可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路

    技术2026-05-08  18


    本发明属于电路,具体涉及一种可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路。


    背景技术:

    1、模拟系统(如电池管理系统)中,经常需要既监测电压又监测电流。目前已经存在一些相关的监测电路,然而,已有的监测电路需要两个adc,功耗大,集成度低;并且,已有的电流感测放大模块(current sense amplifier,csa)只能监测充电电流或只能监测放电电流,要想监测双向电流需要用到两个csa,进一步又降低了集成度,增加了功耗。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术中所存在的上述问题,本发明提供了一种可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路。

    2、本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:

    3、本发明提供一种可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,包括:

    4、电流转换滤波模块、电流感测放大模块、多路复用模块和模数转换模块;

    5、所述电流转换滤波模块,用于与待测电路连接,将所述待测电路的双极性电流信号转换为双极性的电压信号,并对所述双极性的电压信号进行滤波,得到滤波后的双极性电压信号;

    6、所述电流感测放大模块,与所述电流转换滤波模块连接,用于将所述滤波后的双极性电压信号处理为单极性的电压信号;

    7、所述多路复用模块,第一通道与所述电流感测放大模块的输出端连接,第二通道接地,第三至第m通道用于与所述待测电路的m-2个不同的电压输出端一一连接;所述多路复用模块,用于选通所述第一通道与所述第二通道,或用于选通所述第三至所述第m通道中的两个相邻通道;m为大于3的正整数;

    8、所述模数转换模块,与所述多路复用模块的输出端连接,用于对所述多路复用模块选通的两个通道输出的电压信号之间的电压差进行量化,输出量化结果。

    9、与现有技术相比,本发明的有益效果:

    10、本发明提供的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,包括:电流转换滤波模块、电流感测放大模块、多路复用模块和模数转换模块本发明可与多路电压监测电路兼容;相比于已有的相关监测电路,仅用一个模数转换模块(即adc)和一个电流感测放大模块(即csa)便可实现多路电压和单路双向电流的监测,相比于已有的相关监测电路,少用一个adc和一个csa,因而,功耗低,集成度高,成本低。

    11、以下将结合附图及具体实施方式对本发明做进一步详细说明。



    技术特征:

    1.一种可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述电流感测放大模块包括:多路参考电平产生电路、功能配置电路、第一级放大电路、缓冲级电路和第二级放大电路;

    3.根据权利要求2所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述第二级放大电路中包括放大器,当所述第二级放大电路中的放大器为斩波运算放大器时,所述电流感测放大模块还包括:第一时序逻辑电路;所述第一时序逻辑电路的斩波信号输出端,与所述斩波运算放大器连接,用于为所述斩波运算放大器提供一对斩波信号。

    4.根据权利要求3所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述第一时序逻辑电路还具有时钟分频信号osc_oct输出端,所述第一级放大电路和所述缓冲级电路中均包括开关,当所述第一级放大电路和所述缓冲级电路中的开关均具有控制端时,所述电流感测放大模块还包括:第二时序逻辑电路;所述第二时序逻辑电路与所述时钟分频信号osc_oct输出端、所述第一级放大电路和所述缓冲级电路分别连接,用于分别为所述第一级放大电路和所述缓冲级电路中的开关提供时序控制信号。

    5.根据权利要求2所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述多路参考电平产生电路,包括:运算放大器amp4、电阻r1、电阻r2和电阻r3;

    6.根据权利要求2所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述功能配置电路包括:或非门h1、或非门h2、与非门y1、与非门y2、非门f1、非门f2、非门f3、非门f4、非门f5、运算放大器amp5、多路选择器、开关s51、开关s52、开关s53、开关s54、开关s55、开关s56和开关s57;

    7.根据权利要求4所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述第一级放大电路包括:全差分开关电容放大电路、比较器cmp1和第一双倍采样开关;所述第一双倍采样开关包括:开关s11a、开关s12a、开关s12b和开关s11b;所述全差分开关电容放大电路中包括开关s21a、开关s21b、开关s22a、开关s22b、开关s23a和开关s23b;

    8.根据权利要求4所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述缓冲级电路包括:第二双倍采样开关、采样电容cs21、采样电容cs22、运算放大器amp2a、运算放大器amp2b;所述第二双倍采样开关包括:开关s31a、开关s32a、开关s32b和开关s31b;

    9.根据权利要求3所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述第二级放大电路包括:开关s41a、开关s41b、电阻r1a、电阻r1b、电阻r2a、电阻r2b、电阻rf1a、电阻rf1b、斩波运算放大器amp3、电阻r4和滤波器;

    10.根据权利要求4所述的可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,其特征在于,所述第二时序逻辑电路包括:第一逻辑单元和第二逻辑单元;


    技术总结
    本发明公开了一种可与多通道电压监测架构兼容的双向充放电电流放大电路,包括:电流转换滤波模块,用于将待测电路的双极性电流信号转换为双极性的电压信号,并对双极性的电压信号进行滤波,得到滤波后的双极性电压信号;电流感测放大模块,用于将滤波后的双极性电压信号处理为单极性的电压信号;多路复用模块,第一通道与电流感测放大模块的输出端连接,第二通道接地,第三至第m通道用于与待测电路的m‑2个不同的电压输出端一一连接;多路复用模块,用于选通第一通道与第二通道,或选通第三至第m通道中的两个相邻通道;模数转换模块,用于对选通的两个通道输出的电压信号间的电压差进行量化。本发明功耗低,集成度高,成本低。

    技术研发人员:朱光前,魏盛杰,励勇远,王海舟,过伟,钱利波,朱樟明
    受保护的技术使用者:西安电子科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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