多节锂电池的断线检测电路以及多节锂电池的制作方法

本发明涉及锂电池，特别涉及一种多节锂电池的断线检测电路以及多节锂电池。

背景技术：

1、现今关于多节锂电池的应用十分广泛，而因锂电池本身的特性，以及高电压大电流的应用，其安全性问题亦相当受到重视。检测各节电池是否过充电、过放电或电池不平衡等问题是最基本的保护机制，而万一连接各节电池与检测电路的连接线中有断线情况，将无法正确检测出前述问题，故断线检测可视为最重要的检测项目。

2、目前关于电池断线的检测做法，一类是将每一节电池的正负两端电压，经过电阻分压采样后送进比较器一端，检测各节是否满足过充或过放条件，再经过逻辑运算得出断线信号；另一类是间隔节数设置一电流源，当发生断线时该节电池附近的电流源能将采样电压分别拉高或拉低，再经过各节的过充与过放比较器得到断线信号。

3、上述现有的做法都需要至少与电池节数相同数量的比较器，若过充比较器与过放比较器需要各自侦测的话甚至需要两倍数量；比较器数量多，整个芯片的耗电量与面积也跟着增加，不但检测效率降低，且成本也跟着上升。

技术实现思路

1、本发明的主要目的为提供一种多节锂电池的断线检测电路以及多节锂电池，旨在克服比较器数量多造成芯片耗电量与面积也增加的缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种多节锂电池的断线检测电路，包括分节多任务器、差动放大器以及比较器与逻辑单元；

3、所述分节多任务器输入端与多节锂电池相连，当对所述多节锂电池中的任意一节待测锂电池进行断线检测时，所述分节多任务器将待测锂电池的正端、负端对应与所述差动放大器的正端、负端进行连接；

4、所述差动放大器测得所述待测锂电池正负两端的电压差值信号并通过输出端输入至所述比较器与逻辑单元；

5、所述比较器与逻辑单元对电压差值信号进行比较之后输出对应的输出信号，其中所述输出信号用于表示所述待测锂电池是否存在断线状况。

6、进一步地，所述比较器与逻辑单元的输出信号为高电压信号时，所述待测锂电池存在断线状况。

7、进一步地，所述分节多任务器包括多个开关组成，所述开关的数量为锂电池数量的两倍；

8、其中，所述多节锂电池的正端连接有一个第一开关的一端，且第一开关的另一端与差动放大器的正端相连；所述多节锂电池的负端连接有一个第二开关的一端，且第二开关的另一端与差动放大器的负端相连；

9、各个锂电池之间分别连接两个开关的一端，两个开关的另一端中的一个连接在差动放大器的负端，另一个连接在差动放大器的正端。

10、进一步地，当对所述多节锂电池中的任意一节待测锂电池进行断线检测时，连接在所述待测锂电池的正端且与差动放大器的正端相连的开关导通，连接在所述待测锂电池的负端且与差动放大器的负端相连的开关也导通；同时，其它开关全部断开。

11、进一步地，还包括滤波器，所述多节锂电池与每个开关之间通过所述滤波器进行连接。

12、进一步地，所述滤波器包括一个电阻以及一个电容组成；

13、其中，所述电阻的一端与所述多节锂电池对应的连接点相连，所述电阻的另一端与所述电容以及对应的开关的一端相连，所述电容的另一端接地。

14、进一步地，所述差动放大器包括运算放大器以及电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4；

15、所述电阻r3连接在所述分节多任务器与所述运算放大器的负端之间；

16、所述电阻r1连接在所述分节多任务器与所述运算放大器的正端之间；

17、所述电阻r2一端连接所述运算放大器的正端，另一端接地；

18、所述电阻r4的一端连接所述运算放大器的负端，另一端连接所述运算放大器的输出端；

19、所述运算放大器通过所述电阻r3、电阻r1接收到待测锂电池的正端、负端电压，通过电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4调整比例使得所述运算放大器的输出端输出待测锂电池正负两端的电压差值信号。

