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专利名称：电池遥测采样和保持放大器的制作方法
技术领域：
本公开的实施例大体涉及电池组电池遥测。更具体地，本公开的实施例涉及针对电池组电池电压平衡的电池遥测。
背景技术：
以高于单个电池可以提供的电压运行的锂离子电池组一般包括多个电池。当经历由于过量充电或充电不足引起的过电压或欠电压状况时，锂离子电池组电池可能不能最优地起作用。在电池组的寿命中，一个电池组电池可以产生相对于其他电池组电池更高或更低地失配的内漏电阻。久而久之，漏电流中的失配可能引起一个或更多个电池组电池过量充电或者充电不足。过量充电电池组电池可以由于高的电池温度而导致非最优条件，高的电池温度可能导致电池的非最优运行。将电池组电池放电到零伏或者零安培-小时的储能可能使电池组电池不起作用。

发明内容
公开了用于电池遥测的系统和方法。通过使用电压钳位机构平衡伏特-秒 (volt-seconds)，采样变压器中的平均磁化电流被迫到零安培。此外，脉冲驱动开关和同步采样开关被触发，并且电压钳位机构大体同时被停用。之后，脉冲驱动开关和同步采样开关被停用，并且电压钳位机构大体同时被触发。各电路根据时钟交替。以此方式，在高电压源上浮动的小电压被准确地测量。在第一实施例中，电池遥测采样和保持放大器系统包括采样变压器、耦合至采样变压器的脉冲驱动开关和耦合至采样变压器的电压钳位机构。电池遥测采样和保持放大器系统还包括耦合至脉冲驱动开关和电压钳位机构的驱动装置和耦合至采样变压器的同步采样开关。电池遥测采样和保持放大器系统还包括耦合至脉冲驱动开关、电压钳位机构和同步采样开关的驱动电路。驱动装置能够运行以驱动脉冲驱动开关和电压钳位机构。电压钳位机构能够运行以平衡伏特-秒并使采样变压器中的平均磁化电流为大约零安培。同步采样开关能够运行以将采样变压器电耦合至采样电容器。驱动电路能够运行以同时接通脉冲驱动开关和同步采样开关，并且同时断开电压钳位机构。在第二实施例中，用于电池遥测的方法包括通过使用电压钳位机构平衡伏特-秒来使采样变压器中的平均磁化电流为大约零安培。该方法还包括触发脉冲驱动开关和同步采样开关，并且基本同时地停用电压钳位机构。在第三实施例中，用于使用电池遥测采样和保持放大器系统的方法在采样变压器的输入处接收来自电池组电池的电流。该方法还通过使用电压钳位装置平衡伏特-秒来使采样变压器中的平均磁化电流为大约零安培。该方法还触发脉冲驱动开关和同步采样开关，并且大体同时停用电压钳位装置。提供此概述以简化形式介绍在下面的具体实施方式
中进一步描述的方案选择。此概述不意欲指出要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意欲被用来辅助确定要求保护的主题的范围。


可以通过在结合附图考虑时参考具体实施方式
和权利要求，来更完整地理解本公开的实施例，其中在整个附图中，相同的附图标记指类似的元件。提供附图以便于理解本公开，而不限制本公开的宽度、范围、级别或适用性。附图不必按比例制图。图1是根据本公开的实施例的示例性电池遥测采样和保持放大器系统的功能性框图的图示说明。图2是根据本公开的实施例的示例性电池遥测采样和保持放大器系统的图示说明。图3是根据本公开的实施例的示例性电池遥测采样和保持放大器系统的图示说明。图4是根据本公开的实施例的图2的电池遥测采样和保持放大器系统的示例性增益曲线图的图示说明。图5是根据本公开的实施例的图2的电池遥测采样和保持放大器系统的遥测(TM)电压分析结果的示例性表格的图示说明。图6是根据本公开的实施例的图2的电池遥测采样和保持放大器系统的示例性误差分析表格的图示说明。图7是示出根据本公开的实施例的电池遥测过程的示例性流程图的图示说明。图8是示出用于使用根据本公开的实施例的电池遥测采样和保持放大器系统的过程的示例性流程图的图示说明。
具体实施例方式以下的具体实施方式
