本實用新型涉及一種多通道差分電壓采集電路。

背景技術(shù)：
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隨著低碳經(jīng)濟成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主旋律，電動汽車作為新能源戰(zhàn)略和智能電網(wǎng)的重要組成部分，必將成為今后中國汽車工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。目前，運用在低速電動汽車中的鋰電池電量監(jiān)控單元，基本上都使用簡單的電阻分壓來采集單塊電池的電壓，然后再累加計算出總電量，這種檢測電池電量的電路分立元件比較多，待機功率損耗比較大，電路中的失效點較多，電壓采集精度也因分立元件過多易受環(huán)境影響，造成電量采集精度較低，在對鋰電池進行充電的過程中容易造成對鋰電池的失控，影響鋰電池的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本實用新型提供了一種多通道差分電壓采集電路，該結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、新穎，采用四選一模擬開關(guān)進行多通道切換逐一測量單個電池電壓，然后在通過運算計算出鋰電池的總電量，該電路的結(jié)構(gòu)簡單，電路中的分立元件少，電路的失效點少，電路的采集精度不易受環(huán)境的影響，采集精度高，避免了充電過程中對鋰電池的失控，避免了充電過多對鋰電池的損壞，有效延長了鋰電池的使用壽命，在待機過程中能夠通過引腳控制關(guān)閉電路，避免待機損耗電池的電量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種多通道差分電壓采集電路，包括用于采集電壓的單片機，還包括連接單片機的帶地址選擇的多通道電路、低功耗控制開關(guān)電路和運算放大電路，帶地址選擇的多通道電路的輸出端連接低功耗控制開關(guān)電路的輸入端，低功耗控制開關(guān)電路的輸出端連接運算放大電路的輸入端，運算放大電路的輸出端與單片機的AD輸入引腳相連。

所述帶地址選擇的多通道電路包括一芯片IC3，芯片IC3的型號為CD4052，芯片IC3的VCC引腳連接一接地的電容C29和一連接最高節(jié)電池的電阻R160；芯片IC3的X0引腳、X1引腳、X2引腳和X3引腳依次分別連接第一節(jié)電池的正極A1PT、第二節(jié)電池的正極A2PT、第三節(jié)電池的正極A3PT、第四節(jié)電池的正極 A4PT，芯片IC3的Y0引腳、Y1引腳、Y2引腳和Y3引腳依次分別連接第一節(jié)電池的負(fù)極A1N、第二節(jié)電池的負(fù)極A1PT、第三節(jié)電池的負(fù)極A2PT、第四節(jié)電池的負(fù)極A3PT；芯片IC3的地址選擇引腳A連接一電阻R76、一雙TVS二極管D18 和一接地的二極管，電阻R76的另一端連接芯片IC3的VCC引腳，雙TVS二極管D18的另一端連接一電阻R71后與單片機的控制引腳ADD2T相連，芯片IC3 的地址選擇引腳B連接一電阻R75、一雙TVS二極管D19和一接地的二極管，電阻R75的另一端連接芯片IC3的VCC引腳，雙TVS二極管D19的另一端連接一電阻R71后與單片機的控制引腳ADD1T相連；芯片的輸出引腳X連接電阻R57 后連接低功耗控制開關(guān)電路的一輸入端，芯片的輸出引腳Y連接電阻R56后連接低功耗控制開關(guān)電路的另一輸入端，芯片IC3的INH引腳、VEE引腳和CND引腳均接地。

所述低功耗控制開關(guān)電路包括一場效應(yīng)管M14和一場效應(yīng)管M13，場效應(yīng)管 M14的漏極為連接電阻R57的輸入端，場效應(yīng)管M13的漏極為連接電阻R56的輸入端，場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管M13的柵極均連接單片機的控制引腳CONTROL, 場效應(yīng)管M14的源極連接運算放大電路的正輸入端，場效應(yīng)管M13的源極連接運算放大電路的負(fù)輸入端，場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管M13的源極之間連接有一電容C62，場效應(yīng)管M14的源極連接一接地的電阻R58。

所述運算放大電路包括一運算放大器，運算放大器的型號為IC5B，在運算放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間連接有一電阻R54，電阻R54兩端并聯(lián)有一電容 C19，運算放大器的電源引腳VEE連接一接地的電容C20和一場效應(yīng)管M17的漏極，場效應(yīng)管M17的源極連接系統(tǒng)電源VCC，場效應(yīng)管M17的柵極連接單片機的控制引腳VCON，在場效應(yīng)管M17的源極和柵極之間連接有一電阻R52，運算放大器的輸出端連接一電阻R53后與單片機的AD輸入引腳相連，單片機的AD輸入引腳連接一接地的穩(wěn)壓管D13，在穩(wěn)壓管D13的兩端并聯(lián)有一電阻R40。

本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、新穎，采用四選一模擬開關(guān)進行多通道切換逐一測量單個電池電壓，然后在通過運算計算出鋰電池的總電量，該電路的結(jié)構(gòu)簡單，電路中的分立元件少，電路的失效點少，電路的采集精度不易受環(huán)境的影響，采集精度高，避免了充電過程中對鋰電池的失控，避免了充電過多對鋰電池的損壞，有效延長了鋰電池的使用壽命，在待機過程中能夠通過引腳控制關(guān)閉電路，避免待機損耗電池的電量，節(jié)省能源，差分后使用運算放大器進行采集電壓，精度高，零漂移，降低了故障率，適于廣泛推廣應(yīng)用。

