儲存在處理器1〇6的資料 5己憶體中。電池監控系統綱執行步驟422以結束單次校正操作。 ” 在步驟43〇中’電池監控系統2〇〇啟動即時校正操作。在步驟432和步驟434中，電池監控系統2〇〇執行類似於步驟似和步驟414中描述的操作。在步驟432中，電池監控系統漏設定ViN尸V〇UT1=0和ViN2=Vrefi，並且測量電壓位準差 21 201122757 V嶋-V咖的-當前數值（或即時數值）v，D4。在步驟4对，電池監控系統2GG錢Vini=Vgut]=()和v⑽=v_，並且測量電壓位準差ν_—ν〇υτι的當前數值（或即時數值）％。基於等式(4)，得如下等式： (21b) V，D5 =VREF2XK4-^. K1 如步驟436描述，計算參數項Vos/心得： = ^REF2 x V D4- Vrpf· X v (22) 丨一 Vrep2 在步驟438巾’處理器1〇6設定n=1。在步驟中電

池監控系統200設定V ⑴尸^^⑻和ViN1=vL(n)，並且測量電壓位準差νουΏ_ν〇υτι的一當前數值（或即時數值）v，D(n)。舉例說明，當㈣時，處理器106將開關214—】和開關2i6—i導通，使得V⑽=Vh⑴且Vini=Vl(1)。同時，處理器ι〇6經由ad轉，器104測量獲得第一輸出端和第二輸出端12〇一2的電壓位準差的當祕值v，D(1)，如，V，D(1)=V__V_: 因此，基於等式(4)，得如下等式： (23) 號V〇uti為零 n〇)=['⑴-響κ4+['⑴ 一 VjxKs 爲在等式(23)中，電壓位準Vl(1)和第一輸出信伏特。如步驟442描述，計算電屋位準Vh⑴得： ν..η^Χ：ρ〇)+(ν〇,/κ,) (24) κ4 橫跨電池230J的電壓等於VhOViO%⑴。在步驟444中，處理器1〇6將參數n和電池23〇J_23〇_4 的電池個數(例如，4個）比較。如果參數〜丨、於電池mo ι_23〇 4 22 201122757 的電池個數（例如，4個），流程轉到步驟346，將參數n的數值加1。流程轉到步驟44〇，然後轉到步驟442。同理，得如下等式： V，d(2) = [Vh(2)-Vl(2)]xK4+[Vl(2)_v〇uti])<k5-(V〇s/Ki) (25) 因此，計算電壓位準VH(2)得： ⑴ （26)

橫跨電池230—2的電壓等於VH(2)-VL(2)=VH(2)-VH(1)。透過重複執行步驟446、步驟440和步驟442中的操作，橫跨電池230_1-230_4的所有電池電壓被計算/獲得。返回步驟444中，如果參數n等於電池230一1-230—4的電池個數（例如，4個）’流程轉到步驟448以結束即時校正操作。優點在於，處理器106在電池監控操作的每一次迴圈開始之前計算參數項Vos/K!的即時數值。因此，處理器1〇6更準確地計算電池230—1-230_4的電池電壓。圖5為根據本發明-實施例電池監控系統—所執行操作的示例性方法流糊50(^以下將結合圖u、圖m和圖2對圖5進行描述。在步驟502中，電池監控系統2〇〇將信號轉換電路1〇2第輸入端110_1的第一輸入信號ViNi和信號轉換電路啲第— ^出端mj的第-輸出信的位準差設定為一第一預 5又值 VpREl。一輸入信號V〖N丨和在步驟504中，電池監控系統200將第 23 201122757 信號轉換電路1〇2第二輸入端11〇_2的第二輸入信號、的位準差設定為一第二預設值VPRE2。在步驟506中，處理器1〇6基於第一預設值v咖和第二預设值ν_計算指示信號轉換電路1〇2誤差因素的參數例如’參數Vos、電阻值比心和電阻值比&等等。在步驟5〇8 +，處理器1〇6根據參數以及第—輪出信號 V麵和信號轉換電路1〇2第二輸出端12〇—2的第二輪岭號 V_的即時位準差計算第一輸入信號—和第二輸入^號 VlN2的一即時位準差。舉例說明，處理器106根據參數v〇s、讀電阻值比K4和電阻值比Ks以及電壓位準％⑻或者電麗位準 V，D⑻的即時數值計算橫跨電池23〇—咖―4的每個電壓。總結，本發明提供信號監控系統和電池監控系統。信號轉換電路可能具有-個或多個誤差因素。信號轉換電路的誤差因素的數值可能隨觸環境而變化。優點在於，處理器控制信轉換電路接收賊參考域，並且測量其對蘭輸出信號。基於以上所述的等式’處理器計算指示誤差因素的一個或多個參鲁數。這種信號監控系統可應用於電池監控系統令以監控多個電池電壓。基於計算所得的參數，電池監㈣岐準確地監池電壓。文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離申請專利範圍所界定的本發明精神和發明範 24 201122757 圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應財可根據具體的環境和工作要求在㈣離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元件、元件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅說明而非限制，本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法等同物界定，料限於此前之描述。