本质上是示例性的并且不意欲限制本公开或者本应用以及本公开的实施例的使用。具体设备、技术和应用的描述仅被提供作为示例。对此处描述的示例的修改对于本领域中的普通技术人员将是显而易见的，并且此处限定的基本原理可以被应用到其他示例和应用，而不脱离本公开的主旨和范围。此外，不意欲通过前述技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式
中出现的任何表达的或者暗含的理论来划界。本公开应该与权利要求的范围一致，并且不限于此处描述和示出的示例。在此根据功能性和/或逻辑块组件和各种处理步骤来描述本公开的实施例。应该意识到，这些块组件可以通过被配置成执行特定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。为了简明，涉及放大器、采样和保持电路、遥测、电池组电池电压测量和系统的其他功能方面(和系统的单独运行组件)的常规的技术和组件可以在这里不详细描述。另外，本领域中的技术人员将意识到本公开的实施例可以连同各种电路一起实施，并且此处描述的实施例仅是本公开的示例实施例。此处，在实际的非限制性应用即锂离子电池组电池电压测量的背景下，描述了本公开的实施例。然而，本公开的实施例不限于这种锂离子电池组，并且此处描述的技术还可以被用在其他应用中。例如但不限于，实施例可以适用于锂离子电池组电池、锂聚合物电池组电池、锂硫电池组电池、燃料电池、其他电池类型、其他可再充电电池组类型等等。
如在阅读本描述之后对本领域中的技术人员显而易见的，下面是本公开的示例和实施例，并且不被限制为根据这些示例运行。其他实施例也可以被利用并且可以进行结构性变化，而不脱离本公开的示例性实施例的范围。 采样和保持电路是通常被用来测量变化的模拟信号的电压的电子设备。采样和保持电路采样变化的模拟信号以获得电压采样，并保持该电压采样用于测量。采样和保持电路通常被用在模数转换器中以测量低能量电子信号。此公开的实施例提供了一种采样和保持电路，其能够运行以准确地测量来自高电压源的电压，例如但不限于锂离子电池组电池。图1是根据本公开的实施例的示例性电池遥测采样和保持放大器系统100(系统 100)的功能性框图的图示说明。系统100包括采样变压器102、脉冲驱动开关104、电压钳位机构106、驱动装置108、同步采样开关110和驱动电路112。采样变压器102被耦合到外部电压源，例如但不限于电池组电池116、其他电池组电池140等等。电池组电池116和其他电池组电池140可以包括例如但不限于锂电池组等等。采样变压器102还被耦合到外部电路(未示出)，该外部电路能够运行以例如但不限于使用采样变压器102测量的电压。采样变压器102测量的电压被储存在采样电容器118 上。外部电路可以包括例如但不限于电池平衡电路等，该电池平衡电路被用来平衡锂离子电池组中的电池的电压。采样变压器102还被耦合到脉冲驱动开关104、电压钳位机构106 和同步采样开关110。在脉冲驱动开关104、电压钳位机构106和同步采样开关110的控制下，采样变压器102在采样变压器输出122上提供第一电池组电池输出120上的电压(即， 120与1 之间的电压)，具有高准确性并且最小电流通过采样变压器102。以此方式，电池组电池116的电压可以通过测量采样变压器102的输出来被准确地控制/测量，如在图 3讨论的情况下更详细地解释的。脉冲驱动开关104通过公共节点IM被耦合到电压钳位机构106和采样变压器 102。脉冲驱动开关104还通过驱动线1 被耦合到驱动装置108并由驱动装置108驱动。 脉冲驱动开关104根据由时钟114的第一相位引起的触发和停用而选择性地允许电流从第一电池组电池输出120(采样变压器102的输入120)并且穿过采样变压器102流动到第二电池组电池输出128。电压钳位机构106通过公共节点IM被耦合到脉冲驱动开关104和采样变压器 102。电压钳位机构106还通过驱动线142被耦合到驱动装置108并由驱动装置108驱动。 电压钳位机构106被接地到第二电池组电池输出128。电压钳位机构106能够运行以平衡伏特-秒，并强制采样变压器102中的平均磁化电流到大约零安培。