本实用新型涉及电池组放电侦测领域，特别涉及一种电池组大电流放电侦测电路。
背景技术：
电池组是一种支持大电流放电的电池组，比如：100AH的锂离子动力蓄电池，额定放电电流100A。这类电池组均需要进行采样监测，现有的采样电路如图1、图2所示。上述电路存在以下问题，一方面，较大的采样电压或电流容易被单片机识别，但是采样电压或电流大，将会造成功率消耗大的问题，严重浪费了电池组的电量。以100AH的锂离子动力电池组为例，如果采样电阻3mΩ的话,那么采样电阻的消耗功率＝I*I*R＝100*100*0.003＝30W，这么大的消耗功率，是一种不可接受的电量浪费。
另一方面，当采样电压或电流较小时，过小的电压或电流对单片机的A/D转换准确性来说已经是较大的挑战；如用常见的12位A/D的5V单片机来侦测时，其最小输入模拟量＝5V/4096＝0.00122V，那么对例如0.003V小电压的采样理论上应该会有(0.003V/0.00122V＝2.45)个模拟转换数字的刻度，但是由于单片机本身固有2-3个刻度的误差，所以很难确保这么小的采样电压的有效性，单片机不能对采样信号进行精确的识别；即现有采样电路中存在消耗功率与采样精度之间的矛盾问题。
技术实现要素：
为解决上述背景技术中提到的现有采样电路中存在消耗功率与采样精度之间的矛盾的问题，本实用新型提供一种电池组大电流放电侦测电路，包括采样电阻电路、电压差分放大电路和单片机U1；其中：
所述采样电阻电路由若干采样电阻并联而成；
所述采样电阻电路连接于电池正极和/或电池负极；
所述电压差分放大电路包括电容C1、电阻R11、电阻R12、电阻R 13、运算放大器IC1、电阻R14、电阻R15和电容C2；
所述电容C1与所述采样电阻电路并联；所述电容C1一端依次通过电阻R11和电阻R12接地；所述电阻R11与电阻R12的连接节点与运算放大器IC1的同相输入端连接；所述电容C1另一端与电阻R13一端连接；所述电阻R13另一端与运算放大器IC1的反相输入端和电阻R14一端连接；所述运算放大器IC1的输出端、电阻R14另一端均与电阻R15一端连接；所述电阻R15另一端与单片机U1连接；所述电阻R15与单片机U1的连接节点通过电容C2接地。
进一步地，所述采样电阻的型号为1W/5mΩ的贴片电阻。
进一步地，所述采样电阻设有10个。
进一步地，所述电压差分放大电路20的放大倍数为100倍。
进一步地，所述电阻R12和电阻R14的型号均为470K±0.5％；所述电阻R11和电阻R13的型号均4.7K±0.5％。
进一步地，所述电容C1的容值为104K；所述电容C2的容值为102K；所述电阻R15的阻值为1KΩ。
进一步地，所述运算放大器IC1的型号为LM324。
进一步地，所述运算放大器IC1的正电源端连接+5V电源。
本实用新型提供的电池组大电流放电侦测电路，通过若干电阻并联而成的采样电阻电路解决了大电流下采样电阻消耗功率过大的问题；通过电压差分放大电路放大采样信号，避免了采样电阻电路的总阻值降低而导致的单片机无法侦测采样信号的问题。本实用新型实施例提供的电池组大电流放电侦测电路，结构简单实用，在降低采样消耗功率的同时保证了单片机的采样精度，解决了现有采样电路中存在采样消耗功率与采样精度之间的矛盾的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的采样电阻设于低位的采样电路；
图2为现有的采样电阻设于高位的采样电路；
图3为本实用新型提供的电池组大电流放电侦测电路一实施例电路图；
图4为本实用新型提供的电池组大电流放电侦测电路另一实施例电路图。
附图标记：
10采样电阻电路 20电压差分放大电路
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。
本实用新型实施例提供一种电池组大电流放电侦测电路，其特征在于：包括采样电阻电路10、电压差分放大电路20和单片机U1；其中：
所述采样电阻电路10由若干采样电阻并联而成；
所述采样电阻电路10连接于电池正极和/或电池负极；
所述电压差分放大电路20包括电容C1、电阻R11、电阻R12、电阻R 13、运算放大器IC1、电阻R14、电阻R15和电容C2；
所述电容C1与所述采样电阻电路10并联；所述电容C1一端依次通过电阻R11和电阻R12接地；所述电阻R11与电阻R12的连接节点与运算放大器IC1的同相输入端连接；所述电容C1另一端与电阻R13一端连接；所述电阻R13另一端与运算放大器IC1的反相输入端和电阻R14一端连接；所述运算放大器IC1的输出端、电阻R14另一端均与电阻R15一端连接；所述电阻R15另一端与单片机U1连接；所述电阻R15与单片机U1的连接节点通过电容C2接地。
