一种多节电池的电压检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及检测电路领域，具体地说是一种多节电池的电压检测电路，应用于2?4节电池的单节电池电压检测。
【背景技术】
[0002]随着锂离子电池日益普及，在大多数应用中，由于锂离子电池电压一般只有3.6V左右，而为了提高电池使用效率，配合使用所需的功率等原因，都需要把多节锂电池串联起来，组成电池组，提高使用时的电压。但由于锂电池本身的基本特性，使得在使用过程中都要对电池电压进行监控，以防止电池过充电或者过放电而损坏电池。
[0003]目前，针对这一技术问题申请号为201110422925.1的申请文件中采用了多路选择器和差分电路的结合使用，但该方案存在着即使不需要进行电压检测时，检测单元仍然消耗电池组的电量，使得电路本身的自耗电高，且电路较为复杂。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种多节电池的电压检测电路，对针对2节?4节电池的单节电池电压检测，线路简单，电池各节漏电小，成本低，同时又非常适合进行级联，具备十分广阔的应用前景。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型的多节电池的电压检测电路，包括含有多节电池的电池组，与电池组连接的通道切换单元，与通道切换单元分别相连的检测电路单元和通道切换控制单元，所述检测电路单元和通道切换控制单元分别连接至微处理器单元，还包括一与所述检测电路单元相连的检测控制单元以及连接在所述检测电路单元和微处理器单元之间的滤波单元，所述检测控制单元连接在所述通道切换单元和微处理器单元之间。
[0006]优选的，所述的检测控制单元包含串联在电池组正极与地端之间的开关元件Q4，其控制端连接至微处理器单元的信号端口 MCU_CTR，其输出端与通道切换单元的使能端相连;开关元件Q4的输出端还通过电阻R2与开关元件Q3的控制端相连，所述开关元件Q3串联在电池组正极与检测电路单元的电源端之间。
[0007]优选的，所述的通道切换控制单元包含开关元件Ql和开关元件Q2，其控制端分别与所述微处理器单元的信号端口 MCU_A和信号端口 MCU_B连接，所述开关元件Ql和开关元件Q2的输出端口分别与所述通道切换单元的相应控制端口相连，所述开关元件Ql和开关元件Q2的输出端口还通过相应的上拉电阻连接至电池组正极。
[0008]优选的，所述的检测电路单元包含一运算放大器U2A，其输入端口分别与所述通道切换单元的相应输出端口相连，其电源端连接至所述开关元件Q3的输出端。
[0009]优选的，所述的通道切换单元包含一多路选择器Ul。
[0010]优选的，所述的开关元件Q1、开关元件Q2和开关元件Q4为NPN型三极管，开关元件
Q3位PNP型三极管。
[0011 ]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0012]一、通过采用多路选择器，提高了检测电路单元的利用率，在原有功能不变的基础上，简化了电路结构。
[0013]二、当检测完成后，可以关闭检测通道，从而极大的降低了因为检测线路带来的自耗电问题。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施的多节电池的电压检测电路的原理框图。
[0015]图2为本实用新型实施的多节电池的电压检测电路图。
【具体实施方式】
[0016]为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
[0017]本实用新型的【具体实施方式】如图1?图2所示。图1所示为一种多节电池的电压检测电路的电路框图，包括含有多节电池的电池组I，与电池组I连接的通道切换单元2，与通道切换单元2分别相连的检测电路单元3和通道切换控制单元4，检测电路单元3和通道切换控制单元4分别连接至微处理器单元5，还包括一与检测电路单元3相连的检测控制单元6以及连接在检测电路单元3和微处理器单元5之间的滤波单元7，检测控制单元6连接在通道切换单元2和微处理器单元5之间。
[0018]图2所示为图1的具体实施电路。图中，电池BI?B4的正端通过电阻RBl?RB4与电容CBl?CB4组成的低通滤波器后分别连接到多选择器Ul的端口 X0、X1和Y0、X2和Y1、X3和Υ2，电池BI的负极连接到端口Υ3。其中，通用元件多选择器Ul位于通道切换单元2内。
[0019]本实施例中，多选择器Ul的型号为HCF4052，在实际的实施过程中，多选择器Ul具体型号的选择可根据不同的需要来选择相关型号。
[0020]检测控制单元6包含串联在电池组I正极与地端之间的开关元件Q4，其控制端连接至微处理器单元5的信号端口 MCU_CTR，其输出端与通道切换单元2的使能端相连;开关元件Q4的输出端还通过电阻R2与开关元件Q3的控制端相连，开关元件Q3串联在电池组I正极与检测电路单元3的电源端之间。其中，开关元件Q4的输出端依次通过电阻Rl和电阻R9与电池组I正极相连，开关元件Q3的发射极通过电阻R9与电池组I正极相连。
