一种高压电池的监测电路的制作方法

1.本实用新型涉及电池检测技术领域，尤其是一种高压电池的监测电路。


背景技术：

2.在电动汽车及大型储能电池组系统中，电压往往很高，一般为几百伏，高压安全防护是高压电池组系统的一个重要的课题。
3.因此，为了确保高压电池组的使用安全，需要在实际应用过程中，对高压电池的电压进行实时监测。
4.目前，电池电压检测电路通常是先进行电压模拟信号的采集，然后将电压模拟信号直接发送给单片机，由单片机转换为数字信号，经过can总线或网络传输，供后期应用。其中，将电压模拟信号传送给单片机时，该电压模拟信号的传输很容易受到干扰，从而影响了后期信号接收的精度，最终影响了高压电池电压的检测结果。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种高压电池的监测电路，提高了信号传输的有效性，从而提高电压检测的精度。
6.本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
7.本实用新型实施例提供了一种高压电池的监测电路，包括：电阻分压电路、滤波电容c2、滤波电容c3、噪声抑制电阻r17、噪声抑制电阻r18、隔离放大电路和差分放大电路；
8.电阻分压电路的输入端连接高压电池，电阻分压电路通过滤波电容c2、滤波电容c3接地，电阻分压电路的输出端通过噪声抑制电阻r17、噪声抑制电阻r18，与隔离放大电路的输入端连接，隔离放大电路的输出端与差分放大电路的输入端连接，差分放大电路的输出端连接mcu控制器；
9.电阻分压电路用于将高压电池的高电压信号按比例转换为低电压信号，并发送至隔离放大电路，隔离放大电路对低电压信号进行隔离、放大后，输入至差分放大电路，差分放大电路对输入的信号再次进行放大，并输入至mcu控制器，以实现高压电池的电压监测。
10.可选地，在本实用新型实施例中，电阻分压电路由若干个电阻支路串联而成；
11.其一电阻支路包括相互并联的电阻r31和电阻r8；
12.其二电阻支路包括相互并联的电阻r32和电阻r7；
13.其三电阻支路包括相互并联的电阻r33和电阻r6；
14.其四电阻支路包括相互并联的电阻r34和电阻r5；
15.其五电阻支路包括相互并联的电阻r29和电阻r10；
16.其六电阻支路包括相互并联的电阻r35和电阻r16；
17.其七电阻支路包括相互并联的电阻r36和电阻r14；
18.其八电阻支路包括相互并联的电阻r37和电阻r13；
19.其九电阻支路包括相互并联的电阻r38和电阻r12。
20.可选地，在本实用新型实施例中，隔离放大电路具体包括芯片u2、电容c6、电容c8和电容c11；
21.芯片u2的1引脚连接iso_5v电压，芯片u2的4引脚连接电容c6的一端，电容c6的另一端连接iso_5v电压，芯片u2的2引脚连接噪声抑制电阻r17，芯片u2的3引脚连接噪声抑制电阻r18，芯片u2的5引脚分别连接电容c8的一端、电容c11的一端，电容c8的另一端、电容c11的另一端均连接芯片u2的8引脚，芯片u2的6、7引脚连接差分放大电路。
22.可选地，在本实用新型实施例中，差分放大电路具体包括电阻r1、电阻r4、芯片u3、电阻r3和电阻r27；
23.电阻r1的一端连接芯片u2的6引脚，电阻r1的另一端连接芯片u3的2引脚，电阻r4的一端连接芯片u2的7引脚，电阻r4的另一端连接芯片u3的3引脚，芯片u3的3引脚通过电阻r27接地，芯片u3的4引脚接地，芯片u3的2引脚还通过电阻r3连接至mcu控制器。
24.可选地，在本实用新型实施例中，还包括低通滤波电路；
25.低通滤波电路与差分放大电路连接；
26.低通滤波电路包括电阻r19、电容c9；
27.芯片u3的1引脚连接电阻r19的一端，电阻r19的另一端连接电容c9的一端，电容c9的另一端接地。
28.可选地，在本实用新型实施例中，还包括第一电源电路；
29.第一电源电路包括第一压降电路和第二压降电路，第一压降电路和第二压降电路相连接；
30.第一压降电路用于将24v电压压降至12v电压，第二压降电路用于将12v电压压降至5v电压。
