CN111048858A - 一种多功能电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能电压检测电路，所述比较电路输入端并联有电阻R1和电阻R2、电阻Rpch、开关SWpch的串联支路，所述电阻R1与电阻R2的公共点与控制器第一信号输入端相连接，比较电路另一输入端与工作电源Vdd相连接，比较电路输出端与控制器第二信号输入端相连接。本发明提供的一种多功能电压检测电路，电路结构合理，可以快速检测电池接头是否短路，自动判断短路是否消失并释放短路保护，并可以实现对负载预充电的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能电压检测电路，属于电池组控制电路技术领域。
背景技术
蓄电池通常以串联形式广泛使用于动力、通信等领域中，串联状态下的蓄电池组在充电和放电时，需要对蓄电池工作状态进行检测，用于保证蓄电池的容量、安全性、健康状态与续航能力，将采集的电池信息实时反馈给控制器，可实现对蓄电池的智能控制。
目前，蓄电池组在使用时，容易出现蓄电池组接头短路现象，如何实现短路保护以及短路的消失，判断和自动释放，预充电功能的自动切换是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多功能电压检测电路。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种多功能电压检测电路，包括：比较电路，所述比较电路输入端并联有电阻R1和电阻R2、电阻Rpch、开关SWpch的串联支路，所述电阻R1与电阻R2的连接公共点与控制器第一信号输入端相连接，比较电路另一输入端与工作电源Vdd相连接，比较电路输出端与控制器第二信号输入端相连接。
作为优选方案，还包括开关SWmain，所述开关SWmain与电阻Rpch、开关SWpch相并联。
作为优选方案，还包括钳位二极管，所述比较电路输入端与阻R2另一端之间并联有钳位二极管。
作为优选方案，还包括滤波器，所述电阻R1与电阻R2的公共点与控制器第一信号输入端之间串联有滤波器。
作为优选方案，所述比较电路采用高速比较器。
作为优选方案，所述比较电路采用MOS管。
作为优选方案，所述滤波器采用RCL网络或者有源滤波器。
有益效果：本发明提供的一种多功能电压检测电路，本电路结构合理，可以快速检测电池接头是否短路，自动判断短路是否消失并释放短路保护，并可以实现对负载预充电的功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种多功能电压检测电路，包括：MOS管Q1, MOS管Q1漏极接电阻RL后与工作电源Vdd相连接，MOS管Q1栅极并联有电阻R1、电阻R2，电阻R2另一端串联有开关SWmain，开关SWmain与电阻Rpch、开关SWpch的串联支路相并联；所述电阻R1与电阻R2的公共点与控制器第一信号输入端相连接，电阻RL的输出端与控制器第二信号输入端相连接。
还包括钳位二极管，所述MOS管Q1栅极与电阻R2另一端并联有钳位二极管。
还包括滤波器，所述电阻R1与电阻R2的公共点与控制器第一信号输入端之间串联有滤波器。
所述开关SWmain采用信号控制开关。
所述开关SWpch采用信号控制开关。
所述滤波器采用RCL网络或者有源滤波器。
一种多功能电压检测电路，包括：比较器，比较器第一输入端与工作电源Vdd相连接，第二输入端并联有电阻R1、电阻R2，电阻R2另一端串联有开关SWmain，开关SWmain与电阻Rpch、开关SWpch的串联支路相并联；所述电阻R1与电阻R2的公共点与控制器第一信号输入端相连接，比较器的输出端与控制器第二信号输入端相连接。
实施例：
使用时，接头负极与电池负极相连接，接头正极与电池正极相连接，接头负极和电源负极之间与钳位位二极管另一端相连接，与SWmain相串联。接头负极和电源负极之间连接的分压电阻R1、R2, 用于分压后触发短路保护事件，Q1和上拉电阻RL组成一个比较器，当栅极电压大于MOS管的阈值电压时，Q1导通，产生短路触发信号SC_Trig为低电平发送给控制器的第二信号输入端。
用于分压后经过一个滤波器，滤波器可以是RCL网络或者有源滤波器到达控制器的第一信号输入端，由ADC来检测A点电压，即检测接头负极的电压。
D1 是钳位位二极管，使得A点电压不要超过工作电源Vdd。
MOS管Q1和电阻RL组成的比较电路也可以用高速比较器替代，A点电压和一个参考电压比较，比较器输出一个SC_Trig 的信号给控制器的第二信号输入端。
在电池系统给负载上电时，控制器忽略短路保护事件，支持给负载预充电过程，相应的需要设定一个预充电结束的判断电压Vpch_Th, 当A点电压低于Vpch_Th，表示预充电正常结束。
Vdd 是检测电路和控制器的工作电源，Rpch 和开关SWpch组成预充电电路，SWmain是动力线主开关起保护开关作用，当检测电路在极端情况下，切断电池和外部的连接。
预充电开始动作时，控制器(controller)先屏蔽短路保护的功能，忽略SC_Trig的信号，开关SWpch闭合, 电池给外部负载电容充电，开始时接头负极的电压很高，接近接头正极, 随着外部电容的充电，接头负极电压逐渐降低，分压电阻R1、R2的分压节点A电压逐步降低，控制器ADC实时检测节点A的电压，当电压低于某个阈值Vpch_Th（事先设定），控制器可以判断负载预充电结束。
D1是钳位二极管，保护Q1的栅极和后续的系统电路，控制器ADC等不被高压打坏，滤波器可以进一步滤除高压和一些噪声。
当负载预充电结束，电池系统进入正常工作状态时，该模块具有短路保护的功能，控制器不做任何预充电判断，实时判断SC_Trig 信号是否触发短路保护的信号，当短路保护发生时，SWmain断开，开关SWpch闭合向负载注入电流，同时控制器检测A点电压，当电压低于某个设定的阈值Vsc_Release 时，短路保护解除。
电池系统正常时，接头负极电压低，Q1截止，电阻RL上拉，SC_Trig输出高电平。
当电池系统短路时，接头负极和接头正极粘连，接头负极电压高，其分压节点的电压A的电压也高， Q1闭合, SC_trig输出低电平，触发控制器的短路保护。
当短路保护发生时，开关Swmain是断开状态，无法预知短路是否接触，这个时候，控制使得开关SWpch闭合，向外部负载注入电流，同时控制器ADC检测A点电压（就是检测接头负极电压）并且和一个阈值相比较（预先设定），电压高，表示短路没有解除，电压低，说明短路已经解除了。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多功能电压检测电路，包括：比较电路，其特征在于：所述比较电路输入端并联有电阻R1和电阻R2、电阻Rpch、开关SWpch的串联支路，所述电阻R1与电阻R2的连接公共点与控制器第一信号输入端相连接，比较电路另一输入端与工作电源Vdd相连接，比较电路输出端与控制器第二信号输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能电压检测电路，其特征在于：还包括开关SWmain，所述开关SWmain与电阻Rpch、开关SWpch相并联。
3.根据权利要求1所述的一种多功能电压检测电路，其特征在于：还包括钳位二极管，所述比较电路输入端与阻R2另一端之间并联有钳位二极管。
4.根据权利要求1所述的一种多功能电压检测电路，其特征在于：还包括滤波器，所述电阻R1与电阻R2的公共点与控制器第一信号输入端之间串联有滤波器。
5.根据权利要求1所述的一种多功能电压检测电路，其特征在于：所述比较电路采用高速比较器。
6.根据权利要求1所述的一种多功能电压检测电路，其特征在于：所述比较电路采用MOS管。
7.根据权利要求4所述的一种多功能电压检测电路，其特征在于：所述滤波器采用RCL网络或者有源滤波器。
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Cited By (2)
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