基准电压计算方法、电压测量方法和电源系统与流程

    专利查询2025-11-10  2


    本申请涉及电子,特别是涉及一种基准电压计算方法、电压测量方法和电源系统。


    背景技术:

    1、齐纳二极管(zener diode)是二极管中的一种,p型半导体和n型半导体融合在一起形成pn结,在pn结周围,形成具有反相离子的耗尽层。与普通的二极管相比,齐纳二极管的掺杂程度是重掺杂,可实现更高的击穿电压。由于普通带隙基准(bg)无法满足bms电池电压检测精度的要求,因此使用掩埋型齐纳二极管的参考电压产生电路被广泛应用于电池管理系统(battery management system,bms)的电压检测芯片中。

    2、但是,由于在半导体制造过程中,对工艺精度的控制是有限的,导致集成的齐纳二极管的温度特性会随着工艺偏差以及偏置电流变化而变化,使得不同的齐纳二极管在芯片上体现出不同的特性,即使基于掩埋型齐纳二极管的参考电压产生电路工作在-40~125℃的较宽工作温度范围下,依然会产生1/1000左右的变化,这样会降低电池电压检测的精度,从而影响bms管理系统对电池工作状态的判断。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要针对上述背景技术中的问题,提供一种基准电压计算方法、电压测量方法和电源系统,用于解决现有技术中不同的齐纳二极管在芯片上体现出不同的特性,降低电池电压检测的精度,从而影响bms管理系统对电池工作状态的判断的问题。

    2、第一方面,本申请提供了一种基准电压计算方法,应用于电压检测芯片,且所述电压检测芯片内部设置有齐纳二极管;所述方法包括:

    3、获取所述电压检测芯片工作时的芯片温度;

    4、根据所述芯片温度和预先获取的基准关系曲线,迭代计算所述齐纳二极管两端的第一电压值,直至所述第一电压值的变化值满足第一预设条件,将满足第一预设条件的所述第一电压值作为所述电压检测芯片的基准电压;

    5、其中,所述基准关系曲线表征测试温度与所述齐纳二极管两端的电压值之间的对应关系,且所述对应关系是基于输入所述齐纳二极管的不同的偏置电流获取的。

    6、在其中一个实施例中,所述基准关系曲线的获取方式,包括:

    7、在不同测试温度的条件下,测量所述电压检测芯片,获取所述齐纳二极管在不同偏置电流下的第二电压值;

    8、根据获取的所述第二电压值,确定最优偏置电流;

    9、根据所述最优偏置电流,获取所述齐纳二极管在不同测试温度的条件下的第三电压值;

    10、根据所述第三电压值与各测试温度的对应关系,构建所述基准关系曲线。

    11、在其中一个实施例中,所述在不同测试温度的条件下,测量电压检测芯片,获取所述齐纳二极管在不同偏置电流下的第二电压值,包括:

    12、将所述测试温度按照温度从低到高的顺序,划分为多个温度测试点;

    13、将所述偏置电流按照电流从小到大的顺序,划分为多个电流测试点;

    14、针对每个所述温度测试点,依次在每个所述电流测试点测试所述电压检测芯片,获取所述齐纳二极管两端的第二电压值。

    15、在其中一个实施例中,所述根据获取的所述第二电压值,确定最优偏置电流,包括:

    16、构建所述齐纳二极管在多个所述温度测试点下,所述偏置电流和所述第二电压值的对应关系曲线;

    17、解析所述对应关系曲线,当所述第二电压值满足第二预设条件时,确定最优偏置电流。

    18、在其中一个实施例中,所述第二预设条件的判断方式,包括:

    19、当所述第二电压值在不同温度测试点下的变化率最小时,则判定满足所述第二预设条件。

    20、在其中一个实施例中,所述根据所述最优偏置电流,获取所述齐纳二极管在不同测试温度的条件下的第三电压值,包括:

    21、针对每个所述温度测试点,在所述最优偏置电流下测试所述电压检测芯片,获取所述齐纳二极管两端的第三电压值。

    22、在其中一个实施例中,所述第一预设条件的判断方式,包括:

    23、当所述第一电压值的变化值收敛到预设的最小步进范围时,则判定满足所述第一预设条件;其中,所述预设的最小步进范围与所述芯片温度的检测精度相关联。

    24、第二方面,本申请还提供了一种电压测量方法,应用于电池,所述方法包括:

    25、采用电压检测芯片,获取电池的电压测量值;

    26、基于所述电压检测芯片的基准电压,对获取的所述电压测量值进行调整,将调整后的所述电压测量值作为所述电池最终的电压测量值;

    27、其中,所述基准电压是采用如第一方面所述的基准电压计算方法得到的。

    28、在其中一个实施例中,所述电池的电压测量值是基于所述电压检测芯片中的齐纳二极管两端的电压值得到的;

    29、所述基于所述电压检测芯片的基准电压,对获取的电压测量值进行调整,包括:

    30、获取所述齐纳二极管两端的电压值与所述电池的电压测量值之间的对应函数;

    31、在所述对应函数中,将所述齐纳二极管两端的电压值替换为所述电压检测芯片的基准电压,得到调整后的电压测量值。

    32、第三方面,本申请还提供了一种电源系统,包括:

    33、电池;

    34、电压检测芯片,用于获取电池的电压测量值;

    35、处理器,用于基于所述电压检测芯片的基准电压,对获取的电压测量值进行调整,将调整后的电压测量值作为所述电池最终的电压测量值;其中,所述基准电压是采用如第一方面所述的基准电压计算方法得到的。

    36、上述基准电压计算方法、电压测量方法和电源系统,至少具有以下优点:

    37、本申请预先基于不同的偏置电流,获取表征测试温度与齐纳二极管两端的电压值之间的对应关系的基准关系曲线;根据电压检测芯片工作时的芯片温度和基准关系曲线,迭代计算齐纳二极管两端的第一电压值,将变化值满足第一预设条件时的第一电压值作为电压检测芯片的基准电压。基于该基准电压调整电池的电压测量值,可以消除温度变化带来的影响,为bms管理系统判断电池的工作状态提供精准的测量数据。



    技术特征:

    1.一种基准电压计算方法,其特征在于,应用于电压检测芯片,且所述电压检测芯片内部设置有齐纳二极管;所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基准关系曲线的获取方式,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在不同测试温度的条件下,测量所述电压检测芯片,获取所述齐纳二极管在不同偏置电流下的第二电压值,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据获取的所述第二电压值,确定最优偏置电流,包括:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第二预设条件的判断方式,包括:

    6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述最优偏置电流,获取所述齐纳二极管在不同测试温度的条件下的第三电压值,包括:

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第一预设条件的判断方式,包括:

    8.一种电压测量方法,其特征在于,应用于电池,所述方法包括:

    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述电池的电压测量值是基于所述电压检测芯片中的齐纳二极管两端的电压值得到的;

    10.一种电源系统,其特征在于,包括:


    技术总结
    本申请涉及一种基准电压计算方法、电压测量方法和电源系统,预先基于输入齐纳二极管的不同的偏置电流,获取表征测试温度与齐纳二极管两端的电压值之间的对应关系的基准关系曲线;根据电压检测芯片工作时的芯片温度和基准关系曲线,迭代计算齐纳二极管两端的第一电压值,将变化值满足第一预设条件时的第一电压值作为电压检测芯片的基准电压。基于该基准电压调整电池的电压测量值,可以消除温度变化带来的影响,为BMS管理系统判断电池的工作状态提供精准的测量数据。

    技术研发人员:范硕,白颂荣,汪正锋
    受保护的技术使用者:深圳曦华科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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