具体实施时，如图3、图4所示，采样电阻电路10由包括但不限于10个的采样电阻并联而成；采样电阻电路10连接于电池正极和/或电池负极；当采样电阻电路10置于低位时(如图3所示)，采样电阻电路10两端分别连接电池负极和保险丝；保险丝依次通过电子开关、负载与电池正极连接。当采样电阻电路10置于高位时(如图4所示)，采样电阻电路10两端分别与电池正极和保险丝连接；保险丝依次通过电子开关、负载与电池负极连接；外围电路连接于负载上。
电压差分放大电路20包括电容C1、电阻R11、电阻R12、电阻R 13、运算放大器IC1、电阻R14、电阻R15和电容C2；
电容C1与采样电阻电路10并联，采样电阻分别为电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10；电容C1一端依次通过电阻R11和电阻R12接地；电阻R11与电阻R12的连接节点与运算放大器IC1的同相输入端连接；电容C1另一端与电阻R13一端连接；电阻R13另一端与运算放大器IC1的反相输入端和电阻R14一端连接；运算放大器IC1的输出端、电阻R14另一端均与电阻R15一端连接；电阻R15另一端与单片机U1连接；电阻R15与单片机U1的连接节点通过电容C2接地。运算放大器IC1的正电源端连接+5V电源；运算放大器IC1的负电源端接地；即采样电阻电路通过电压差分放大电路与单片机U1连接。
由包括但不限于10个的1W/5mΩ的采样电阻并联而成的采样电阻电路10，其并联电阻＝5mΩ/10＝0.5mΩ；消耗功率＝I*I*R＝100A*100A*0.0005Ω＝5W；平均一个电阻消耗功率＝5W/10＝0.5W，每个电阻选用1W额定功率的贴片电阻方便加工；通过并联降低采样电阻总阻值，来降低采样电阻的消耗功率过；同时，也避免了由于采样电阻的消耗功率过大而导致的巨大温升问题，避免高温导致的阻值变化使电流采样误差大甚至失效的问题。
通过本实用新型提供的电压差分放大电路20放大采样信号，电压差分放大电路20的放大倍数＝R12/R11＝R14/R13＝470K/4.7K＝100；Uout＝100*(U1-U2)；为了确保差分放大电路工作在放大线形区，使用差分放大电路需要特别注意：差分放大输出电压必须要小于运算放大器的电源电压，同时还要确保小于单片机的输入允许电压。如0.5mΩ的采样电阻带来的采样电压＝I*R＝1A*0.0005＝0.0005V，放大100倍之后的采样电压＝0.0005*100＝0.05V，用一般12位A/D的5V单片机来侦测时，那么0.05V的采样电压理论上应该就会有(0.05V/0.00122V＝41)个模拟转换数字的刻度，这就大大改善了采样输入电压过低无法侦测的问题。
本实用新型实施例提供的电池组大电流放电侦测电路，通过若干电阻并联而成的采样电阻电路解决了大电流下采样电阻消耗功率过大的问题；通过电压差分放大电路放大采样信号，避免了采样电阻电路的总阻值降低而导致的单片机无法侦测采样信号的问题。本实用新型实施例提供的电池组大电流放电侦测电路，结构简单实用，在降低采样消耗功率的同时保证了单片机的采样精度，解决了现有采样电路中存在采样消耗功率与采样精度之间的矛盾的问题。
并且，一般的采样电阻是放在低位，如图1所示，采样电阻设置于靠近电池负极的一端(GND端)，这种电路易出现负载的电流不完全通过采样电阻到GND，而是通过负载与外围电路形成电流回路，造成电流没有采样到的问题。为解决该问题，市场上出现了如图2所示的电路，即将采样电阻放在靠近电池正极的一端，这种电路结构，在电池的电压超过单片机的电源电压5V以上时就无法采用，造成单片机无法准确读取输入的采样信号，甚至会因为输入电压过高而烧坏单片机。本实用新型提供的电池组大电流放电侦测电路不仅能够连接在电池负极，还能连接在电池正极正常工作，避免了上述由于负载与外围电路形成电流回路而造成电流无法采集或采样电阻置于电池正极导致的采样信号无法采集或单片机烧毁的问题。
优选地，所述采样电阻的型号为1W/5mΩ的贴片电阻。电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10的型号均为1W/5mΩ的贴片电阻；1W/5mΩ的贴片电阻能够方便工业生产，采样电阻过大或过小不利于电路板的生产。当然，本实用新型所述的采样电阻不限于上述的1W/5mΩ的贴片电阻，还包括其他功能相同或相似的电阻；本实用新型1W/5mΩ的贴片电阻仅仅是为方便工业生产而提出的较佳实施例。
优选地，所述采样电阻设有10个。
优选地，所述电压差分放大电路20的放大倍数为100倍。
优选地，所述电阻R12和电阻R14的型号均为470K±0.5％；所述电阻R11和电阻R13的型号均4.7K±0.5％。
优选地，所述电容C1的容值为104K；所述电容C2的容值为102K；所述电阻R15的阻值为1KΩ。
优选地，所述运算放大器IC1的型号为LM324。
优选地，所述运算放大器IC1的正电源端连接+5V电源。
尽管本文中较多的使用了诸如电池正极、电池负极、负载、电子开关、保险丝、电阻、电容、运算放大器、单片机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。