一种信号测量电路、电池管理电路和芯片及电子设备的制作方法

本申请涉及电子电路，尤其涉及一种信号测量电路、电池管理电路和芯片及电子设备。

背景技术：

1、相关技术中，当输入信号的动态范围较大时，对后级模数转换器(adc)的耐压、动态范围等有较高要求。例如，当输入信号的动态范围为0～100v时，普通的模数转换器的难以承受最高100v的电压，也无法对如此宽范围的电压进行测量。

技术实现思路

1、鉴于以上问题，本申请实施例提供一种信号测量电路、电池管理电路和芯片及电子设备，以至少部分解决输入信号的动态范围较大时对模数转换的耐压、响应速度、线性度等有较高要求的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种信号测量电路，包括：采样电路，用于对电压信号进行采样，得到输入电压信号；积分电路，与采样电路相连，用于接收输入电压信号和缩放比例控制信号，并根据缩放比例控制信号对输入电压信号进行缩放，其中缩放比例控制信号跟随输入电压信号；模数转换电路，与积分电路相连，用于将缩放后的输入电压信号转换为数字信号。

3、可选地，积分电路，包括：运算放大器；积分电容阵列，连接于运算放大器的输入端与输出端之间，积分电容阵列包括多个积分电容；开关网络，与积分电容阵列连接，用于选择积分电容阵列中的一个或多个积分电容参与积分，以使积分电路的缩放比例跟随上述输入电压信号。

4、可选地，信号测量电路，还包括：多路选择器，与采样电路和积分电路相连接，用于接收选择信号，根据选择信号从多路电压信号中选择一路电压信号输入至采样电路；第一开关控制电路，与积分电路相连，用于接收选择信号，并根据选择信号控制开关网络选择一个或多个所述积分电容，以使所述积分电路的缩放比例跟随所述输入电压信号。

5、可选地，信号测量电路，还包括：第二开关控制电路，与所述采样电路和所述开关网络相连接，用于接收所述输入电压信号，并根据所述输入电压信号控制所述开关网络选择一个或多个所述积分电容，以使所述积分电路的缩放比例与所述输入电压信号的电压范围匹配。

6、可选地，模数转换电路，包括：数模转换器、逐次逼近逻辑电路以及所述运算放大器；所述信号测量电路还包括开关电路；所述开关电路连接于所述数模转换器、所述运算放大器以及所述积分电容阵列，并且用于将所述运算放大器与所述积分电容阵列以形成所述积分电路；或者将所述运算放大器与所述数模转换器连接，以使所述运算放大器与所述数模转换器及所述逐次逼近逻辑电路形成所述模数转换电路。

7、可选地，积分电容阵列中的至少部分电容还用于作为数模转换器中的至少部分权电容。

8、可选地，开关电路包括：第一开关，连接于运算放大器的输入端与输出端之间；第二开关，连接于积分电容阵列与运算放大器的输出端之间；第三开关，连接于运算放大器的输入端与采样电路之间；第四开关，连接于数模转换器的输出端与运算放大器的输入端之间。

9、可选地，所述第一开关用于在采样阶段闭合，将所述运算放大器的输出端与输入端短接，形成缓冲器；所述第三开关用于在缩放阶段闭合，将所述采样电路的输出端与所述运算放大器的输入端连接；所述第二开关用于在缩放阶段闭合，将所述积分电容阵列连接在所述运算放大器的输入端与输出端之间，以形成所述积分电路；以及，在转换阶段关断，将所述积分电容阵列与所述运算放大器的输出端之间的连接断开；所述第四开关用于在所述转换阶段闭合，将所述数模转换器的输出端和所述积分电容阵列连接到所述运算放大器的输入端。

10、可选地，开关电路，还包括：第五开关，连接于积分电容阵列与参考电压端之间；第六开关，连接于所述采样电路的输出端与共模电压端之间；所述第三开关、所述第五开关和所述第六开关用于在所述采样阶段闭合，将所述积分电容阵列连接在共模电压端与参考电压端之间。

11、可选地，采样电路包括：第一采样电容，第一采样电容的第一端与积分电路的第一输入端连接；第二采样电容，第二采样电容的第一端与积分电路的第二输入端连接；在采样阶段，第一采样电容的第二端连接于第一电压端，第二采样电容的第二端连接于第二电压端；其中，采样电路采样的电压信号为第一电压端与第二电压端之间的电压差。

12、可选地，信号测量电路还包括：交叉开关电路，用于：在缩放阶段，将第一采样电容的第二端连接至第二电压端，将第二采样电容的第二端连接至第一电压端；或者将第一采样电容及第二采样电容的第二端连接至预设电压端，以调整第一采样电容及第二采样电容的第二端的电压。

13、第二方面，本申请实施例提供一种电池管理电路，包括本申请实施例的信号测量电路。

14、可选地，采样电路采样的电压信号为多节电池中任意一节或多节电池两端之间的电压差。

15、第三方面，本申请实施例提供一种芯片，包括本申请实施例的信号测量电路或电池管理电路。

16、第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：本申请实施例的信号测量电路、电池管理电路或的芯片。

17、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，通过采样电路对电压信号进行采样得到输入电压信号，积分电路根据跟随输入电压信号的缩放比例信号对该输入电压信号进行缩放，模数转换电路对缩放后的输入电压信号进行模数转换，降低了对范围较大的电压信号进行模数转换的耐压、响应速度、线性度等方面的要求。

技术特征：

1.一种信号测量电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的信号测量电路，其特征在于，所述积分电路，包括：

3.根据权利要求2所述的信号测量电路，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求2所述的信号测量电路，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求2所述的信号测量电路，其特征在于，所述模数转换电路包括：数模转换器、逐次逼近逻辑电路以及所述运算放大器；所述信号测量电路还包括开关电路；

6.根据权利要求5所述的信号测量电路，其特征在于，所述积分电容阵列中的至少部分电容还用于作为所述数模转换器中的至少部分权电容。

7.根据权利要求5所述的信号测量电路，其特征在于，所述开关电路包括：

8.根据权利要求7所述的信号测量电路，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的信号测量电路，其特征在于，所述开关电路，还包括：

10.根据权利要求1-9任一项所述的信号测量电路，其特征在于，所述采样电路包括：

11.根据权利要求10所述的信号测量电路，其特征在于，所述信号测量电路还包括：交叉开关电路，用于：在缩放阶段，

12.一种电池管理电路，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任一项所述的信号测量电路。

13.根据权利要求12所述的电池管理电路，其特征在于，所述采样电路采样的所述电压信号为多节电池中任意一节或多节电池两端之间的电压差。

14.一种芯片，其特征在于，包括根据权利要求1至13中任一项所述的电路。

15.一种电子设备，其特征在于，包括：根据权利要求1至13中任一项所述的电路或根据权利要求14所述的芯片。

技术总结
本申请提供一种信号测量电路、电池管理电路和芯片及电子设备，其中该信号测量电路包括：采样电路，用于对电压信号进行采样，得到输入电压信号；积分电路，用于接收输入电压信号和跟随输入电压信号的缩放比例控制信号，并根据缩放比例控制信号对输入电压信号进行缩放；模数转换电路，用于将缩放后的输入电压信号转换为数字信号。采用本申请，能够降低对范围较大的信号进行模数转换的耐压、响应速度、线性度等方面的要求。

技术研发人员：陈敏,张禄鑫
受保护的技术使用者：芯海科技（深圳）股份有限公司
技术研发日：20221028
技术公布日：2024/1/13