一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置的制作方法

本实用新型涉及一种电压变化量采样装置，特别涉及一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置。

背景技术：

电容或电池测试中电池电压及内阻测量装置大多数是由采样电路和测量、计算电路构成，其测量范围通常是整个电容或电池范围。其缺点是，在固定模数转换电路的分辨率位数的条件下，测量的分辨率随着电压测量范围的增大而降低。当需要精确测量电压的变化量△u并通过△u计算内阻时，因为测量分辨率的限制，以及△u信噪比太低，会导致△u及电容或电池的内阻的测量结果不准确、一致性差、且分辨率太低。造成电容或电池单体分选的效果差，内阻一致性不好电容或电池单体所组成的电池包的性能和寿命就会不理想。

为了解决分辨率问题、一致性问题、及准确性问题，通常会采用提高ad转换电路的位数的方法，如考虑采用更高分辨率的adc芯片，但这样会带来成本的增加，且这种方法无法解决因为不能单独放大电压的变化量而导致的放大倍数过小、信噪比太低、分辨率不够、测量数据一致性较差问题。为了改善一致性较差的问题，通常会采用多次测量对数据进行数字滤波的方法，但这个方法仍然无法解决分辨率不够的问题。

因此，现有的采样电路存在以下缺点：

(1)电压微小变化量△u无法单独进行放大。

(2)电压微小变化量△u测量分辨率太低。

(3)电压微小变化量和内阻测量一致性差、准确性差。

(4)电路对于电容或电池电压变化的速率比较敏感。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置，以达到提高分辨率和信噪比，测量结果一致性和准确性得到很好的保证的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置，包括依次通过导线或pcb连接的如下电路单元：

高通或微分电路，屏蔽掉大的直流电压，取出其中变化的小信号电压变化量；

放大电路，对取出的变化的小信号电压变化量进行放大；

低通或带通滤波电路，对放大后的电压变化量进行滤波，滤除噪声，提高信号的信噪比；

峰值保持电路及其复位电路，捕捉滤波后的变化信号的峰值，变为保持不变的直流电压，复位电路在不进行测量时对峰值保持电路进行复位；

模数转换电路，把直流电压模拟量变为数字量；

计算电路，把数字量进行数字处理，并得出计算结果。

通过上述技术方案，本实用新型提供的动力电池或超级电容的电压变化量采样装置利用高通或微分电路取出电池或电容在测试中的电压微小变化量δu并进行放大，能够屏蔽掉大的直流分量以及低频分量并充分放大微小的快速变化量，测试结果的分辨率和信噪比得到大幅提高。利用低通或带通滤波电路以及峰值保持电路使信号稳定，从而得到稳定的测量结果，测量的一致性、准确性能得到很好的保证，最后通过模数转换电路和计算电路转变为数字量进行处理。

本实用新型的采样装置测量的电压变化量的分辨率高、一致性好、准确性好、成本低。

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简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置电路示意图；

图2为动力电池或超级电容的电压曲线；

图3为取出来的动力电池或超级电容的电压变化量曲线；

图4为经放大后的动力电池或超级电容的电压变化量曲线；

图5为放大后的动力电池或超级电容的电压变化量的峰值。

具体实施方式

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。

本实用新型提供了一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置，如图1所示，包括包括依次通过导线或pcb连接的如下电路单元：

高通或微分电路，对图2中电容或电池电压屏蔽掉大的直流电压，取出其中变化的小信号电压变化量△u，如图3所示；

放大电路，对取出的变化的小信号电压变化量进行放大，如图4所示，得到放大后的电压变化量△u；

低通或带通滤波电路，对放大后的电压变化量进行滤波，滤除噪声，提高信号的信噪比；

峰值保持电路及其复位电路，捕捉滤波后的变化信号的峰值，变为保持不变的直流电压，复位电路在不进行测量时对峰值保持电路进行复位，如图5所示；

模数转换电路，把直流电压模拟量变为数字量；

计算电路，把数字量进行数字处理，并得出计算结果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置，其特征在于，包括依次通过导线或pcb连接的如下电路单元：

高通或微分电路，屏蔽掉大的直流电压，取出其中变化的小信号电压变化量；

放大电路，对取出的变化的小信号电压变化量进行放大；

低通或带通滤波电路，对放大后的电压变化量进行滤波，滤除噪声，提高信号的信噪比；

峰值保持电路及其复位电路，捕捉滤波后的变化信号的峰值，变为保持不变的直流电压，复位电路在不进行测量时对峰值保持电路进行复位；

模数转换电路，把直流电压模拟量变为数字量；

计算电路，把数字量进行数字处理，并得出计算结果。

技术总结
本实用新型公开了一种动力电池或超级电容的电压变化量采样装置，包括依次通过导线或pcb连接的如下电路单元：高通或微分电路，屏蔽掉大的直流电压，取出其中变化的小信号电压变化量；放大电路，对取出的变化的小信号电压变化量进行放大；低通或带通滤波电路，对放大后的电压变化量进行滤波，滤除噪声，提高信号的信噪比；峰值保持电路及其复位电路，捕捉滤波后的变化信号的峰值，变为保持不变的直流电压，复位电路在不进行测量时对峰值保持电路进行复位；模数转换电路，把直流电压模拟量变为数字量；计算电路，把数字量进行数字处理，并得出计算结果。本实用新型所公开的采样装置测量的电压变化量的分辨率高、一致性好、准确性好、成本低。

技术研发人员：刘磊;杜学平;张建国;张其辉
受保护的技术使用者：青岛美凯麟科技股份有限公司
技术研发日：2020.06.28
技术公布日：2021.04.30