分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关及其控制方法技术

本发明专利技术公开了分立式电池电压采集通道互锁切换矩阵开关及其逻辑控制方法。它包括微处理器、分别受控于微处理器以用于对开关矩阵中处于偶数位的开关作择一选通控制的偶数通道选通模块和用于对开关矩阵中处于奇数位的开关作择一选通控制的奇数通道选通模块；偶数通道选通模块与奇数通道选通模块的电路拓扑结构相同且两者均包括至少一个一级三八译码器，而每个一级三八译码器均对应有N个二级三八译码器。本发明专利技术基于三八译码器实现分立式采集拓扑结构，可确保每一时刻只有一个奇数位开关和一个偶数位开关闭合，不但能够显著提高对单体电压采集的容错能力，大大增强了整个开关系统的稳定性，而且相应的软件可不受通道数量的限制，极大地降低了软件设计的难度。

Switching Matrix Interlocking Switch for Separate Battery Voltage Acquisition Channel and Its Control Method

The invention discloses a discrete battery voltage acquisition channel interlocking switching matrix switch and its logical control method. It includes microprocessors, even-channel gating modules controlled by microprocessors respectively for selective control of even-digit switches in switching matrices, and odd-channel gating modules for selective control of odd-digit switches in switching matrices. The circuit topology of even-channel gating module is the same as that of odd-digit channel gating module and both of them include At least one level 38 decoder, and each level 38 decoder corresponds to N Level 2 38 decoders. The invention realizes a discrete acquisition topology structure based on the 38 decoder, which ensures that only one odd-digit switch and one even-digit switch are closed at each time. It can not only significantly improve the fault-tolerant ability of single-digit voltage acquisition, greatly enhance the stability of the whole switching system, but also the corresponding software is not limited by the number of channels, thus greatly reducing the difficulty of software design. Degree.

