專利名稱：基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池電流檢測電路及檢測方法。
背景技術(shù)：
可充電式電池是可重復使用的電池，其中鋰電池具有體積小、能量密度高、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命高、高電壓電池、自放電率低環(huán)保無污染等優(yōu)點，成為了便攜式產(chǎn)品的主要電源，尤其在筆記本計算機供電方面，其優(yōu)異的高能量優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)。但是由于能量密度高及特有的化學特性，鋰離子電池的安全性和穩(wěn)定性方面也存在隱患，如過充和過高溫可能會燃燒甚至導致爆炸，過放電可能造成電池本身的損壞，或者在不正常情況下突然斷電對電池造成影響或損壞。所以，在智能電池系統(tǒng)中對充放電電流進行實時的檢測非常重要。因此充放電電流檢測是智能電池管理系統(tǒng)中的不可或缺的關(guān)鍵組成部分。圖1顯示了一種采用微控制器(MCU)的電池組充電保護及計量智能控制電路的基本框架。電池保護及計量智能控制電路連接到電池/電池組上。通常電池智能控制系統(tǒng)通常包含模擬前端(AFE)采集電池電壓、為微控制器提供電源電壓并接收微控制器的開關(guān)的控制命令；MOSFET開關(guān)在AFE的控制下完成充放電的控制；微控制器完成電池的智能控制和管理，其中在微控制器中包括電池電流檢測電路。微控制器通過電流檢測電路對電池的充、放電電流進行檢測，測得的電流通過數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)轿⒖刂破髦械腃PU。當發(fā)現(xiàn)異常情況，如過流或短路，則微控制器通過AFE控制充放電開關(guān)，實現(xiàn)對充電或放電的實時控制。同時，MCU通過串行總線(SCL、SDA)與上位機進行通信將電池信息也傳遞給上位機(如筆記本)。MCU中的電流檢測電路目前主要有兩種方式，其一采用嵌入式模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)， 如圖2所示，串聯(lián)在回路中的敏感電阻將充放電電流轉(zhuǎn)化成電壓信號，然后經(jīng)前置放大模塊電平移位并放大，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量，再通過數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)紺PU進行計算。為了減小電池組的內(nèi)阻并降低功耗，通常選取的電阻值在毫歐量級。然而當充、放電電流在毫安量級時，轉(zhuǎn)換成的電壓信號在幾個微伏量級，這樣就需要很高精度的ADC來進行電壓的轉(zhuǎn)換。還有鋰電池組的充放電電流的變化范圍可能從幾個毫安到幾十個安培， 其動態(tài)范圍將超過104，這將要求高動態(tài)范圍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，同時模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速度又和其轉(zhuǎn)換精度需要折中考慮，大大地增加了硬件的復雜性，工藝實現(xiàn)難度較大。另一種傳統(tǒng)檢測電路如圖3所示，它的工作方式采用電流積分方式。充放電電流通過敏感電阻轉(zhuǎn)換為電壓值，在控制電路的控制下，通過積分器對轉(zhuǎn)換的電壓進行積分并與一個電平閾值進行比較，然后通過一個控制計數(shù)器計數(shù)得到數(shù)字信號，在每一次積分結(jié)束時，將結(jié)果存入結(jié)果寄存器中，而后通過數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)紺PU。此方法具有較小的硬件規(guī)模。但由于采用計數(shù)器完成對積分值的轉(zhuǎn)換，造成此檢測電路工作速度很低，精度不高，因此，充放電必須由兩個轉(zhuǎn)換通道來完成