31.可选地，在本实用新型实施例中，第一压降电路具体包括二极管d13、电阻r2、电阻r62、电阻r63、三极管q3、三极管q2、二极管d6、电容c30和电阻r15；
32.二极管d13的阳极输入24v电压，二极管d13的阴极和电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端分别和电阻r62的一端、电阻r63的一端、三极管q2的集电极连接，电阻r62的另一端分别和电容c30的一端、二极管d6的阴极、三极管q3的基极连接，电容c30的另一端、二极管d6的阳极均接地，电阻r63的另一端与三极管q3的集电极连接，三极管q3的发射极和三极管q2的基极连接，三极管q2的发射极和电阻r15的一端连接，电阻r15的另一端连接第二压降电路。
33.可选地，在本实用新型实施例中，第二压降电路具体包括芯片u4、电容c40、电容c41、电容c13、电容c14、电容c42和电容c43；
34.电阻r15的另一端连接芯片u4的3引脚，芯片u4的3引脚还分别与电容c40的一端、电容c41的一端、电容c13的一端、电容c14的一端连接，电容c40的另一端、电容c41的另一端、电容c13的另一端、电容c14的另一端均接地，芯片u4的1引脚接地，芯片u4的2、4引脚均与电容c42的一端、电容c43的一端、5v电压连接，电容c42的另一端、电容c43的另一端接地。
35.可选地，在本实用新型实施例中，还包括第二电源电路；
36.第二电源电路与第一电源电路连接；
37.第二电源电路用于将5v电压转换至iso_5v电压；
38.第二电源电路具体包括芯片u1、电容c4、电容c5、电阻r26、电阻r25、电容c7、电容
c12和电感l1；
39.芯片u1的1引脚分别和电容c7的一端、电感l1的一端连接，电容c7的另一端连接电容c12的一端，电容c12的另一端连接电感l1的另一端，芯片u1的2引脚接地，芯片u1的4引脚分别和电容c4的一端、电容c5的一端、电阻r26的一端、电阻r25的一端连接，电容c4的另一端、电容c5的另一端、电阻r26的另一端、电阻r25的另一端均与芯片u1的3引脚连接。
40.本实用新型的优点和积极效果是：
41.如此，在本实用新型中，在监测高压电池的电压时，通过设置的滤波电容c2、滤波电容c3、噪声抑制电阻r17和噪声抑制电阻r18，能够滤除电路中的干扰信号，滤除直流电中的交流成分，使直流电更加平滑，减少了干扰，解决了现有技术中电压模拟信号传输过程中容易受到干扰的问题，提高了信号传输的有效性，从而提高电压检测的精度。
附图说明
42.图1是本实用新型提供的一种高压电池的监测电路的结构框图；
43.图2是本实用新型提供的电阻分压电路、离放大电路和差分放大电路的电路原理图；
44.图3是本实用新型提供的第一电源电路的电路原理图；
45.图4是本实用新型提供的第二电源电路的电路原理图。
具体实施方式
46.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。
47.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。
48.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。
49.以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
50.本实用新型提出的一种高压电池的监测电路，如图1所示，包括：电阻分压电路、滤波电容c2、滤波电容c3、噪声抑制电阻r17、噪声抑制电阻r18、隔离放大电路和差分放大电路；
51.电阻分压电路的输入端连接高压电池，电阻分压电路通过滤波电容c2、滤波电容c3接地，电阻分压电路的输出端通过噪声抑制电阻r17、噪声抑制电阻r18，与隔离放大电路的输入端连接，隔离放大电路的输出端与差分放大电路的输入端连接，差分放大电路的输
出端连接mcu控制器；
52.电阻分压电路用于将高压电池的高电压信号按比例转换为低电压信号，并发送至隔离放大电路，隔离放大电路对低电压信号进行隔离、放大后，输入至差分放大电路，差分放大电路对输入的信号再次进行放大，并输入至mcu控制器，以实现高压电池的电压监测。