【技术实现步骤摘要】
分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关及其控制方法
本专利技术涉及电池管理
，尤其是一种分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关及其逻辑控制方法。
技术介绍
众所周知，电池管理系统(简称BMS)是电池与用户终端之间的纽带，在电动汽车、电瓶车、机器人等诸多
被广泛应用；利用电池管理系统可以实时检测串联使用的电池单体的电压，从而防止电池出现过度充电和过度放电的问题以提高电池的利用率并保证电池的安全使用。目前，市面上的电池管理系统实现电池的单体电压采集方案主要有以下两种方案：1、集成芯片采集方案，主要是利用专用集成芯片实现单体电压的采集，因采样电池的数量无法进行灵活配置、设计及使用成本高等因素而不被普遍使用；2、分立式采集方案，图一示出了典型分立式采集方案的拓扑结构，其利用多路数选器(即：多路数据选择器)、微处理器以及一个或多个A/D采集模块搭建成为切换开关矩阵，微处理器通过多路数选器实现对开关K1、K2.....直至Kn的控制，所有开关均默认为是断开状态；当闭合开关K1和K2时可实现对第一串电池单体的电压采集，当闭合开关K2和K3时则可实现对第二串电池单体的电压采集，以此类推循环切换即可实现对整个电池组的电池单体的电压采集。这种方案因其结构简单且成本低廉，属于一种普遍被接受的单体电压采集方案；但此种方案在采集串数较多时，开关矩阵具体拓扑设计也很复杂，容易造成采集出错或者采集电路失效，更严重的可能会引发安全问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关；本专利技术的第二个目的在于提供一种基于上述开关的逻辑控制方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的第一个技术方案为：分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关，用于开关矩阵进行选通切换控制，它包括微处理器以及分别受控于微处理器以用于对开关矩阵中处于偶数位的开关作择一选通控制的偶数通道选通模块和用于对开关矩阵中处于奇数位的开关作择一选通控制的奇数通道选通模块；所述偶数通道选通模块与奇数通道选通模块的电路拓扑结构相同并分别连接于开关矩阵与微处理器之间。优选地，所述偶数通道选通模块和奇数通道选通模块均包括至少一个一级三八译码器，每个所述一级三八译码器均对应有N个二级三八译码器；其中，N为大于等于2且小于等于16的奇数或偶数；当所述二级三八译码器的数量为偶数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元；当所述二级三八译码器的数量为奇数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元，剩余的一个所述二级三八译码器单独构成一个二类互锁选通单元；每个所述一类互锁选通单元中的第一个二级三八译码器的4号使能端口与第二个二级三八译码器的6号使能端口共同微处理器的其中一个电平控制端口、6号使能端口与第二个二级三八译码器的4号使能端口共同连接微处理器的其中一个电平控制端口、5号使能端口与第二个二级三八译码器的5号使能端口共同连接对应的一级三八译码器的其中一个输出端口；所述二类互锁选通单元中的二级三八译码器的6号使能端口连接微控制器的其中一个电平控制端口、4号使能端口与5号使能端口共同连接对应的一级三八译码器的其中一个输出端口；所有所述二级三八译码器的1号地址输入端口互连、2号地址输入端口互连、3号地址输入端口互连并分别连接微控制器的其中三个地址输出端口，所述一级三八译码器的地址输入端口与微控制器的地址输出端口作一一对应连接、6号使能端口与微控制器的电平控制端口对应连接、4号使能端口与5号使能端口共同接地。本专利技术采用的第二个技术方案为：基于分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关的逻辑控制方法，它包括微控制器控制偶数通道选通模块在每一时刻选通开关矩阵中处于偶数位的其中一个开关并同时控制奇数通道选通模块在此时刻选通开关矩阵中处于奇数位的其中一个开关。优选地，所述偶数通道选通模块和奇数通道选通模块均包括至少一个一级三八译码器，每个所述一级三八译码器均对应有N个二级三八译码器；其中，N为大于等于2且小于等于16的奇数或偶数；当所述二级三八译码器的数量为偶数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元；当所述二级三八译码器的数量为奇数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元，剩余的一个所述二级三八译码器单独构成一个二类互锁选通单元；每个所述一类互锁选通单元中的第一个二级三八译码器的4号使能端口与第二个二级三八译码器的6号使能端口共同微处理器的其中一个电平控制端口、6号使能端口与第二个二级三八译码器的4号使能端口共同连接微处理器的其中一个电平控制端口、5号使能端口与第二个二级三八译码器的5号使能端口共同连接对应的一级三八译码器的其中一个输出端口；所述二类互锁选通单元中的二级三八译码器的6号使能端口连接微控制器的其中一个电平控制端口、4号使能端口与5号使能端口共同连接对应的一级三八译码器的其中一个输出端口；所有所述二级三八译码器的1号地址输入端口互连、2号地址输入端口互连、3号地址输入端口互连并分别连接微控制器的其中三个地址输出端口，所述一级三八译码器的地址输入端口与微控制器的地址输出端口作一一对应连接、6号使能端口与微控制器的电平控制端口对应连接、4号使能端口与5号使能端口共同接地；所述微控制器控制偶数通道选通模块在每一时刻选通开关矩阵中处于偶数位的其中一个开关的步骤包括：S1、一次筛选，微控制器通过一级三八译码器选通其所对应的其中一个一类互锁选通单元，剩余的一类互锁选通单元和/或二类互锁选通单元截止；或微控制器通过一级三八译码器选通其所对应的二类互锁选通单元，所有一类互锁选通单元截止，以实现处于同一译码单元下的互锁选通单元之间的互锁；S2、二次筛选，微控制器向被选通的二类互锁选通单元的二级三八译码器或被选通的一类互锁选通单元中的其中一个二级三八译码器施加高电平，以实现二级三八译码器之间的互锁；S3、被选通的二类互锁选通单元的二级三八译码器选通开关矩阵中处于偶数位的其中一个开关，或被选通的二类互锁选通单元中被施加高电平的二级三八译码器选通开关矩阵中处于偶数位的其中一个开关、未被施加高电平的二级三八译码器截止，以实现偶数通道选通模块内各通道之间的互锁；所述微控制器控制奇数通道选通模块的步骤与控制偶数通道选通模块的步骤相同。由于采用了上述方案，本专利技术通过对传统典型的分立式采集方案的拓扑结构进行改进，在微控制器与开关矩阵之间增设以三八译码器为基体的偶数通道选通模块和奇数通道选通模块，可实现微控制器对开关矩阵的间接控制，即：利用奇数和偶数通道选通模块的电路拓扑结构及控制原理相同的特点，可使两者能够分别对开关矩阵中处于奇数位或偶数位的开关作择一选通控制(即：相当于使处于奇数位的多个开关之间以及处于偶数位的多个开关之间形成互锁)，以确保每一时刻只有一个奇数位开关和一个偶数位开关闭合，从而不但能够显著提高对单体电压采集的容错能力，大大增强了整个开关系统的稳定性，而且相应的软件可不受通道数量的限制，极大地降低了软件设计的难度。附图说明图1是现有技术中典型分立式采集方案的拓扑结构；图2是本专利技术实施例的奇数或偶数通道选通模块的拓扑结构。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关，用于开关矩阵进行选通切换控制，其特征在于：它包括微处理器以及分别受控于微处理器以用于对开关矩阵中处于偶数位的开关作择一选通控制的偶数通道选通模块和用于对开关矩阵中处于奇数位的开关作择一选通控制的奇数通道选通模块；所述偶数通道选通模块与奇数通道选通模块的电路拓扑结构相同并分别连接于开关矩阵与微处理器之间。

