电池电压漂移电路的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及电池电压漂移电路。

背景技术：

电池单元电压可能发生高达60v，即共模电压，其该针对具有高电压技术的集成电路引起对信号处理和测量准确度的高需求。

共模电压被定义为正和负电池单元电压的平均电压，对应于相对地的正电势和负电势之和的一半。例如，共模电压产生于电池单元的相对于地的测量电压，其中差分电压作为来自正和负电压的量的差别而被检测。共模电压与电池电压发生干扰，使得人们想要从测量过程中消除它。共模电压不是可直接测量的电压，而是由电压控制使用的数学电压值，仅可以测量电池电压，其中每个电池的电压可以是不同的并且每个电池电压也可以具有不同的共模等级。

为测量在电池串联连接中的电池电压，使用具有逐次逼近寄存器的模拟数字转换器，其中在其输入处使用相应的hv多路复用器。然而，具有模拟数字转换器和逐次逼近寄存器的测量电路的构造具有下述后果：在信号路径上存在hv多路复用器，这可能对测量准确度具有不利的影响。此外，多路复用器的hv电路以及用于输入电压的缓冲的采样和保持构件在集成电路上具有高空间要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型要解决的问题是提供电池电压漂移电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：电池电压漂移电路，包括差分放大电路、第一复用器电路、第二复用器电路、测量电池电压电路和补偿开关控制电路，所述差分放大电路的反向输入端通过第一电阻与所述第一复用器电路的输出端电性连接，所述差分放大电路的正向输入端通过第二电阻与所述第二复用器电路的输出端电性连接，所述第一复用器电路的a1端设置为cell_l输入端，第二复用器电路的a1端设置为cell_h输入端，所述第一复用器电路和所述第二复用器电路的s端均设置为选择信号输入端，所述第一复用器电路的a2端通过第三电阻连接所述测量电池电压电路的负电压输入端，所述第二复用器电路的a2端通过第四电阻连接所述测量电池电压电路的正电压输入端，所述差分放大电路的输出端通过第五电阻与所述差分放大电路的负向输入端相连，所述差分放大电路的正向输入端通过第六电阻与所述补偿开关控制电路电性连接。

在本实用新型中，优选地，所述第一复用器电路和所述第二复用器电路均包括第一电平转换器、第一电子开关和第二电子开关，所述选择信号输入端作为所述第一电平转换器的输入端，所述第一电平转换器的正向输出端与所述第一电子开关的ckb端口以及所述第二电子开关的ckb端口均为电性连接，所述第一电平转换器的负向输出端与所述第一电子开关的ck端口以及所述第二电子开关的ck端口电性连接。

在本实用新型中，优选地，所述测量电池电压电路包括第二电平转换器、第三电平转换器、二输入与门电路、二输入或门电路、第三电子开关和第四电子开关，所述二输入与门电路的输入端均与所述第二电平转换器和第三电平转换器的正向输入端电性连接，所述二输入或门电路的输入端均与所述第二电平转换器和第三电平转换器的反向输入端电性连接，所述二输入与门电路的输出端与所述第三电子开关的ckb端口电性连接，所述二输入或门电路的输出端与所述第三电子开关的ck端口电性连接。

在本实用新型中，优选地，所述补偿开关控制电路包括选择端子与门电路、第四电平转换器、第五电平转换器、第五电子开关、第六电子开关和第七电子开关，所述选择端子与门电路的输入端设置为使能端子信号、v2端子电压选择信号、v5端子电压选择信号、v8端子电压选择信号和v11端子电压选择信号，所述选择端子与门电路的输出端与所述第四电平转换器的输入端以及所述第五电平转换器的输入端均为电性连接，所述第四电平转换器的正向输出端与所述第五电子开关的ckb端口电性连接，所述第四电平转换器的反向输出端与所述第五电子开关的ck端口电性连接，所述第五电平转换器的正向输出端与所述第六电子开关的ckb端口电性连接，所述第五电平转换器的反向输出端与所述第六电子开关的ck端口电性连接，所述第六电子开关接入1.2v参考电压，所述第五电子开关的一端与所述测量电池电压电路的负电压输入端电性连接，所述第五电子开关的另一端与所述测量电池电压电路的正电压输入端电性连接。

在本实用新型中，优选地，所述差分放大电路的pdh_n输入端口设置为断电信号输入端子，即l电平下的断电状态，所述差分放大电路的ibias输入端口为pmos偏置电流端子，该pmos偏置电流端子为650na输入，所述差分放大电路的vsth输入端口为压力测试模式信号输入端口。

