专利名称：多节串联电池的电压检测电路的制作方法
多节串联电池的电压检测电路 本发明涉及一种多节串联电池的电压检测电路。 在市场上现有的电池管理系统中，多节串联尤其是超过4节以上的串联电池组中 对每节电芯的电压检测，是个技术难题，市场上的专用电压检测芯片成本很高，精度较低只 能做到20mV，检测的串联电池节数有限制，最大的只到13节，功耗也较大。 本发明克服了上述技术的不足，提供了一种可以检测到多达数十至上百节串联电 池组中每个电芯的电压，检测精度高，成本较低，功耗低的电压检测电路。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案本发明为多节串联电池的电压检
测电路，包括有运算放大器N1，第一、第二电阻R1、R2，绝缘栅场效应管Q1以及电压表，所述
运算放大器N1的同相输入端作为低电位检测输入端，所述运算放大器N1的反相输入端与
绝缘栅场效应管Q1的源极、第一电阻R1的一端分别连接，第一电阻R1的另一端作为高电
位检测输入端，所述运算放大器N1的输出端与绝缘栅场效应管Q1的栅极连接，绝缘栅场效
应管Q1的漏极通过第二电阻R2接地，所述电压表的输入端接在绝缘栅场效应管Q1的漏极
和第二电阻R2的接点上。 所述第二电阻与第一电阻的阻值相等。 所述运算放大器为CMOS类运算放大器。 所述场效应管为绝缘栅P沟道场效应管。 所述第一电阻、第二电阻为精密电阻。 本发明的有益效果是l、由于发明的电路的电压转换不受低位电池Battery—L的 电压限制，因此对电池组的串联节数理论上不受限制，只要绝缘栅场效应管Q1的耐压够， 就可以变换，可以检测到总串联电压达到几百伏的高位电池电压，因此使电池串联数量大 大提高，可以直接检测几十节甚至上百节的串联电池组中每节电芯电压。2、本发明电路的 电压变换只用1个场效应管加1个运算放大器和2个电阻就可以实现，电路结构简单，成本 较低。3、第一、第二电阻R1和R2采用阻值较高的电阻，使检测电路的功耗做到很低，在选 用CMOS类的运算放大器时，耗电流可以做到几十uA。下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述
图1为本发明的电路结构图。 参见图l，本发明为多节串联电池的电压检测电路，包括有运算放大器Nl，第一、第二电阻R1、R2，绝缘栅场效应管Q1以及电压表V1，所述运算放大器N1的同相输入端作为 低电位检测输入端，所述运算放大器N1的反相输入端与绝缘栅场效应管Q1的源极、第一电 阻R1的一端分别连接，第一电阻R1的另一端作为高电位检测输入端，所述运算放大器N1 的输出端与绝缘栅场效应管Q1的栅极连接，绝缘栅场效应管Q1的漏极通过第二电阻R2接 地，所述电压表V1的输入端接在绝缘栅场效应管Ql的漏极和第二电阻R2的接点上。
所述第一电阻R1、第二电阻R2采用阻值较高的精密电阻，所述运算放大器N1为 CMOS类运算放大器。所述场效应管Q1为绝缘栅P沟道场效应管。所述第二电阻R2与第一 电阻R1的阻值相等，所述第二电阻R2的阻值也可以与第一电阻R1的阻值成比例设置。
