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的情况下，且存在漏电流和电阻匹配的问题，对电池有一定的
影响。如果在前端加入光电继电器势必会增加成本。如果采用
大量的光电继电器，成本较高。

（4）分立器件法：文献[5]是一种利用分立器件构建的电

压 - 电流转换电路，该方法存在三极管参数匹配和温漂等问
题，精度比较差。

目前市场也出现了专用于锂电池组电压检测的芯片，如

LTC6802

，该芯片最大可以对 12 个锂电池进行电压检测，也能

通过级联对 12 节以上的锂电池进行电压检测，该芯片使用方
便，应用比较广泛。

２锂电池组单体电池电压检测方法及

硬件设计

我们将探讨一种锂离子电池组单体电池电压的精确检测

方法，这种方法具有精度高、对电池组影响小、成本低、体积小
等特点。

２．１检测原理

图 1 是以 15 串电池单电压检测系统为例的检测原理框

图，检测部分由 3 部分组成：电池通道选择开关、差分放大及
绝对值电路、单片机 AD 采样。检测电压时，首先通过模拟开
关选择相应的电池，经过差分放大器，消除共模电压，再经绝
对值处理及滤波，通过 AD 采样，即可得到单体电池的电压
值。

２．２１５串联锂电池组单体电压检测系统设计

在本系统中，由于串联锂电池组电池两端的共模电压比

较高，超出普通模拟开关的工作范围，所以选择 MAXIM 公司
的 MAX14752 8 选 1 多路模拟复用器。该模拟复用器可以支
持 20～72 V 的单电源供电，模拟输入范围最高可达 72 V，导
通电阻最高为 120 Ω，截止状态漏电流低于 20 nA，可以满足
高压锂电池组电池通道选择开关的要求。为满足 15 串电池组
的电压检测要求，在本系统中，采用了两片 MAX14752，一片
用于连接奇数节电池的正极，一片用于连接偶数节电池的正
极和地。模拟开关由电池组供电，通过一个 RC 滤波器与

MAX14752

连接。由于 MAX14752 功耗比较低，在工作状态下

最大电流为 600 mA，休眠模式下最大电流为 25 mA，且每个通
道截止状态下的漏电流低于 20 nA，极大的减少电压检测电路
对电池的影响。具体电路如图 2 所示，U1 用于对电池 1、3、5、

7、

9、

11、

13、

进行选通，U2 用于对电池 2、4、6、8、10、12、14

及 GND 进行选通。如果需要对第 N 节(N =2～15)进行电压检
测，选通第 N 节和第 N－1 节电池；当检测第一节电池电压检
测时，则选通电池 1 和 GND。假设需要对第 5 节电池进行检

测，U1 的通道选择信号为 011，输出第 5 节电池上的电压信
号，U2 的通道选择信号为 011，输出第 4 节电池上的电压信
号。

为得到电池的实际电压，在模拟开关的后端采用一个高

共模电压输入的差分放大电路。原理如图 3 所示，根据运算放
大器的特性，可以得出：

这里取 R

R、

=10

R、

，在不考虑电阻误差

的情况下，即可得到 V=V

－

。

由于运放前端的电阻网络的

分压比为 10∶1，该电路输入电压范围较大，当电源电压为

±12 V

时，该电路的共模输入范围可以达到±100 V。实际上，

从成本上考虑，电阻无法做到理想的精度，电阻匹配将成为影
响精度的重要因素，如果电阻匹配不好的话，将会产生较大的
误差。为了避免这一问题，在这里直接采用 TI 公司的 IN-

A148UA

高共模差分运算放大器。该运算放大器内部集成了一

个分压比为 20∶1 的电阻网络，且这些电阻经过激光校准，精
度极高，不必担心电阻匹配的问题，在±15 V 的电源下，输入
范围可以达到±200 V，且增益误差低于±0.007 5%，共模抑制
比高达 86 dB。INA148UA 的电路设计参考 INA148UA 的典型
电路图，具体电路图见图 4，由于 INA148UA 有±5 mV 的输入
失调电压，为了减少误差，所以加入一个偏置电路。

由于差分放大器输出会有负电压（如当对第 8 节电池检

测的时候，差分放大器输出的将是第 8 节电池电压的负值），
所以在差分放大器后端，加入一个高精度绝对值处理电路，绝
对值处理的具体电路如图 4 所示，绝对值电路的电阻均采用

0.1%

精度的电阻。

图１

基于差动运算放大器的电池检测框图

图２

模拟开关电路

−

? ?

(

)

(

)

图３

差分放大原理图