[0021]通道切换控制单元4包含开关元件Ql和开关元件Q2，其控制端分别与微处理器单元5的信号端口 MCU_A和信号端口 MCU_B连接，开关元件Ql和开关元件Q2的输出端口分别与通道切换单元2的相应控制端口相连，所述开关元件Ql和开关元件Q2的输出端口还通过相应的上拉电阻连接至电池组I正极。
[0022]检测电路单元3包含一运算放大器U2A，其输入端口分别与通道切换单元2的相应输出端口相连，其电源端连接至开关元件Q3的输出端。其中，运算放大器U2A为通用运算放大器。
[0023]本实施例中，开关元件Ql、开关元件Q2和开关元件Q4为NPN型三极管，开关元件Q3位PNP型三极管。在实际的实施过程中，开关元件的选择可根据不同的输入输出方向而选择合适的三极管、MOS管或者继电器。
[0024]电路的具体工作原理如下:
[0025]当需要对单节的电池电压进行检测时，控制信号MCU_CTR输出高电平，从而运算放大器U2A上电，并使能多路选择器Ul，即使得多路选择器Ul的PIN6脚置于底电平，然后通过微处理器单元5输出控制信号MCU_A和MCU_B的组合信号控制输入通道的切换。
[0026]输入通道的切换在XO?X3，YO?Y3之间进行，并分别与X和Y端接通，从而分别与运算放大器U2A及其外围线路构成差分型电路，实现单节电池电压的检测，最后通过电阻R4和电容C2滤波后输出到微处理器单元5，最终完成检测。
[0027 ]具体以选取的通道为XI和YI为例。根据具体的需要设置控制信号MCU_A和MCU_B的组合信号的逻辑关系，当控制信号MCU_A = I，控制信号MCU_B= O时，端口X与Xl选通，端口Yl与Y选通，即端口 X输出端口 XI的输入值，端口 Y输出端口 Yl的输入值。根据运算放大的原理，当RB2 = RB3 = R3 = R6时，运算放大器U2A输出的电压值为单节电池B3两端的电压。
[0028]需要说明的是，在本实施例中，具体元件、型号的选择只是本实用新型的最优实施方式而不是唯一，不能作为限制本实用新型保护范围的条件。另外，如果要实现对大于4节电池的电池组I单节电压的检测，可以采用级联的方式进行连接。
[0029]需要说明的是，在本实施例中，未详细展开进行阐述的地方，均为本领域技术人员可根据现有公知常识与实践经验来实现。
[0030]以上所述为本实用新型的较佳实施方式，并非对本实用新型作任何形式上的限制。需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种多节电池的电压检测电路，包括含有多节电池的电池组(I)，与电池组连接的通道切换单元(2)，与通道切换单元分别相连的检测电路单元(3)和通道切换控制单元(4)，所述检测电路单元和通道切换控制单元分别连接至微处理器单元(5)，其特征在于:还包括一与所述检测电路单元相连的检测控制单元(6)以及连接在所述检测电路单元和微处理器单元之间的滤波单元(7)，所述检测控制单元连接在所述通道切换单元和微处理器单元之间。2.根据权利要求1所述的多节电池的电压检测电路，其特征在于，所述的检测控制单元(6)包含串联在电池组正极与地端之间的开关元件Q4，其控制端连接至微处理器单元的信号端口 MCU_CTR，其输出端与通道切换单元的使能端相连;开关元件Q4的输出端还通过电阻R2与开关元件Q3的控制端相连，所述开关元件Q3串联在电池组正极与检测电路单元的电源端之间。3.根据权利要求2所述的多节电池的电压检测电路，其特征在于，所述的通道切换控制单元(4)包含开关元件Ql和开关元件Q2，其控制端分别与所述微处理器单元的信号端口MCU_A和信号端口 MCU_B连接，所述开关元件Ql和开关元件Q2的输出端口分别与所述通道切换单元的相应控制端口相连，所述开关元件Ql和开关元件Q2的输出端口还通过相应的上拉电阻连接至电池组正极。4.根据权利要求3所述的多节电池的电压检测电路，其特征在于，所述的检测电路单元(3)包含一运算放大器U2A，其输入端口分别与所述通道切换单元的相应输出端口相连，其电源端连接至所述开关元件Q3的输出端。5.根据权利要求4所述的多节电池的电压检测电路，其特征在于，所述的通道切换单元(2)包含一多路选择器Ul。6.根据权利要求5所述的多节电池的电压检测电路，其特征在于，所述的开关元件Q1、开关元件Q2和开关元件Q4为NPN型三极管，开关元件Q3位PNP型三极管。
【专利摘要】本实用新型涉及一种多节电池的电压检测电路,包括含有多节电池的电池组，与电池组连接的通道切换单元，与通道切换单元分别相连的检测电路单元和通道切换控制单元，所述检测电路单元和通道切换控制单元分别连接至微处理器单元，还包括一与所述检测电路单元相连的检测控制单元以及连接在所述检测电路单元和微处理器单元之间的滤波单元，所述检测控制单元连接在所述通道切换单元和微处理器单元之间。与现有技术相比，本实用新型通过采用多路选择器，提高了检测电路单元的利用率，简化了电路结构。当检测完成后，关闭检测通道，降低了因为检测线路带来的自耗电问题。
【IPC分类】G01R19/00
【公开号】CN205210165
【申请号】CN201521091996
【发明人】刘辉, 朱立湘, 李润朝, 林军, 尹志明
【申请人】惠州市蓝微电子有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月25日