【技术特征摘要】
1.分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关，用于开关矩阵进行选通切换控制，其特征在于：它包括微处理器以及分别受控于微处理器以用于对开关矩阵中处于偶数位的开关作择一选通控制的偶数通道选通模块和用于对开关矩阵中处于奇数位的开关作择一选通控制的奇数通道选通模块；所述偶数通道选通模块与奇数通道选通模块的电路拓扑结构相同并分别连接于开关矩阵与微处理器之间。2.如权利要求1所述的分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关，其特征在于：所述偶数通道选通模块和奇数通道选通模块均包括至少一个一级三八译码器，每个所述一级三八译码器均对应有N个二级三八译码器；其中，N为大于等于2且小于等于16的奇数或偶数；当所述二级三八译码器的数量为偶数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元；当所述二级三八译码器的数量为奇数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元，剩余的一个所述二级三八译码器单独构成一个二类互锁选通单元；每个所述一类互锁选通单元中的第一个二级三八译码器的4号使能端口与第二个二级三八译码器的6号使能端口共同微处理器的其中一个电平控制端口、6号使能端口与第二个二级三八译码器的4号使能端口共同连接微处理器的其中一个电平控制端口、5号使能端口与第二个二级三八译码器的5号使能端口共同连接对应的一级三八译码器的其中一个输出端口；所述二类互锁选通单元中的二级三八译码器的6号使能端口连接微控制器的其中一个电平控制端口、4号使能端口与5号使能端口共同连接对应的一级三八译码器的其中一个输出端口；所有所述二级三八译码器的1号地址输入端口互连、2号地址输入端口互连、3号地址输入端口互连并分别连接微控制器的其中三个地址输出端口，所述一级三八译码器的地址输入端口与微控制器的地址输出端口作一一对应连接、6号使能端口与微控制器的电平控制端口对应连接、4号使能端口与5号使能端口共同接地。3.基于权利要求1所述的分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关的逻辑控制方法，其特征在于：它包括微控制器控制偶数通道选通模块在每一时刻选通开关矩阵中处于偶数位的其中一个开关并同时控制奇数通道选通模块在此时刻选通开关矩阵中处于奇数位的其中一个开关。4.如权利要求3所述的逻辑控制方法，其特征在于：所述偶数通道选通模块和奇数通道选通模块均包括至少一个一级三八译码器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭云辉，贾洪彬，
申请(专利权)人：深圳市麦澜创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44