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有鋰電池電流檢測電路的檢測速度低、檢測電路復雜的問題，從而提供一種基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路及檢測方法?；跁r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路，它包括充電比較器、放電比較器、 結(jié)果鎖存器和時鐘電路，它還包括電平移位電路、斜坡信號發(fā)生器、偏置及參考基準單元、 充/放電標志判決電路、與門和時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；電平移位電路的正/負電壓輸入端與敏感電阻的非接地端連接；所述電平移位電路的電平移位后電壓信號輸出端同時與充電比較器的電平移位后電壓信號輸入端和放電比較器的電平移位后電壓信號輸入端連接；偏置及參考基準單元的一號參考基準電壓輸出端與斜坡信號發(fā)生器的參考基準電壓輸入端連接； 偏置及參考基準單元的二號參考基準電壓輸出端與電平移位電路的參考基準電壓輸入端連接；偏置及參考基準單元的三號參考基準電壓輸出端同時與充電比較器的參考基準電壓輸入端和放電比較器的參考基準電壓輸入端連接；斜坡信號發(fā)生器的正/負斜坡信號輸出端同時與充電比較器的正斜坡信號輸入端和放電比較器的負斜坡信號輸入端連接；充電比較器的充電比較結(jié)果輸出端同時與充/放電標志判決電路的充電比較結(jié)果輸入端和與門的一個輸入端連接；放電比較器的放電比較結(jié)果輸出端與充/放電標志判決電路的放電比較結(jié)果輸入端和與門的另一個輸入端連接；充/放電標志判決電路的判決結(jié)果輸出端與結(jié)果鎖存器的判決結(jié)果輸入端連接；與門的與結(jié)果輸出端與時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的與結(jié)果輸入端連接；所述時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換信號輸出端與結(jié)果鎖存器的轉(zhuǎn)換信號輸入端連接；時鐘電路的一號時鐘信號輸出端CK_同時與斜坡信號發(fā)生器的一號時鐘信號輸入端、時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的時鐘信號輸入端；時鐘電路的二號時鐘信號輸出端CK與斜坡信號發(fā)生器的二號時鐘信號輸入端連接；時鐘電路的三號時鐘信號輸出端與結(jié)果鎖存器的時鐘信號輸入端連接。斜坡信號發(fā)生器包括運算放大器A、一號PMOS管M0、電阻R、緩沖器B、二號PMOS 管Ml、三號PMOS管M2、四號PMOS管M3、一號NMOS管M4、二號NMOS管M5、一號開關(guān)Kl、二號開關(guān)K2、三號開關(guān)K3、四號開關(guān)K4、電容Cl和C2 ；運算放大器A的負向輸入端是斜坡信號發(fā)生器3的參考基準電壓輸入端，運算放大器A的輸出端與一號PMOS管MO的柵極連接； 所述一號PMOS管MO的源極同時與運算放大器A的正向輸入端、緩沖器B的輸入端和電阻R 的一端連接；電阻R的另一端與電源地連接；緩沖器B的輸出端同時與一號開關(guān)Kl的一個靜端和二號開關(guān)K2的一個靜端連接；一號開關(guān)Kl的另一個靜端同時與電容Cl的一端和三號開關(guān)K3的一個靜端連接；三號開關(guān)K3的另一個靜端與二號NMOS管M5的漏極連接；二號 NMOS管M5的柵極同時與一號NMOS管M4的柵極、三號PMOS管M2的源極、一號NMOS管M4 的漏極連接；一號NMOS管M4的源極同時與電源地和二號NMOS管M5的源極連接；電容Cl 的另一端與電源地連接；二號開關(guān)K2的另一個靜端同時與電容C2的一端、四號開關(guān)K4的一個靜端連接；電容C2的另一端接電源地；一號PMOS管MO的漏極同時與二號PMOS管Ml 的源極、二號PMOS管Ml的柵極、三號PMOS管M2的柵極、四號PMOS管M3的柵極連接；二號 PMOS管Ml的漏極同時與電源地、三號PMOS管M2的漏極、四號PMOS管M3的漏極連接；四號PMOS管M3的源極與四號開關(guān)K4的另一個靜端連接；時鐘電路11的一號時鐘信號輸出端CK_同時與一號開關(guān)Kl的動端和二號開關(guān)K2的動端連接；時鐘電路11的二號時鐘信號輸出端CK同時與三號開關(guān)K3的動端和四號開關(guān)K4的動端連接。