驱动装置108通过驱动线1 被耦合到脉冲驱动开关104并通过驱动线142耦合至电压钳位机构106。驱动装置108根据由时钟114的第一相位引起的触发和停用而驱动脉冲驱动开关104以控制采样变压器102。驱动装置108根据由时钟114的第二相位引起的触发和停用而驱动电压钳位机构106以控制采样变压器102。时钟114的第二相位基本与时钟114的第一相位异相。驱动装置108可以包括例如但不限于变压器，该变压器包括一个初级绕组(第一电感线圈)(未示出)和至少一个次级绕组(第二电感线圈)(未示出)，初级绕组耦合在驱动电路112的第一输出130与公共接地点132之间，次级绕组耦合在驱动线1 与第二电池组输出1 之间。至少一个次级绕组还可以被耦合在驱动线142 与第二电池组输出1 之间。可替换地，至少一个次级绕组的两个次级绕组中的一个还可以通过驱动线142被耦合到电压钳位机构106。同步采样开关110被耦合到驱动电路112的第二输出134和采样变压器102的第二线圈输出136。同步采样开关110还被接地到公共接地点132。同步采样开关110根据由时钟114的第一相位引起的触发和停用而将采样变压器102电耦合到采样电容器118和使采样变压器102与采样电容器118电解耦。当同步采样开关110被时钟114的第一相位触发时，同步采样开关110将采样变压器102耦合到公共接地点132，并且电流可以通过采样变压器102的第二线圈输出136并在其控制下流动到公共接地点132或者从公共接地点132流动，并且流动到采样电容器118或从采样电容器118流动。以此方式，采样变压器102被电耦合到采样电容器118。当同步采样开关110被时钟114的第一相位停用时，同步采样开关110将采样变压器102与公共接地点132解耦，并且电流可以不通过采样变压器102的第二线圈输出136流动到公共接地点132或从公共接地点132流动，并流动到采样电容器118或从采样电容器118流动。以此方式，采样变压器102从采样电容器118解耦。驱动电路112被耦合到驱动装置和同步采样开关，并且能够运行以根据由时钟114的第一相位引起的触发和停用而同时接通脉冲驱动开关104和同步采样开关110，同时断开电压钳位机构106。此外，驱动电路112能够运行以根据由时钟114的第二相位引起的触发和停用而大体同时断开脉冲驱动开关104和同步采样开关110，同时断开电压钳位机构106。驱动电路112可以通过导线138耦合到时钟114。时钟114可以包括例如但不限于单相位时钟、双相位时钟等等。双相位时钟是其信号在两个不同的信号相位中起作用的时钟。例如，通过例如但不限于将信号耦合到CMOS电路的互补栅极(complimentary gate)、将信号相位时钟耦合到变压器并使用可交替极性连接等等而使用时钟信号的上升沿和下降沿，单相位时钟信号可以被用作双相位时钟。时钟114可以包括例如但不限于单相位时钟，并且双相位功能可经由到驱动装置TXl的耦合连接得到，如下面将关于图3的讨论而描述的。图2是根据本公开的实施例的示例性电池遥测采样和保持放大器系统200的图示说明。电池遥测采样和保持放大器系统200包括电池遥测采样和保持放大器电路202 (S/H电路202)、电池组204和时钟电路206。时钟电路206可以包括例如但不限于大约5%、大约10%、大约20%等等的占空比。电池组204包括电压为例如但不限于大约100V等的组合电压的一组电池组电池。电池组204包括表示该组电池组电池的两个电压源。第一源表示将由S/H电路202测量的电池Vcell。第二源Vcm表示一组25个串联连接的电池。电池Vcell可以包括例如但不限于大约4V等的电压。电池Vcell可以通过导线208/210被耦合到S/H电路202，导线208/210分别包括例如但不限于大约1欧姆等的电阻Rl和R10。导线208/210之间的电容C7可以包括但不限于大约IOuF等。S/H电路202包括采样变压器(TX2)、脉冲驱动开关(FET Q10)、电压钳位机构^jll和Cl)、用于驱动脉冲驱动开关(FET Q10)的驱动装置(TX1)、同步采样开关0)9)和驱动电路(Vclk)。