附圖說明：

圖1為本實用新型電路原理示意圖。

具體實施方式：

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本實用新型進行詳細闡述。

如圖1中所示，一種多通道差分電壓采集電路，包括用于采集電壓的單片機，還包括連接單片機的帶地址選擇的多通道電路、低功耗控制開關(guān)電路和運算放大電路，帶地址選擇的多通道電路的輸出端連接低功耗控制開關(guān)電路的輸入端，低功耗控制開關(guān)電路的輸出端連接運算放大電路的輸入端，運算放大電路的輸出端與單片機的AD輸入引腳相連。

所述帶地址選擇的多通道電路包括一芯片IC3，芯片IC3的型號為CD4052，芯片IC3的VCC引腳連接一接地的電容C29和一連接最高節(jié)電池的電阻R160；芯片IC3的X0引腳、X1引腳、X2引腳和X3引腳依次分別連接第一節(jié)電池的正極A1PT、第二節(jié)電池的正極A2PT、第三節(jié)電池的正極A3PT、第四節(jié)電池的正極 A4PT，芯片IC3的Y0引腳、Y1引腳、Y2引腳和Y3引腳依次分別連接第一節(jié)電池的負(fù)極A1N、第二節(jié)電池的負(fù)極A1PT、第三節(jié)電池的負(fù)極A2PT、第四節(jié)電池的負(fù)極A3PT；芯片IC3的地址選擇引腳A連接一電阻R76、一雙TVS二極管D18 和一接地的二極管，電阻R76的另一端連接芯片IC3的VCC引腳，雙TVS二極管D18的另一端連接一電阻R71后與單片機的控制引腳ADD2T相連，芯片IC3 的地址選擇引腳B連接一電阻R75、一雙TVS二極管D19和一接地的二極管，電阻R75的另一端連接芯片IC3的VCC引腳，雙TVS二極管D19的另一端連接一電阻R71后與單片機的控制引腳ADD1T相連；芯片的輸出引腳X連接電阻R57 后連接低功耗控制開關(guān)電路的一輸入端，芯片的輸出引腳Y連接電阻R56后連接低功耗控制開關(guān)電路的另一輸入端，芯片IC3的INH引腳、VEE引腳和CND引腳均接地。

所述低功耗控制開關(guān)電路包括一場效應(yīng)管M14和一場效應(yīng)管M13，場效應(yīng)管 M14的漏極為連接電阻R57的輸入端，場效應(yīng)管M13的漏極為連接電阻R56的輸入端，場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管M13的柵極均連接單片機的控制引腳CONTROL, 場效應(yīng)管M14的源極連接運算放大電路的正輸入端，場效應(yīng)管M13的源極連接運算放大電路的負(fù)輸入端，場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管M13的源極之間連接有一電容C62，場效應(yīng)管M14的源極連接一接地的電阻R58。

所述運算放大電路包括一運算放大器，運算放大器的型號為IC5B，在運算放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間連接有一電阻R54，電阻R54兩端并聯(lián)有一電容 C19，運算放大器的電源引腳VEE連接一接地的電容C20和一場效應(yīng)管M17的漏極，場效應(yīng)管M17的源極連接系統(tǒng)電源VCC，場效應(yīng)管M17的柵極連接單片機的控制引腳VCON，在場效應(yīng)管M17的源極和柵極之間連接有一電阻R52，運算放大器的輸出端連接一電阻R53后與單片機的AD輸入引腳相連，單片機的AD輸入引腳連接一接地的穩(wěn)壓管D13，在穩(wěn)壓管D13的兩端并聯(lián)有一電阻R40。

采用本實用新型的多通道差分電壓采集電路，在使用時，通過控制單片機的控制引腳ADD1T和控制引腳ADD2T，來控制芯片IC3的地址選擇引腳A和地址選擇引腳B進行逐一地址選擇，當(dāng)控制引腳ADD1T和控制引腳ADD2T均輸出低電平時，地址選擇引腳A和地址選擇引腳B接受的到的信號為(0，0)，那么此時芯片IC3的輸出就為(X0,Y0),測量的電壓為第一節(jié)電池的電壓；地址選擇引腳A和地址選擇引腳B接受的到的信號為(0，1)，那么此時芯片IC3的輸出就為(X1,Y1),測量的電壓為第二節(jié)電池的電壓；依次類推，地址選擇引腳A和地址選擇引腳B接受的到的信號為(1，0)時，芯片IC3的輸出就為(X2,Y2),測量的電壓為第三節(jié)電池的電壓，地址選擇引腳A和地址選擇引腳B接受的到的信號為(1，1)時，芯片IC3的輸出就為(X3,Y3),測量的電壓為第四節(jié)電池的電壓，每次測量芯片IC3輸出的X,Y后，單片機的控制引腳CONTROL輸出高電平，場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管M13導(dǎo)通，這樣X,Y數(shù)值導(dǎo)通到運算放大器的輸入上，經(jīng)運算放大器的差分計算和減法放大運算后，便可以逐一得出每個通道測量的單節(jié)電池的電壓，每次測量的單節(jié)電池的電壓便通過單片機的AD輸入引腳輸入的單片機中，在單片機中進行累計運算等。其中，運算放大器由場效應(yīng)管M17控制通斷電，場效應(yīng)管M17的柵極有單片機引腳VCON控制，采集電壓時打開場效應(yīng)管M17，不采集電壓時關(guān)閉場效應(yīng)管M17，場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管 M13的柵極由單片機的控制引腳CONTROL，同樣采集電壓時打開場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管M13，不采集電壓時關(guān)閉場效應(yīng)管M14和場效應(yīng)管M13，這樣待機時電路可以不通電，便節(jié)省了電路的通電損耗，起到了良好的節(jié)能作用。

上述具體實施方式不能作為對本實用新型保護范圍的限制，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對本實用新型實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

本實用新型未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。