53.其中，滤波电容c2和滤波电容c3能够滤除电路中的大部分干扰信号，滤除直流电中的交流成分，减小纹波电压，使直流电更加平滑，防止电路各部分因为电压突变而造成损失，确保了电路的整体稳定性。
54.并且，通过设置噪声抑制电阻r17和噪声抑制电阻r18，降低了电路中存在的噪声，减少了干扰。
55.如此，在本实用新型中，在监测高压电池的电压时，通过设置的滤波电容c2、滤波电容c3、噪声抑制电阻r17和噪声抑制电阻r18，能够滤除电路中的干扰信号，滤除直流电中的交流成分，使直流电更加平滑，减少了干扰，解决了现有技术中电压模拟信号传输过程中容易受到干扰的问题，提高了信号传输的有效性，从而提高电压检测的精度。
56.可选地，在本实用新型实施例中，如图2所示，电阻分压电路由若干个电阻支路串联而成；
57.其一电阻支路包括相互并联的电阻r31和电阻r8；
58.其二电阻支路包括相互并联的电阻r32和电阻r7；
59.其三电阻支路包括相互并联的电阻r33和电阻r6；
60.其四电阻支路包括相互并联的电阻r34和电阻r5；
61.其五电阻支路包括相互并联的电阻r29和电阻r10；
62.其六电阻支路包括相互并联的电阻r35和电阻r16；
63.其七电阻支路包括相互并联的电阻r36和电阻r14；
64.其八电阻支路包括相互并联的电阻r37和电阻r13；
65.其九电阻支路包括相互并联的电阻r38和电阻r12。
66.如此，通过设置的电阻分压电路，将高压电池的高电压信号按比例转换为低电压信号，其中，该低电压信号在隔离放大电路的输入电压范围内，以便于隔离放大电路接收该低电压信号。
67.可选地，在本实用新型实施例中，如图2所示，隔离放大电路具体包括芯片u2、电容c6、电容c8和电容c11；
68.芯片u2的1引脚连接iso_5v电压，芯片u2的4引脚连接电容c6的一端，电容c6的另一端连接iso_5v电压，芯片u2的2引脚连接噪声抑制电阻r17，芯片u2的3引脚连接噪声抑制电阻r18，芯片u2的5引脚分别连接电容c8的一端、电容c11的一端，电容c8的另一端、电容c11的另一端均连接芯片u2的8引脚，芯片u2的6、7引脚连接差分放大电路。
69.如此，通过设置隔离放大电路，对输入的低电压信号进行隔离、放大，输入至差分放大电路。
70.可选地，在本实用新型实施例中，差分放大电路具体包括电阻r1、电阻r4、芯片u3、电阻r3和电阻r27；
71.电阻r1的一端连接芯片u2的6引脚，电阻r1的另一端连接芯片u3的2引脚，电阻r4的一端连接芯片u2的7引脚，电阻r4的另一端连接芯片u3的3引脚，芯片u3的3引脚通过电阻
r27接地，芯片u3的4引脚接地，芯片u3的2引脚还通过电阻r3连接至mcu控制器。
72.如此，通过设置差分放大电路，对输入的信号再次进行放大，并发送至mcu控制器，并通过模数转换器进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号。
73.可选地，在本实用新型实施例中，如图2所示，还包括低通滤波电路；
74.低通滤波电路与差分放大电路连接；
75.低通滤波电路包括电阻r19、电容c9；
76.芯片u3的1引脚连接电阻r19的一端，电阻r19的另一端连接电容c9的一端，电容c9的另一端接地。
77.如此，低通滤波电路用于对差分放大电路的输出信号进行低通滤波处理，减少信号中的干扰杂波，并将滤波后的信号输出至mcu控制器，提高信号的精度。
78.可选地，在本实用新型实施例中，还包括第一电源电路；
79.第一电源电路包括第一压降电路和第二压降电路，第一压降电路和第二压降电路相连接；
80.第一压降电路用于将24v电压压降至12v电压，第二压降电路用于将12v电压压降至5v电压。
81.可选地，在本实用新型实施例中，如图3所示，第一压降电路具体包括二极管d13、电阻r2、电阻r62、电阻r63、三极管q3、三极管q2、二极管d6、电容c30和电阻r15；