在本实用新型中，优选地，所述第三电子开关电性连接有vref电源端子，所述第四电子开关电性连接有vss端子，所述vss端子设置为gnd端子。

在本实用新型中，优选地，所述第一复用器电路和所述第二复用器电路均采用vcc_sw供电。

在本实用新型中，优选地，所述二输入与门电路、所述二输入或门电路、所述第三电子开关和所述第四电子开关均采用vcc_sw供电。

在本实用新型中，优选地，所述第一电子开关、所述第二电子开关和第五电子开关均采用vcc供电。

在本实用新型中，优选地，所述第六电子开关和所述第七电子开关均采用avdd供电。

本实用新型具有的优点和积极效果是：该电池电压漂移电路通过差分放大电路、第一复用器电路、第二复用器电路、测量电池电压电路以及补偿开关控制电路之间的相互配合，能够实现在没有采用级联连接的情况下，差分放大器电路的增益为0.5倍；采用级联连接的情况下，当测量电池电压电路测量上端时，测量电池电压电路上端的增益为0.5倍，测量电池电压电路下端的增益为1倍；当测量电池电压电路测量下端时，测量电池电压电路上端的增益为1倍，测量电池电压电路下端的增益为0.5倍，从而实现将电池单元的电压转换为gnd参考电压。

附图说明

图1是本实用新型的电池电压漂移电路的电路原理图；

图2是本实用新型的电池电压漂移电路的第一复用器电路和第二复用器电路的电路原理图；

图3是本实用新型的电池电压漂移电路的测量电池电压电路的电路原理图；

图4是本实用新型的电池电压漂移电路的补偿开关控制电路的电路原理图；

图5是本实用新型的电池电压漂移电路的差分放大电路的电路原理图；

图中：1-差分放大电路；2-第一复用器电路；3-第二复用器电路；4-测量电池电压电路；5-补偿开关控制电路；6-第一电阻；7-第二电阻；8-第三电阻；9-第四电阻；10-第五电阻；11-第六电阻；12-cell_l输入端；13-cell_h输入端；14-选择信号输入端；15-第一电平转换器；16-第一电子开关；17-第二电子开关；18-第二电平转换器；19-第三电平转换器；20-二输入与门电路；21-二输入或门电路；22-第三电子开关；23-第四电子开关；24-选择端子与门电路；25-第四电平转换器；26-第五电平转换器；27-第五电子开关；28-第六电子开关；29-第七电子开关；30-使能端子信号；31-v2端子电压选择信号；32-v5端子电压选择信号；33-v8端子电压选择信号；34-v11端子电压选择信号；35-负电压输入端；36-正电压输入端；37-断电信号输入端子；38-压力测试模式信号输入端口；39-vref电源端子；40-vss端子；41-pmos偏置电流端子。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。显然，所描述的实施例仅仅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做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。

如图1至图5所示，本实用新型提供电池电压漂移电路，包括差分放大电路1、第一复用器电路2、第二复用器电路3、测量电池电压电路4和补偿开关控制电路5，所述差分放大电路1的反向输入端通过第一电阻6与所述第一复用器电路2的输出端电性连接，所述差分放大电路1的正向输入端通过第二电阻7与所述第二复用器电路3的输出端电性连接，所述第一复用器电路2的a1端设置为cell_l输入端12，第二复用器电路3的a1端设置为cell_h输入端13，所述第一复用器电路2和所述第二复用器电路3的s端均设置为选择信号输入端14，所述第一复用器电路2的a2端通过第三电阻8连接所述测量电池电压电路4的负电压输入端35，所述第二复用器电路的a2端通过第四电阻9连接所述测量电池电压电路4的正电压输入端36，所述差分放大电路的输出端通过第五电阻10与所述差分放大电路1的负向输入端相连，所述差分放大电路1的正向输入端通过第六电阻11与所述补偿开关控制电路5电性连接。

本实施例中，进一步地，所述第一复用器电路2和所述第二复用器电路3均包括第一电平转换器15、第一电子开关16和第二电子开关17，所述选择信号输入端14作为所述第一电平转换器15的输入端，所述第一电平转换器15的正向输出端与所述第一电子开关16的ckb端口以及所述第二电子开关17的ckb端口均为电性连接，所述第一电平转换器15的负向输出端与所述第一电子开关16的ck端口以及所述第二电子开关17的ck端口电性连接。

