一种电压采集电路、采集方法及电子设备与流程

本申请涉及电子领域，特别涉及一种电压采集电路、采集方法及电子设备。

背景技术：

随着各类电子装置的广泛应用，这些电子装置内部均包括相应的电源，这些电源通常采用由多节电芯组成的电芯组。

在电芯组的使用中，需要对电芯组的电量进行监控，以根据电芯组的电量情况在电芯组电量不足或者过充时发出提醒信息。而为了更加精确地监控电芯组的电量，一般会对每节电芯进行单独监控。

现有的电芯监控方式，通过并接采样电阻，使得通过检测该采样电阻的电压值来估算对应电芯的电压值。但是，因为电路形式的限制，采样电阻在电量采集过程中会消耗一定的电芯电量，且会导致电芯在电量采集时出现消耗不均的现象，长久会使得每节电芯的电量难以把控，影响对电芯组的电量管理效果。

技术实现要素：

本申请提供一种电压采集电路、采集方法及电子设备，可以避免在电量采集过程中出现耗电。

本申请提供一种电压采集电路，用于采集电芯组的待测电芯的电压值，所述待测电芯到所述电芯组的负极之间的电芯数量为至少两节，所述电压采集电路包括mos管、补偿电阻以及检测模块；其中，所述mos管至少包括第一mos管、第二mos管，所述补偿电阻至少包括第一补偿电阻、第二补偿电阻；

所述第一mos管与所述第二mos管串联于所述电芯组的正极与负极之间，所述第一mos管与所述第二mos管之间串联有所述第一补偿电阻、所述第二补偿电阻；其中，

所述第一mos管的漏极与所述电芯组的正极连接，所述第一mos管的栅极与所述电芯组中的待测电芯的正极连接，所述第一mos管的源极与所述第一补偿电阻的一端连接；

所述第二mos管的漏极与所述第二补偿电阻的一端连接，所述第二mos管的栅极与所述第二mos管的漏极连接，所述第二mos管的源极与所述电芯组的负极连接；

所述检测模块包括检测端，所述检测端连接至所述第一补偿电阻与所述第二补偿电阻之间用于获得检测电压值，所述检测模块根据所述检测电压值确定所述待测电芯与所述电芯组的负极之间的目标电压值。

在一实施例中，所述mos管的数量与所述补偿电阻的数量相同，且与所述电芯组中待测电芯到所述电芯组的负极之间的电芯数量相同。

在一实施例中，所述待测电芯到所述电芯组的负极之间的电芯数量为三节，所述mos管还包括第三mos管，所述补偿电阻还包括第三补偿电阻；

所述第三mos管的漏极与所述第一mos管的源极连接，所述第三mos管的栅极与所述第三mos管的漏极连接，所述第三mos管的源极与所述第一补偿电阻的一端连接；

所述第三补偿电阻串联于所述第一补偿电阻与所述第二补偿电阻之间；

所述检测模块的检测端连接至所述第二补偿电阻与所述第三补偿电阻之间。

在一实施例中，所述待测电芯到所述电芯组的负极之间的电芯数量为四节，所述mos管还包括第四mos管，所述补偿电阻还包括第四补偿电阻；

所述第四mos管的漏极与所述第三mos管的源极连接，所述第四mos管的栅极与所述第四mos管的漏极连接，所述第四mos管的源极与所述第一补偿电阻的一端连接；

所述第四补偿电阻串联于所述第三补偿电阻与所述第二补偿电阻之间；

所述检测模块的检测端连接至所述第二补偿电阻与所述第四补偿电阻之间。

在一实施例中，所述mos管的栅极与源极之间的开启电压值相同。

在一实施例中，所述补偿电阻的阻值相同。

本申请还提供一种电压采集方法，应用于如上任意一项所述的电压采集电路，所述方法包括：

通过检测模块的检测端获取检测电压值；

根据所述检测电压值获得第一mos管的源极电压值；

将所述第一mos管的源极电压值作为待测电芯与电芯组的负极之间的目标电压值。

在一实施例中，若所述mos管的数量为n，所述检测电压值为m，则所述待测电芯的电压值vb＝n*m。

本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括多节电芯组成的电芯组以及与所述电芯组连接的电压采集电路，其中：

所述电芯组包括多个待测电芯，每一待测电芯均与所述电压采集电路连接，所述电压采集电路为如上所述的电压采集电路。

由上可知，本申请中的电压采集电路、采集方法及电子设备，通过mos管与补偿电阻的配合，将待测电芯的电压加到mos管的栅极，从而把待测电芯的电压采集转为对mos管的源极电压采集，进而可以在避免使待测电芯耗电的前提下，较为精确地采集待测电芯的电压值。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电压采集电路的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的电压采集电路的另一结构示意图。