82.二极管d13的阳极输入24v电压，二极管d13的阴极和电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端分别和电阻r62的一端、电阻r63的一端、三极管q2的集电极连接，电阻r62的另一端分别和电容c30的一端、二极管d6的阴极、三极管q3的基极连接，电容c30的另一端、二极管d6的阳极均接地，电阻r63的另一端与三极管q3的集电极连接，三极管q3的发射极和三极管q2的基极连接，三极管q2的发射极和电阻r15的一端连接，电阻r15的另一端连接第二压降电路。
83.需要说明的是，二极管d13的阳极输入电压的范围为：15v-30v，在本实用新型中，可以输入如图3所示的24v电压，当然，还可以根据实际需求，选择其他电压值，在此并不做具体限定，以满足不同场景的需求，提高设计的灵活性，同时，可使第一电源电路具有供电范围宽的特点。
84.可选地，在本实用新型实施例中，如图3所示，第二压降电路具体包括芯片u4、电容c40、电容c41、电容c13、电容c14、电容c42和电容c43；
85.电阻r15的另一端连接芯片u4的3引脚，芯片u4的3引脚还分别与电容c40的一端、电容c41的一端、电容c13的一端、电容c14的一端连接，电容c40的另一端、电容c41的另一端、电容c13的另一端、电容c14的另一端均接地，芯片u4的1引脚接地，芯片u4的2、4引脚均与电容c42的一端、电容c43的一端、5v电压连接，电容c42的另一端、电容c43的另一端接地。
86.可选地，在本实用新型实施例中，如图4所示，还包括第二电源电路；
87.第二电源电路与第一电源电路连接；
88.第二电源电路用于将5v电压转换至iso_5v电压；
89.第二电源电路具体包括芯片u1、电容c4、电容c5、电阻r26、电阻r25、电容c7、电容c12和电感l1；
90.芯片u1的1引脚分别和电容c7的一端、电感l1的一端连接，电容c7的另一端连接电
容c12的一端，电容c12的另一端连接电感l1的另一端，芯片u1的2引脚接地，芯片u1的4引脚分别和电容c4的一端、电容c5的一端、电阻r26的一端、电阻r25的一端连接，电容c4的另一端、电容c5的另一端、电阻r26的另一端、电阻r25的另一端均与芯片u1的3引脚连接。
91.如此，通过设置第一电源电路和第二电源电路，用于为隔离放大电路进行供电，保证了电路的正常运行。
92.本实用新型的工作原理和工作过程如下：
93.第一电源电路包括第一压降电路和第二压降电路，第一压降电路用于将24v电压压降至12v电压，第二压降电路用于将12v电压压降至5v电压；第二电源电路用于将5v电压转换至iso_5v电压；第一电源电路和第二电源电路共同为隔离放大电路进行供电；
94.高压电池的两端连接电阻分压电路的输入端，电阻分压电路用于将高压电池的高电压信号按比例转换为低电压信号，具体地，电阻分压电路通过滤波电容c2、滤波电容c3接地，电阻分压电路的输出端通过噪声抑制电阻r17、噪声抑制电阻r18，与隔离放大电路的输入端连接，其中，滤波电容c2和滤波电容c3能够滤除电路中的大部分干扰信号，滤除直流电中的交流成分，减小纹波电压，使直流电更加平滑，防止电路各部分因为电压突变而造成损失，确保了电路的整体稳定性。并且，通过设置噪声抑制电阻r17和噪声抑制电阻r18，降低了电路中存在的噪声，减少了干扰。也就是说，电阻分压电路将低电压信号发送至隔离放大电路，隔离放大电路对低电压信号进行隔离、放大后，输入至差分放大电路，差分放大电路对输入的信号再次进行放大，通过低通滤波电路，并输入至mcu控制器，以实现高压电池的电压监测。
95.如此，在本实用新型中，在监测高压电池的电压时，通过设置的滤波电容c2、滤波电容c3、噪声抑制电阻r17和噪声抑制电阻r18，能够滤除电路中的干扰信号，滤除直流电中的交流成分，使直流电更加平滑，减少了干扰，解决了现有技术中电压模拟信号传输过程中容易受到干扰的问题，提高了信号传输的有效性，从而提高电压检测的精度。
96.需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。