20、进一步地，所述电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4满足以下关系：

21、

22、进一步地，所述比较器与逻辑单元包括第一电压比较器、第二电压比较器以及or闸；

23、其中，第一电压比较器的负端以及第二电压比较器的正端分别连接所述差动放大器的输出端；

24、所述第一电压比较器的正端连接断线参考低电压，所述第二电压比较器的负端连接断线参考高电压；

25、所述第一电压比较器的输出端以及第二电压比较器的输出端分别连接在or闸的两端，由所述or闸输出所述输出信号；所述电压差值信号高于所述断线参考高电压，或者低于所述断线参考低电压时，所述or闸输出高电压信号。

26、本发明还提供了一种多节锂电池，包括上述任一项所述的多节锂电池的断线检测电路。

27、本发明提供的多节锂电池的断线检测电路以及多节锂电池，包括分节多任务器、差动放大器以及比较器与逻辑单元；所述分节多任务器输入端与多节锂电池相连，当对所述多节锂电池中的任意一节待测锂电池进行断线检测时，所述分节多任务器将待测锂电池的正端、负端对应与所述差动放大器的正端、负端进行连接；所述差动放大器测得所述待测锂电池正负两端的电压差值信号并通过输出端输入至所述比较器与逻辑单元；所述比较器与逻辑单元对电压差值信号进行比较之后输出对应的输出信号，其中所述输出信号用于表示所述待测锂电池是否存在断线状况。本发明中，使用分节多任务器，将不同节的锂电池采样电压送至同一个差动放大器，再经过比较器与参考电压比较，得出断线信号。不论锂电池有多少节数，断线检测需要的比较器与逻辑单元都只需要一个，不仅省下额外比较器需要的能量消耗，更节省芯片面积，降低成本。

技术特征：

1.一种多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，包括分节多任务器、差动放大器以及比较器与逻辑单元；

2.根据权利要求1所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，所述比较器与逻辑单元的输出信号为高电压信号时，所述待测锂电池存在断线状况。

3.根据权利要求1所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，所述分节多任务器包括多个开关组成，所述开关的数量为锂电池数量的两倍；

4.根据权利要求3所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，当对所述多节锂电池中的任意一节待测锂电池进行断线检测时，连接在所述待测锂电池的正端且与差动放大器的正端相连的开关导通，连接在所述待测锂电池的负端且与差动放大器的负端相连的开关也导通；同时，其它开关全部断开。

5.根据权利要求3所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，还包括滤波器，所述多节锂电池与每个开关之间通过所述滤波器进行连接。

6.根据权利要求5所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，所述滤波器包括一个电阻以及一个电容组成；

7.根据权利要求1所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，所述差动放大器包括运算放大器以及电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4；

8.根据权利要求7所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，所述电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4满足以下关系：

9.根据权利要求1所述的多节锂电池的断线检测电路，其特征在于，所述比较器与逻辑单元包括第一电压比较器、第二电压比较器以及or闸；

10.一种多节锂电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的多节锂电池的断线检测电路。

技术总结
本发明提供的多节锂电池的断线检测电路以及多节锂电池，包括分节多任务器、差动放大器以及比较器与逻辑单元；所述分节多任务器输入端与多节锂电池相连，当对所述多节锂电池中的任意一节待测锂电池进行断线检测时，所述分节多任务器将待测锂电池的正端、负端对应与所述差动放大器的正端、负端进行连接；所述差动放大器测得所述待测锂电池正负两端的电压差值信号并通过输出端输入至所述比较器与逻辑单元；所述比较器与逻辑单元对电压差值信号进行比较之后输出对应的输出信号，其中所述输出信号用于表示所述待测锂电池是否存在断线状况。本发明中，不仅省下额外比较器需要的能量消耗，更节省芯片面积，降低成本。

技术研发人员：陈廷仰,廖志洋,谢玉轩,梁书旗,倪佳宁
受保护的技术使用者：禹创半导体（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15