【圖式簡單說明】圖1Α為根據本發明一實施例的信號監控系統的示例性方塊圖；圖1Β為根據本發明—實施例的信號監控祕的示例性路圖；圖2為根據本發明一實施例的電池監控系統的示例性電路圖3為根據本發明一實施例電池監控系統所執行操作例性方法流程圖； μ 圖4根據本發明$ _實施例電池監㈣麟執行操作例性方法流程圖；以及 ' 不圖5根據本發明另—實細電池監控祕賴行操例性方法流程圖。【主要元件符號說明】 100 :信號監控系統 102 .彳§號轉換電路 104 : AD轉換器 25 201122757 106 :處理器 110_1 :第一輸入端 110_2 :第二輸入端 112 :運算放大器 120_1 :第一輸出端 120_2 :第二輸出端 130 :信號供給電路 142 :數位信號 200 :電池監控系統 208 :參考信號源 214_1 〜214_4 :開關 216_1 〜216_4 :開關 218 :緩衝器 222 :網路 224 :輸入端 230 :電池組 230—1 〜230_4 :電池 246 :多工器 300 :流程圖 302〜304 :步驟 310〜326 :步驟 330〜346 :步驟 400 :流程圖 402〜404 :步驟 410〜422 :步驟 201122757 430〜448 :步驟 500 :流程圖 502〜508 :步驟 VIN1 :第一輸入信號 ViN2 :第二輸入信號 V〇UTl : 第一輸出信號 V〇UT2 :第二輸出信號 :阻值 φ R，3 :阻值 AR :阻值