S/H电路202可以具有与图1的实施例类似的功能、材料和结构。因此，在此不再赘述共同的特征、功能和元件。来自驱动电路Vclk的窄时钟脉冲由驱动装置TXl变压器耦合到QlO和Qll以大体同时接通QlO和断开Q11。窄时钟脉冲被电容地(即，经由C3)耦合到Q9，并且被DC恢复(即，经由R14、R8和Q4)以施加驱动电压到Q9，使得Q9与QlO同时接通。当Q9和QlO 被接通时，电池电压被施加到采样变压器TX2的初级绕组P1。采样变压器TX2的次级绕组 Sl被耦合到电容器C5，并且将电池遥测电压CELL_TM充电到等于电池电压Vcell的电压。当时钟脉冲为低时，Q9和QlO被断开并且Qll被接通。在稳态下(很多窄时钟脉冲之后)，电容器Cl两端的平均电压增加到一电压，该电压基本准确地平衡施加到采样变压器TX2的初级绕组Pl的伏特-秒(volt-seconds)。当伏特-秒的平衡发生时，采样变压器TX2中的磁化电流稳定到接近零的电流。因此，由于平均磁化电流为零，由在与各种寄生电阻中流动的磁化电流引起的错误可以忽略，该寄生电阻与从电池组电池到采样变压器 TX2的初级绕组的“接通”时间通道有关。由于电容器Cl上的电压自调节以保持近似“零”磁化电流，错误没有明显地受到采样变压器TX2、开关频率或电池电压Vcell的幅值的影响。此外，Vcell可以是略副的或正的，并且准确性不受影响。FET Q9、Q10、Q11中的每一个均可以包括用于从它们各自的栅极去除DC偏压的电路。例如但不限于，Q9可以被耦合到电阻器R8和R14以及FET Q4，以从Q9和C3去除DC 偏压，使得Q9合适地响应来自时钟电路206的时钟信号。QlO可以例如但不限于被耦合到电阻器R9和Rll以及FET Q8以去除DC偏压，使得QlO合适地响应来自变压器TXl的次级绕组Sl的时钟信号。Qll可以例如但不限于被耦合到电阻器R2和R6以去除DC偏压，使得 Qll合适地响应来自变压器TXl的次级绕组Sl的时钟信号。S/H电路202的电阻器R1、R2、R3、R6、R8、R9、R10、R11和R14可以具有以下电阻， 例如但不限于大约1 Ω (欧姆)的R1、大约IkQ (千欧姆)的R2、大约100 Ω的R3、大约 IOOkQ的R6、大约IOOkQ的R8、大约20k Ω的R9、大约1Ω的RlO、大约10 Ω的Rll和大约IOkQ的R14。S/H电路202的电容器Cl、C2、C3、C4、C5、C6和C7可以具有以下电容， 例如但不限于大约470nF的Cl、大约IOOpF的C2、大约500pF的C3、大约InF的C4、大约 IOOnF的C5、大约470nF的C6和大约IOuF的C7。图3是根据本公开的实施例的示例性电池遥测采样和保持放大器系统300的图示说明。电池遥测采样和保持放大器系统300包括电池遥测采样和保持放大器电路302 (S/H 电路302)、电池组304和时钟电路306。时钟电路306可以具有例如但不限于大约5%、大约10、大约20%等等的占空比。 时钟电路306经由电容器C6和电阻器R3被电容地耦合到变压器TXl的初级绕组Pl。电容器C6和电阻器R3可以分别具有例如但不限于470nF的电容和100欧姆的电阻。变压器TXl的次级绕组S2与变压器TXl的初级绕组Pl同相耦合，并且经由栅极 QlOG和源极QlOS同相耦合到脉冲驱动开关(FETQlO)。以此方式，变压器TXl的次级绕组 S2能够运行以基本将来自时钟电路306的时钟信号传递到与时钟信号基本同相(第一相位)的脉冲驱动开关(FET Q10)。变压器TXl的次级绕组Sl被同相耦合到变压器TXl的初级绕组P1，并且经由栅极 QllG和源极QllS被同相耦合到电压钳位机构0)11和Cl)。以此方式，变压器TXl的次级绕组Sl能够运行以基本将来自时钟电路306的时钟信号传递到具有与时钟信号基本反向的相位(第二相位)的电压钳位机构toil和Cl)。