检测电池组中每节电池的电压时，将所检测的电池定义为高位电池，将与该高位 电池负极相连接的一个电池或多个串联的电池定义为低位电池，将运算放大器N1的同相 输入端连接在高位电池的负极和低位电池的正极上，将低位电池的负极接地，将第一电阻 Rl作为高电位检测输入端的一端与高位电池正极连接。由于绝缘栅场效应管Ql的栅极G 没有电流，运算放大器N1的输入端为高阻抗状态，电流也几乎为零，因此电流只能从第一 电阻R1、绝缘栅场效应管Q1、第二电阻R2构成的回路流过，流过第一电阻R1和第二电阻R2 的电流相同。 第一电阻R1和第二电阻R2之间的阻值关系一般为R2 = KR1， K为自然数或大于 零的分数，因此，当第一电阻R1和第二电阻R2阻值相同，即K = 1时，电流在第一电阻R1和 第二电阻R2上所产生的压降就完全相同，由于运算放大器的同相输入端和反相输入端电 位相同，因此加在第一电阻Rl电阻上的压降就等于高位电池Batteryjl的电压，因此在第 二电阻R2电阻上的压降也就等同于高位电池Battery_H的电压，从而使高位电池Battery_ H的电压就转换了第二电阻R2电阻上的压降。而电压表所测的是第二电阻R2上的压降， 所以电压表的读数就是高位电池BatteryJl的电压。当第一电阻R1的阻值大于第二电阻 的阻值时，即0 < K < 1时，通过上述分析可以知道，电压表VI的读数的1/K倍就是高位电 池BatteryJl的电压。当第一电阻R1的阻值小于第二电阻的阻值时，即K > 1时，通过上 述分析可以知道，电压表VI的读数的1/K倍就是高位电池Battery_H的电压。
由于发明的电路的电压转换不受低位电池Battery—L的电压限制，因此对电池组 的串联节数理论上不受限制，只要绝缘栅场效应管Q1的耐压够，就可以变换，可以检测到 总串联电压达到几百伏的高位电池电压。该电路的电压变换只用1个场效应管加1个运算 放大器和2个电阻就可以实现，成本较低。
权利要求
多节串联电池的电压检测电路，其特征在于包括有运算放大器(N1)，第一、第二电阻(R1、R2)，绝缘栅场效应管(Q1)以及电压表(V1)，所述运算放大器(N1)的同相输入端作为低电位检测输入端连接在高位电池和低位电池接点之间，低位电池的负极接地，所述运算放大器(N1)的反相输入端与绝缘栅场效应管(Q1)的源极、第一电阻(R1)的一端分别连接，第一电阻(R1)的另一端作为高电位检测输入端与高位电池的正极连接，所述运算放大器(N1)的输出端与绝缘栅场效应管(Q1)的栅极连接，绝缘栅场效应管(Q1)的漏极通过第二电阻(R2)接地，所述电压表(V1)的输入端接在绝缘栅场效应管(Q1)的漏极和第二电阻(R2)的接点上。
2. 根据权利要求l所述的多节串联电池的电压检测电路，其特征在于所述第二电阻 (R2)与第一电阻(Rl)的阻值相等。
3. 根据权利要求1所述的多节串联电池的电压检测电路，其特征在于所述运算放大器 (Nl)为CMOS类运算放大器。
4. 根据权利要求1所述的多节串联电池的电压检测电路，其特征在于所述场效应管 (Ql)为绝缘栅P沟道场效应管。
5. 根据权利要求1或2所述的多节串联电池的电压检测电路，其特征在于所述第一电 阻(Rl)、第二电阻(R2)为精密电阻。
全文摘要
本发明公开了多节串联电池的电压检测电路，包括有运算放大器，第一、第二电阻，绝缘栅场效应管以及电压表，所述运算放大器的同相输入端作为低电位检测输入端，所述运算放大器的反相输入端与绝缘栅场效应管的源极、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端作为高电位检测输入端，所述运算放大器的输出端与绝缘栅场效应管的栅极连接，绝缘栅场效应管的漏极通过第二电阻接地，所述电压表的输入端接在绝缘栅场效应的漏极和第二电阻的接点上。本发明可以检测到多达数十至上百节串联电池组中每个电芯的电压，具有检测精度高，成本较低，功耗低等优点。
文档编号G01R19/00GK101769954SQ20101011322
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者俞峰, 赵胜娟 申请人:中山市嘉科电子有限公司