图3为本申请实施例提供的电压采集电路的再一结构示意图。

图4为本申请实施例提供的电压采集方法的实现流程图。

图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的电压采集电路的结构。

如图1所示，该电压采集电路，用于采集电芯组的待测电芯的电压值，该待测电芯到电芯组的负极之间的电芯数量为两节，该电压采集电路包括mos管、补偿电阻以及检测模块。

该电芯组共包括三节电芯，其待测电芯为第二节电芯b2。

其中，mos管包括第一mos管q1、第二mos管q2，该补偿电阻至少包括第一补偿电阻r1、第二补偿电阻r2。具体的，该mos管可以是npn型mos管，该mos管以及补偿电阻的具体规格、型号可以根据电路设计需要进行采用。

具体的，该第一mos管q1与第二mos管q2串联于电芯组的正极与负极之间，第一mos管q1与第二mos管q2之间串联有第一补偿电阻r1、第二补偿电阻r2。

其中，第一mos管q1的漏极与电芯组的正极连接，第一mos管q1的栅极g与电芯组中的待测电芯b2的正极连接，第一mos管q1的源极s与第一补偿电阻r1的一端连接；第二mos管q2的漏极与第二补偿电阻r2的一端连接，第二mos管q2的栅极g与第二mos管q2的漏极连接，第二mos管q2的源极s与电芯组的负极连接。

检测模块包括检测端ad，检测端ad连接至第一补偿电阻r1与第二补偿电阻r2之间用于获得检测电压值，检测模块根据检测电压值确定待测电芯b2与电芯组的负极之间的目标电压值vb2。

在一实施例中，为了提高检测精准度，该第一mos管q1以及第二mos管q2的栅极g与源极s之间的开启电压值可以相同，以使其补偿效果更加理想。进一步的，该第一mos管q1以及第二mos管q2可以是封装在一起的同个晶体，使得其两者的开启电压值差值尽量小。

在另一实施例中，mos管的数量与补偿电阻的数量相同，且与电芯组中待测电芯b2到电芯组的负极之间的电芯数量相同。因为检测模块的检测端ad正常的工作电压值有限，将mos管的数量、补偿电阻的数量以及电芯组中待测电芯b2到电芯组的负极之间的电芯数量之间进行关联，使其可以根据该待测电芯b2到电芯组的负极之间的电芯数量配置相应的mos管以及补偿电阻，可以提高该电压采集电路的通用性，并可以满足电压值检测的精度要求。

为了进一步提高该电压采集电路的检测精确度，该补偿电阻的阻值也应当尽量相同。在一实施例中，该补偿电阻的电阻值范围可以是8kω-15kω。

可以理解的，该mos管之间、补偿电阻之间的所谓数值“相同”，应当可以解释为其两者差值小于一定的范围，例如差值小于5％等，而不是单纯只解释为数值绝对相同。

实际工作中，第一mos管q1作为源极s跟随器使用，其源极s不连接固定电平，所以第一mos管q1的源极电压值等于栅极g电压减去第一mos管q1的开启电压值(vgs(th))。

如图1的第二mos管q2的漏极与栅极g连接，第二mos管q2导通后，第二mos管q2的漏极的电压钳位在开启电压(vgs(th))。

所以检测模块的检测端ad，相对于负极的电压的计算公式为：

当r1与r2阻值相等，vgs(th)q1与vgs(th)q2相等为vgs(th)则公式简化为：

再化简为：

最终得到了且没有消耗待测电芯b2的电量。检测模块的检测端ad得到后乘以2就能得到待测电芯b2到负极之间的目标电压值vb2。

具体的，该检测模块可以使用5v工作系统，以确保系统的正常运行。

由上可知，通过mos管与补偿电阻的配合，将待测电芯的电压加到mos管的栅极g，从而把待测电芯的电压采集转为对mos管的源极s电压采集，进而可以在避免使待测电芯耗电的前提下，较为精确地采集待测电芯的电压值。另外，通过该电压采集电路可以降低该采集电路的复杂性，无需采用专业的电压采集芯片，进而降低生产成本。

请参阅图2，图中示出了本申请实施例提供的电压采集电路的另一结构。

如图2所示，相对于图1，该电压采集电路所连接的电芯组为四节电芯，该待测电芯到电芯组的负极之间的电芯数量为三节，此时，电压采集电路用于采集该待测电芯的电压值。

具体的，mos管还包括第三mos管q3，补偿电阻还包括第三补偿电阻r3；

该第三mos管q3的漏极与第一mos管q1的源极s连接，第三mos管q3的栅极g与第三mos管q3的漏极连接，第三mos管q3的源极s与第一补偿电阻r1的一端连接；该第三补偿电阻r3串联于第一补偿电阻r1与第二补偿电阻r2之间；该检测模块的检测端ad连接至第二补偿电阻r2与第三补偿电阻r3之间。

通过第三mos管q3以及第三补偿电阻r3的补偿，可以在5v的工作系统中实现对该第三节的待测电芯至负极之间的目标电压值vb3的检测，可以在避免使待测电芯耗电的前提下，较为精确地采集待测电芯的电压值。