VreFI〜VreF3 :參考電壓 V〇s :參數 27

Claims

201122757 七申請專利範圍： 1. 一種信號監控系統，包含： -電路，包含-第_輸入端和—第—輸出端；以及 -處理器，轉接至該電路’並透過將該第—輸入端的 -第-輸入信號和該第-輸出端的一第—輸出信號的 -位準差設定n預設值，以計算指示該電路的一誤差因素的一參數。 2·如申請專利範圍第1項的信號監控系統，其中，該處理器透過將該第-輸入信號和該電路的一第二輸入端 ^ 的-第二輸入信號的一位準差設定為一第二預設值，以計算該參數。 3. 如申請專利範圍第1項的信號監控系統，其中，該處理器根據該參數以及根據該第一輸出信號和該電路的一第二輸出端的一第二輪出信號的一即時位準差，計算該第-輸入信號和該電路的一第二輸入端的一第二輸入信號的一即時位準差。 4. 如申請專職g)第1項的信號監控线，其中，該電路包含一運算放大器，其中該運算放大器經由一第一電阻Is叙接至該第-輸入端，經由一第二電阻器搞接至忒電路的一第二輸出端，經由一第三電阻器耦接至該電路的一第二輸入端，並且經由一第四電阻器耦接至該第一輸出端。 28 201122757 5. 如申請專利範圍第4項的信號監控系統，其中，該誤差因素包含該運算放大器的一輸入電壓偏移。 6. 如申請專利範圍第1項的信號監控系統，其中，該參數的一數值隨一周圍環境的變化而變化。 7. 如申請專利範圍第1項的信號監控系統，其中，該第一輸出端和該電路的一第二輸出端的一電壓位準差由下式給出： V〇UT2_V〇UT 1 =( VfN2-VfN 1) * K4+( Vjn i_V〇ut 1) * K5-V〇s/K 1 ’ 其中 5 ν〇υτι 表示該第一輸出端的一電壓位準 » V〇uT2 表示該第二輸出端的一電壓位準；vIN1表示該第一輸入端的一電壓位準；vIN2表示該電路的一第二輸入端的一電壓位準；vos表示該電路的一電壓偏移；&表示該電路的一第一電阻值比；K4表示該電路的一第二電阻值比；以及κ5表示該電路的一第三電阻值比。 8. 如申請專利範圍第1項的信號監控系統，進一步包含：一類比/數位轉換器，耦接至該電路，並為該處理器提供一數位信號，其中該數位信號指示該第一輸出信號和該電路的一第二輸出端的一第二輸出信號的一位準差。 9. 如申請專利範圍第1項的信號監控系統，進一步包含: 一多工器，為該電路的一第二輸入端提供從一參考信號和多個即時輸入信號中選擇出一選定信號。 29 201122757 10. 如申請專利範圍第9項的監控系統，其中，該多工器包含多個開關，耦接至多個電池，其中該多個即時輸入信號中的每一個是該多個電池中一對應的電池的一端的一電壓位準。 11. 一種信號監控方法，包含：將一電路的一第一輸入端的一第一輸入信號和該電路的一第一輸出端的一第一輸出信號的一位準差設定為一第一預設值；以及基於該第一預設值計算指示該電路的一誤差因素的一參數。 12. 如申請專利範圍第11項的信號監控方法，進一步包含：將該第一輸入信號和該電路的一第二輸入端的一第二輸入信號的一位準差設定為一第二預設值；以及基於該第二預設值計算該參數。 13. 如申請專利範圍第11項的信號監控方法，進一步包含：根據該參數以及該第一輸出信號和該電路的一第二輸出端的一第二輸出信號的一即時位準差計算該第一輸入信號和該電路的一第二輸入端的一第二輸入信號的一即時位準差。 30 201122757 14.如申請專利範圍第11項的信號監控方法，其中，該參數的一數值隨一周圍環境的變化而變化。 15’如申請專利範圍第11項的信號監控方法，其中，該第輸出端和該電路的一第二輸出端的一電壓位準差由下式給出： OUT2 ^〇UTl=(VIN2-ViNl)*K4+(ViNl-V〇UTl)*K5-V〇s/K1 > 其中’ ν〇υτι表示該第一輸出端的一電壓位準；v〇UT2 ^示該第二輸出端的一電壓位準；V1N1表示該第一輸入端的一電壓位準；VlN2表示該電路的一第二輸入端的一電壓位準；V〇S表示該電路的一電壓偏移；心表示該電路的一第一電阻值比；IQ表示該電路的一第二電阻值比；以及K：5表示該電路的一第三電阻值比。 16·如申請專利範圍第11項的信號監控方法，進一步包含：從一參考信號和多個即時輸入信號中選擇一選定信號；以及將該選定信號提供給該電路的一第二輸入端。 17. —種信號監控系統，包含：一電路，包含一第一輸入端、一第二輸入端和一第一輸出端，其中該電路經由該第一輸入端選擇地接收一第一檢測端的一第一電壓位準，並且經由該第二輸入 h選擇地接收一第二檢測端的一第二電壓位準；以及一處理器，耦接至該電路，並透過將該第一輸入端和 31 201122757 該第一輸出端的一電壓位準差設定為一第一預設值，以判斷該電路的一誤差因素，並且計算該第一電壓位準和一第二電壓位準的一差值。 18. 如申請專利範圍第17項的信號監控系統，其中，該處理器透過將該第一輸入端和該第二輸入端的一電壓位準差設定為一第二預設值，以判斷該誤差因素。 19. 如申請專利範圍第17項的信號監控系統，其中，該電路包含一運算放大器，其中該運算放大器經由一第一電阻器耦接至該第一輸入端，經由一第二電阻器耦接至該電路的一第二輸出端，經由一第三電阻器耦接至該第二輸入端，並且經由一第四電阻器耦接至該第一輸出端。 20. 如申請專利範圍第17項的信號監控系統，其中，該誤差因素是基於分別在該第一輸入端、該第二輸入端、該第一輸出端以及該電路的一第二輸出端上的四個電壓來判斷。 21. 如申請專利範圍第17項的信號監控系統，其中，該誤差因素的一數值隨一周圍環境的變化而變化。 22. 如申請專利範圍第17項的信號監控系統，其中，該第一輸出端和該電路的一第二輸出端的一電壓位準差由下式給出： 32 201122757 V〇UT2—V〇UT 1 =(ViN2—Vin1)*K4+(Vini-V〇ut 1)*Κ5—V〇s/Kι ’ 其中 5 V〇uti 表示該第一輸出端的一電壓位準 'V〇uT2 表示該第二輸出端的一電壓位準；v1N1表示該第一輸入端的一電壓位準；VIN2表示該第二輸入端的一電壓位準；vos表示該電路的一電壓偏移；&表示該電路的一第一電阻值比；K4表示該電路的一第二電阻值比；以及κ5表示該電路的一第三電阻值比。 23. 如申請專利範圍第17項的信號監控系統，進一步包 •含：一類比/數位轉換器，耦接至該電路，並為該處理器提高一數位信號，其中，該數位信號指示該第一輸出端和該電路的一第二輸出端的一電壓位準差。 24. 如申請專利範圍第17項的信號監控系統，進一步包含：一多工器，為該第二輸入端提供從一參考信號和該第 φ 二電壓位準中選擇出一選定信號。 33