基于上述電路的基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測方法，它的方法為充放電電流經(jīng)過敏感電阻轉(zhuǎn)換為正/負電壓；電平移位電路根據(jù)偏置及參考基準單元提供的參考基準電壓將該正/負電壓進行電平移位；同時，斜坡信號發(fā)生器也在偏置及參考基準單元提供的參考基準電壓上產(chǎn)生正/負的斜坡信號；充電比較器將電平移位后的電壓信號與正斜坡信號進行比較，輸出一路比較結(jié)果給與門；放電比較器將電平移位后的電壓信號與負斜坡信號進行比較，輸出一路比較結(jié)果給與門；與門根據(jù)兩路輸入信號獲得一路結(jié)果信號，并將該路結(jié)果信號發(fā)送給時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，充放電標志判決電路根據(jù)兩路比較結(jié)果生成充放電標志，并存入結(jié)果鎖存器，實現(xiàn)鋰電池電流檢測。采用CPU通過查詢或中斷的方式結(jié)果鎖存器對鋰電池電流檢測結(jié)果進行查詢。有益效果本發(fā)明采用時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，提高了轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度，從而提高了鋰電池電流檢測速度；并且本發(fā)明的充放電可以采用一個轉(zhuǎn)換通道完成，大幅度降低了檢測電路復雜性。


圖1是背景技術(shù)中采用MCU的電池組充電保護及計量智能控制電路連接示意圖； 圖2是背景技術(shù)中所述的采用嵌入式模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的MCU電流檢測電路連接示意圖； 圖3是背景技術(shù)中所述的采用電流積分方式的MCU電流檢測電路連接示意圖；圖4是本發(fā)明的電路連接示意圖；圖5是具體實施方式
二所述的斜坡信號發(fā)生器的電路原理示意圖； 圖6是充電比較器的輸入信號連接原理示意圖；圖7是放電比較器的輸入信號連接原理示意圖；圖8是當Vu = Vin時，充電比較器輸出Vcom從O跳變到1的波形示意圖；圖9是當 Vd = Vin時，放電比較器輸出Vcom從O跳變到1的波形示意圖；圖10是具體實施方式
一中所述經(jīng)典的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結(jié)合圖1說明本具體實施方式
，基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路，它包括充電比較器4、放電比較器5、結(jié)果鎖存器10和時鐘電路11，它還包括電平移位電路2、斜坡信號發(fā)生器3、偏置及參考基準單元6、充/放電標志判決電路7、與門8和時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9 ；電平移位電路2的正/負電壓輸入端與敏感電阻1的非接地端連接；所述電平移位電路2的電平移位后電壓信號輸出端同時與充電比較器4的電平移位后電壓信號輸入端和放電比較器5的電平移位后電壓信號輸入端連接；偏置及參考基準單元6的一號參考基準電壓輸出端與斜坡信號發(fā)生器3的參考基準電壓輸入端連接；偏置及參考基準單元6的二號參考基準電壓輸出端與電平移位電路2的參考基準電壓輸入端連接；偏置及參考基準單元6的三號參考基準電壓輸出端同時與充電比較器4的參考基準電壓輸入端和放電比較器5的參考基準電壓輸入端連接；斜坡信號發(fā)生器3的正/負斜坡信號輸出端同時與充電比較器4的正斜坡信號輸入端和放電比較器5的負斜坡信號輸入端連接；充電比較器4的充電比較結(jié)果輸出端同時與充/放電標志判決電路7的充電比較結(jié)果輸入端和與門8的一個輸入端連接；放電比較器5的放電比較結(jié)果輸出端與充/放電標志判決電路7的放電比較結(jié)果輸入端和與門8的另一個輸入端連接；充/放電標志判決電路 7的判決結(jié)果輸出端與結(jié)果鎖存器10的判決結(jié)果輸入端連接；與門8的與結(jié)果輸出端與時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器9的與結(jié)果輸入端連接；所述時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器9的轉(zhuǎn)換信號輸出端與結(jié)果鎖存器10的轉(zhuǎn)換信號輸入端連接；時鐘電路11的一號時鐘信號輸出端CK_同時與斜坡信號發(fā)生器3的一號時鐘信號輸入端、時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器9的時鐘信號輸入端；時鐘電路11的二號時鐘信號輸出端CK與斜坡信號發(fā)生器3的二號時鐘信號輸入端連接；時鐘電路11的三號時鐘信號輸出端與結(jié)果鎖存器10的時鐘信號輸入端連接。