请参阅图3，图中示出了本申请实施例提供的电压采集电路再一结构示意图。

如图3所示，该电压采集电路相对于图2，该电压采集电路所连接的电芯组为五节电芯，该待测电芯到电芯组的负极之间的电芯数量为四节，此时，电压采集电路用于采集该待测电芯的电压值。

具体的，该mos管还包括第四mos管q4，补偿电阻还包括第四补偿电阻r4；

该第四mos管q4的漏极与第三mos管q3的源极s连接，该第四mos管q4的栅极g与第四mos管q4的漏极连接，第四mos管q4的源极s与第一补偿电阻r1的一端连接；该第四补偿电阻r4串联于第三补偿电阻r3与第二补偿电阻r2之间。该检测模块的检测端ad连接至第二补偿电阻r2与第四补偿电阻r4之间。

通过第四mos管q4以及第四补偿电阻r4的补偿，可以在5v的工作系统中实现对该第四节的待测电芯至负极之间的目标电压值vb4的检测，可以在避免使待测电芯耗电的前提下，较为精确地采集待测电芯的电压值。

可以理解的，当目标电压值较大时，可以通过调整mos管以及补偿电阻的数量、规格来适当对其进行分压、补偿，以使检测模块组成的工作系统能较为准确地通过检测电压值计算出待测电芯到负极之间的目标电压值，本申请对此不再赘述。

请参考图4，图中示出了本申请实施例提供的电压采集方法的实现流程。

如图4所示，该电压采集方法应用于图1-3所述的电压采集电路中，包括以下实现步骤：

101、通过检测模块的检测端获取检测电压值。

其中，该检测电压值是包括mos管的开启电压值以及补偿电阻的分压值，该检测电压值可以通过检测模块的检测端，也即ad端对电压值进行模数转化后得到。

102、根据检测电压值获得第一mos管的源极电压值；

该源极电压值可以通过获得第一mos管的开启电压值、和补偿电阻的阻值及其分压电压值后计算获得。

在一实施例中，第一mos管作为源极跟随器使用，其源极不连接固定电平，所以第一mos管的源极电压等于栅极电压减去第一mos管的开启电压值(vgs(th))。

如图1的第二mos管的漏极与栅极连接，第二mos管导通后，第二mos管的漏极的电压钳位在开启电压(vgs(th))。

所以检测模块的检测端ad，相对于负极的电压的计算公式为：

当r1与r2阻值相等，vgs(th)q1与vgs(th)q2相等为vgs(th)则公式简化为：再化简为：

最终得到了且没有消耗待测电芯的电量。检测模块的检测端ad得到后乘以2就能得到待测电芯到负极之间的目标电压值vb2。

除此之外，不同的mos管的开启电压值以及补偿电阻的阻值，均可以利用检测电压值以及上述计算方式来获得第一mos管的源极电压值，进而获得待测电芯的目标电压值。

103、将第一mos管的源极电压值作为待测电芯与电芯组的负极之间的目标电压值。

通过mos管与补偿电阻的配合，将待测电芯的电压加到mos管的栅极，从而把待测电芯的目标电压值的采集转为对第一mos管的源极电压值的采集，进而可以在避免使待测电芯耗电的前提下，较为精确地采集待测电芯的电压值。

在一些实施例中，当采用上述方式计算时，若mos管的数量为n，检测电压值为m，则待测电芯的电压值vb＝n*m，通过上述电压采集电路的电压采集方法，可以有效简化目标电压值的计算，进而获取过程更加高效。

请参阅图5，图中示出了本申请实施例提供的电子设备，该电子设备包括多节电芯组成的电芯组以及与电芯组连接的电压采集电路，其中：

电芯组包括多个待测电芯，每一待测电芯均与电压采集电路连接，该电压采集电路为如上实施例所述的电压采集电路。

在本实施例中，该电芯组包含有四节电芯，为了便于管理需要检测每节电芯的电压值。

其中，该电芯1可以直接与检测模块进行连接，获得的检测电压值也即该电芯1到负极的目标电压值；该电芯2通过第一电压采集电路进行检测；该电芯3通过第二电压采集电路进行检测；该电芯4为电芯组的总电压，可以通过电压采集电路或者电量管理ic进行采集。可选的，该第一电压采集电路以及第二电压采集电路可以通过同一检测模块对检测电压值进行获取，也可以分别采用不同的检测模块对检测电压值进行获取。

通过采用上述电压采集电路，可以有效降低电子设备在采集电芯组中各个待测电芯到负极的目标电压值，进而通过上述各个待测电芯到负极的目标电压值之间的关系获得各个待测电芯各自的电压值，从而实现对电芯组中每节电芯的电压值进行监测。

该电子设备可以避免在电芯电压值的检测过程中使待测电芯耗电，降低电子设备的工作功耗，且能较为精确地采集待测电芯的电压值。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。