本实施例中，进一步地，所述测量电池电压电路4包括第二电平转换器18、第三电平转换器19、二输入与门电路20、二输入或门电路21、第三电子开关22和第四电子开关23，所述二输入与门电路20的输入端均与所述第二电平转换器18和第三电平转换器19的正向输入端电性连接，所述二输入或门电路20的输入端均与所述第二电平转换器18和第三电平转换器19的反向输入端电性连接，所述二输入与门电路20的输出端与所述第三电子开关22的ckb端口电性连接，所述二输入或门电路20的输出端与所述第三电子开关22的ck端口电性连接。

本实施例中，进一步地，所述补偿开关控制电路5包括选择端子与门电路24、第四电平转换器25、第五电平转换器26、第五电子开关27、第六电子开关28和第七电子开关29，所述选择端子与门电路24的输入端设置为使能端子信号30、v2端子电压选择信号31、v5端子电压选择信号32、v8端子电压选择信号33和v11端子电压选择信号34，所述选择端子与门电路24的输出端与所述第四电平转换器25的输入端以及所述第五电平转换器26的输入端均为电性连接，所述第四电平转换器25的正向输出端与所述第五电子开关27的ckb端口电性连接，所述第四电平转换器25的反向输出端与所述第五电子开关27的ck端口电性连接，所述第五电平转换器26的正向输出端与所述第六电子开关28的ckb端口电性连接，所述第五电平转换器26的反向输出端与所述第六电子开关28的ck端口电性连接，所述第六电子开关28接入1.2v参考电压，所述第五电子开关27的一端与所述测量电池电压电路4的负电压输入端35电性连接，所述第五电子开关27的另一端与所述测量电池电压电路4的正电压输入端36电性连接。

本实施例中，进一步地，所述差分放大电路1的pdh_n输入端口设置为断电信号输入端子37，即l电平下的断电状态，所述差分放大电路的ibias输入端口为pmos偏置电流端子41，该pmos偏置电流端子41为650na输入，所述差分放大电路的vsth输入端口为压力测试模式信号输入端口38。

本实施例中，进一步地，所述第三电子开关22电性连接有vref电源端子39，所述第四电子开关23电性连接有vss端子40，所述vss端子40设置为gnd端子。

本实施例中，进一步地，所述第一复用器电路2和所述第二复用器电路3均采用vcc_sw供电。

本实施例中，进一步地，所述二输入与门电路20、所述二输入或门电路21、所述第三电子开关22和所述第四电子开关23均采用vcc_sw供电。

本实施例中，进一步地，所述第一电子开关16、所述第二电子开关17和第五电子开关27均采用vcc供电。

本实施例中，进一步地，所述第六电子开关28和所述第七电子开关29均采用avdd供电。

本实施例中，选择端子与门电路24的输入端设置为使能端子信号30、v2端子电压选择信号31、v5端子电压选择信号32、v8端子电压选择信号33和v11端子电压选择信号34，使能端子信号30作为使能信号，通过在差分放大器偏移测量期间向负电压输入端35和正电压输入端36输入3.3v的vref电压，并且将差分放大电路1的参考电压设置为1.2v，压力测试模式信号输入端口38作为差分放大电路1压力测试模式的信号输入端，v2端子电压选择信号31、v5端子电压选择信号32、v8端子电压选择信号33和v11端子电压选择信号34依次作为差分放大电路1偏移测量时的v2端子电压选择信号，v5端子电压选择信号，v8端子电压选择信号和v11端子电压选择信号。第二电平转换器18的输入端接3.3v的vref电压，此外该vref电压作为许可信号在差分放大电路1偏移测量期间向负电压输入端35和正电压输入端36间输入3.3v的vref电压信号。选择信号输入端14作为电平转换器的输出选择信号，当选择信号为l电平时，负电压输入端35和正电压输入端36信号接通，当选择信号为h电平时，cell_l输入端12和cell_h输入端13信号接通。第六电子开关28接入1.2v参考电压信号，pmos偏置电流端子41用于为差分放大电路1提供pmos偏置电流输入，cell_l输入端12和cell_h输入端13级联时输入上端的gnd端子电压，断电信号输入端子37处于l电平断电信号，差分放大电路1的输出端将电池单元电压信号以gnd参考电压输出。

本实用新型提供的电池电压漂移电路能够实现在没有采用级联连接的情况下，差分放大器电路1的增益为0.5倍；采用级联连接的情况下，当测量电池电压电路4测量上端时，测量电池电压电路4上端的增益为0.5倍，测量电池电压电路4下端的增益为1倍；当测量电池电压电路4测量下端时，测量电池电压电路4上端的增益为1倍，测量电池电压电路4下端的增益为0.5倍，从而实现将电池单元的电压转换为gnd参考电压。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。