工作原理假設(shè)流過敏感電阻1的電池正負方向電流被轉(zhuǎn)換為正或負電壓，通過電平移位電路2變?yōu)閂down到Vtop之間的電壓信號。該電壓信號同時被送入充電比較器 4的負輸入端與放電比較器5的正輸入端。根據(jù)所假設(shè)的信號范圍，充電比較器的正輸入端設(shè)置為Vref到Vtop之間的上升斜坡信號Vu ；放電比較器的負輸入設(shè)置為Vref到Vdown 之間的下降斜坡信號Vd。由于電容Cl和C2的初始電壓為Vref，故敏感電阻1上的正、負電流所轉(zhuǎn)換成的電壓信號只能在充或者放電比較器兩者之一產(chǎn)生脈寬信號Vcom，另一個為一恒定高電平；因此充放電標志判決電路7可以據(jù)此得到充放電標志。與門8將兩個比較器結(jié)果合并送入時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9，其上升沿作為所測時間間隔的停止時刻，而CK_上升沿是時間轉(zhuǎn)換的開始時刻，其波形圖如圖8和圖9所示。時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9所得數(shù)字碼與充放電標志一起存入結(jié)果鎖存器10。在時鐘11控制下，最后被CPU12取走。
具體實施方式
二、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路的區(qū)別在于，斜坡信號發(fā)生器3包括運算放大器A、一號PMOS管M0、 電阻R、緩沖器B、二號PMOS管Ml、三號PMOS管M2、四號PMOS管M3、一號NMOS管M4、二號 NMOS管M5、一號開關(guān)K1、二號開關(guān)K2、三號開關(guān)K3、四號開關(guān)K4、電容Cl和C2 ；運算放大器 A的負向輸入端是斜坡信號發(fā)生器3的參考基準電壓輸入端，運算放大器A的輸出端與一號 PMOS管MO的柵極連接；所述一號PMOS管MO的源極同時與運算放大器A的正向輸入端、緩沖器B的輸入端和電阻R的一端連接；電阻R的另一端與電源地連接；緩沖器B的輸出端同時與一號開關(guān)Kl的一個靜端和二號開關(guān)K2的一個靜端連接；一號開關(guān)Kl的另一個靜端同時與電容Cl的一端和三號開關(guān)K3的一個靜端連接；三號開關(guān)K3的另一個靜端與二號NMOS 管M5的漏極連接；二號NMOS管M5的柵極同時與一號NMOS管M4的柵極、三號PMOS管M2 的源極、一號NMOS管M4的漏極連接；一號匪OS管M4的源極同時與電源地和二號NMOS管 M5的源極連接；電容Cl的另一端與電源地連接；二號開關(guān)K2的另一個靜端同時與電容C2 的一端、四號開關(guān)K4的一個靜端連接；電容C2的另一端接電源地；一號PMOS管MO的漏極同時與二號PMOS管Ml的源極、二號PMOS管Ml的柵極、三號PMOS管M2的柵極、四號PMOS 管M3的柵極連接；二號PMOS管Ml的漏極同時與電源地、三號PMOS管M2的漏極、四號PMOS 管M3的漏極連接；四號PMOS管M3的源極與四號開關(guān)K4的另一個靜端連接；時鐘電路11 的一號時鐘信號輸出端CK_同時與一號開關(guān)Kl的動端和二號開關(guān)K2的動端連接；時鐘電路11的二號時鐘信號輸出端CK同時與三號開關(guān)K3的動端和四號開關(guān)K4的動端連接。工作原理斜坡信號發(fā)生器原理如圖5所示，偏置及參考基準單元6產(chǎn)生的基準電壓Vref通過運算放大器A、PMOS管M0、電阻R形成的負反饋結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生穩(wěn)定的電流I。該電流大小由電阻R來確定，其表達式如式(1)
,Vref/ = 7⑴PMOS管Ml，M2，M3構(gòu)成一組電流鏡，匪OS管M4，M5也構(gòu)成一組電流鏡。它們所鏡像的電流與I成比例關(guān)系，M3通過開關(guān)連接電容C2為恒定電流的充電電流源；M5通過開
7關(guān)連接Cl為恒定電流的放電電流源。Vref電壓通過緩沖器(buffer)在開關(guān)的控制下分別與大小為C的電容C1、C2相連。開關(guān)分別由時鐘11產(chǎn)生的兩相不交疊時鐘CK和0(_控制。如圖8、圖9所示，當CK為高時，電容Cl和C2分別被置為初始電壓Vref ；當CK_為高時，電容Cl和C2分別被放/充電至最終電壓Vdown和Vtop。如圖8和圖9所示，Cl上的電壓值Vd和C2上的電壓值Vu分別表現(xiàn)為下降斜坡電壓信號(由Vref變化到Vdown)和上升斜坡電壓信號(由Vref變化到Vtop)。另外，因為實際電路中電流鏡支路電壓過大或者過小時會使MOS晶體管脫離飽和區(qū)從而使鏡像的電流大小不再是恒定，所以參數(shù)設(shè)計時信號范圍上限Vtop應(yīng)該小于M3脫離飽和區(qū)的上限電壓Vts ；同理，信號范圍下限Vdown應(yīng)該大于M5脫離飽和區(qū)的下限電壓Vds。恒流源對電容充放電的關(guān)系式如表達式(2)所示， 因為充/放電流I與電容大小C恒定，因此可知電容上電壓變化大小Δ V與時間成固定斜率的關(guān)系。
權(quán)利要求
1.基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路，它包括充電比較器G)、放電比較器 (5)、結(jié)果鎖存器(10)和時鐘電路(11)，其特征是它還包括電平移位電路O)、斜坡信號發(fā)生器(3)、偏置及參考基準單元(6)、充/放電標志判決電路(7)、與門(8)和時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(9)；電平移位電路(2)的正/負電壓輸入端與敏感電阻(1)的非接地端連接；所述電平移位電路( 的電平移位后電壓信號輸出端同時與充電比較器(4)的電平移位后電壓信號輸入端和放電比較器(5)的電平移位后電壓信號輸入端連接；偏置及參考基準單元(6) 的一號參考基準電壓輸出端與斜坡信號發(fā)生器(3)的參考基準電壓輸入端連接；偏置及參考基準單元(6)的二號參考基準電壓輸出端與電平移位電路O)的參考基準電壓輸入端連接；偏置及參考基準單元(6)的三號參考基準電壓輸出端同時與充電比較器(4)的參考基準電壓輸入端和放電比較器(5)的參考基準電壓輸入端連接；斜坡信號發(fā)生器(3)的正 /負斜坡信號輸出端同時與充電比較器⑷的正斜坡信號輸入端和放電比較器(5)的負斜坡信號輸入端連接；充電比較器⑷的充電比較結(jié)果輸出端同時與充/放電標志判決電路 (7)的充電比較結(jié)果輸入端和與門⑶的一個輸入端連接；放電比較器(5)的放電比較結(jié)果輸出端與充/放電標志判決電路⑵的放電比較結(jié)果輸入端和與門⑶的另一個輸入端連接；充/放電標志判決電路(7)的判決結(jié)果輸出端與結(jié)果鎖存器(10)的判決結(jié)果輸入端連接；與門(8)的與結(jié)果輸出端與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(9)的與結(jié)果輸入端連接；所述時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(9)的轉(zhuǎn)換信號輸出端與結(jié)果鎖存器(10)的轉(zhuǎn)換信號輸入端連接；時鐘電路 (11)的一號時鐘信號輸出端0(_同時與斜坡信號發(fā)生器(3)的一號時鐘信號輸入端、時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(9)的時鐘信號輸入端；時鐘電路(11)的二號時鐘信號輸出端CK與斜坡信號發(fā)生器⑶的二號時鐘信號輸入端連接；時鐘電路(11)的三號時鐘信號輸出端與結(jié)果鎖存器(10)的時鐘信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路，其特征在于斜坡信號發(fā)生器( 包括運算放大器(A)、一號PMOS管(MO)、電阻R、緩沖器(B)、二號PMOS 管(Ml)、三號 PMOS 管(M2)、四號 PMOS 管(M3)、一號匪OS 管(M4)、二號匪OS 管(M5)、、一號開關(guān)(Kl)、二號開關(guān)(K2)、三號開關(guān)(K3)、四號開關(guān)(K4)、電容Cl和C2 ；運算放大器(A) 的負向輸入端是斜坡信號發(fā)生器(3)的參考基準電壓輸入端，運算放大器(A)的輸出端與一號PMOS管(MO)的柵極連接；所述一號PMOS管(MO)的源極同時與運算放大器㈧的正向輸入端、緩沖器(B)的輸入端和電阻R的一端連接；電阻R的另一端與電源地連接；緩沖器(B)的輸出端同時與一號開關(guān)(Kl)的一個靜端和二號開關(guān)(K2)的一個靜端連接；一號開關(guān)(Kl)的另一個靜端同時與電容Cl的一端和三號開關(guān)(K3)的一個靜端連接；三號開關(guān) (K3)的另一個靜端與二號NMOS管(M5)的漏極連接；二號NMOS管(M5)的柵極同時與一號 NMOS管(M4)的柵極、三號PMOS管(M2)的源極、一號NMOS管(M4)的漏極連接；一號NMOS 管(M4)的源極同時與電源地和二號NMOS管(M5)的源極連接；電容Cl的另一端與電源地連接；二號開關(guān)(K2)的另一個靜端同時與電容C2的一端、四號開關(guān)(K4)的一個靜端連接； 電容C2的另一端接電源地；一號PMOS管(MO)的漏極同時與二號PMOS管(Ml)的源極、二號 PMOS管(Ml)的柵極、三號PMOS管(M2)的柵極、四號PMOS管(M3)的柵極連接；二號PMOS 管(Ml)的漏極同時與電源地、三號PMOS管(M2)的漏極、四號PMOS管(M3)的漏極連接；四號PMOS管(M3)的源極與四號開關(guān)(K4)的另一個靜端連接；時鐘電路(11)的一號時鐘信號輸出端0(_同時與一號開關(guān)(Kl)的動端和二號開關(guān)(K2)的動端連接；時鐘電路(11)的二號時鐘信號輸出端CK同時與三號開關(guān)(K3)的動端和四號開關(guān)(K4)的動端連接。
3.基于權(quán)利要求1的基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測方法，其特征是它的方法為充放電電流經(jīng)過敏感電阻(1)轉(zhuǎn)換為正/負電壓；電平移位電路( 根據(jù)偏置及參考基準單元(6)提供的參考基準電壓將該正/負電壓進行電平移位；同時，斜坡信號發(fā)生器 (3)也在偏置及參考基準單元(6)提供的參考基準電壓上產(chǎn)生正/負的斜坡信號；充電比較器(4)將電平移位后的電壓信號與正斜坡信號進行比較，輸出一路比較結(jié)果給與門(8)； 放電比較器( 將電平移位后的電壓信號與負斜坡信號進行比較，輸出一路比較結(jié)果給與門(8)；與門(8)根據(jù)兩路輸入信號獲得一路結(jié)果信號，并將該路結(jié)果信號發(fā)送給時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(9)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，充放電標志判決電路(7)根據(jù)兩路比較結(jié)果生成充放電標志，并存入結(jié)果鎖存器(10)，實現(xiàn)鋰電池電流檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測方法，其特征在于采用CPU(U)通過查詢或中斷的方式，在結(jié)果鎖存器(10)對鋰電池電流檢測結(jié)果進行查詢。
全文摘要
基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的鋰電池電流檢測電路及檢測方法，涉及鋰電池電流檢測電路及檢測方法。它解決了現(xiàn)有鋰電池電流檢測電路的檢測速度低、檢測電路復雜的問題，本發(fā)明基于TDC的電流檢測電路中的斜坡信號發(fā)生器的輸出和敏感電阻兩端的電壓連接到充放電比較器的輸入，充放電比較器的輸出連接TDC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號存入結(jié)果寄存器中，還連接到充放電標志判決電路形成充放電標志，保存到結(jié)果寄存器中，兩部分結(jié)果交給MCU中的中央處理單元進行分析及電池的控制。本發(fā)明采用時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，提高了轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度，從而提高了鋰電池電流檢測速度；并且本發(fā)明的充放電可以采用一個轉(zhuǎn)換通道完成，大幅度降低了檢測電路復雜性。本發(fā)明適用于鋰電池電流檢測。
文檔編號G01R19/257GK102393486SQ20111033781
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者喻明艷, 宗士新, 王永生, 羅敏 申請人:哈爾濱工業(yè)大學