时钟电路306还被(同相)耦合到FET Q9，FET Q9耦合在变压器TX2的次级绕组S1(S卩，在漏极Q9D)与地之间。以此方式，脉冲驱动开关(FET Q10)被来自时钟电路306的时钟信号同相触发，其允许采样变压器TX2与来自时钟电路306的时钟信号同相操作。通过具有例如但不限于大约10%的短占空比，来自时钟电路306的时钟信号可以包括触发采样变压器TX2非常短时间段的脉冲。电池组304包括电压为例如但不限于大约100V等的组合电压的一组电池组电池。电池组304包括表示该组电池组电池的两个电压源。第一源表示将由S/H电路302测量的电池Vcelll。第二源Vcell2表示一组25个串联连接的电池。电池Vcelll可以包括例如但不限于大约4V等的电压。S/H电路302包括采样变压器(TX2)、脉冲驱动开关(FET Q10)、电压钳位机构^jll和Cl)、用于驱动脉冲驱动开关的驱动装置、同步采样开关^!9)和驱动电路。S/H电路302可以具有与图1-2中所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，在此不再赘述共同的特征、功能和元件。脉冲驱动开关(FET Q10)和电压钳位机构Olll和Cl)在节点QlOD处被耦合到采样变压器(TX2)。在驱动时钟CLK的驱动时钟脉冲为高的时间期间进行采样。CLK的驱动时钟信号是通过TXl被耦合以施加驱动时钟信号到QlO和Qll的变压器。驱动时钟脉冲被电容地(即，经由C3)耦合并被DC恢复(S卩，经由R14、R8和Q4)以施加驱动电压到Q9。当驱动时钟脉冲为高时，Q9和QlO被接通。当QlO接通时，Vcelll被耦合到采样变压器TX2的初级绕组P1。在采样变压器TX2的次级绕组Sl处的输出电压与被施加到TX2的初级绕组Pl的电压成比例。由于在这时Q9被接通，电容器C5充电到与电池电压Vcelll成比例的电压。如果采样变压器TX2比率为1 1，则输出电压VTM近似等于cell+与cell-之间的电池电压。当CLK的时钟输出达到零时，Q9和QlO被断开。由于Q9被断开，电容器C5将保持充电到在CLK的驱动时钟脉冲期间建立的电压。而且，当时钟输出到零时，Qll被接通，将采样变压器TX2连接在cell+与QllS之间，QlIS也是Cl的正极侧。在多个循环之后，在QlIS处的电压将充电到大于Vcel 11的电压，使得采样变压器TX2两端的平均电压为零伏特。由于采样变压器TX2的初级绕组Pl两端的平均电压是零伏特，采样变压器TX2的磁感应中的平均电流将也是零。因此，输出电压将不会明显地受到随着温度或寿命变化的采样变压器TX2的参数变化的影响。此外，S/H电路302将不会明显地受到时钟CLK的频率变化或脉冲宽度变化的影响。每个FET Q9、QlO和Qll均可以包括用于从它们各自的栅极去除DC偏压的电路。例如但不限于，Q9可以被耦合到电阻器R8和R14以及FET Q4，以从Q9和C3去除DC偏压，从而Q9合适地响应来自时钟电路306的时钟信号。QlO可以例如但不限于被耦合到电阻器R1、R3和R4以及FET Q8，以去除DC偏压，从而QlO合适地响应来自变压器TXl的次级绕组S2的时钟信号。Qll可以例如但不限于被耦合到电阻器R2和R5以及二极管D3以去除DC偏压，从而Qll合适地响应来自变压器TXl的次级绕组Sl的时钟信号。 S/H电路302的电阻器Rl、R2、R3、R4、R5、R8和R14可以具有以下电阻，例如但不限于大约IkQ的R1、大约IOkQ的R2、大约100 Ω的R3、大约IkQ的R4、大约100 Ω的R5、大约 IOOkQ 的 R8 和大约 IOkQ 的 R14。S/H 电路 302 的电容器 Cl、C2、C3、C4、C5、C6和C7可以具有以下电容，例如但不限于大约470nF的Cl、大约IOOpF的C2、大约500pF的 C3、大约InF的C4、大约IOOnF的C5、大约470nF的C6和大约IOuF的C7。图4是电池遥测采样和保持放大器系统200的示例性增益曲线图400的图示说明，其示出根据本公开的实施例的TM电压输出-电池电压。图4示出TM电压输出404的线性度。当电池电压从-0. 2V变化到+5V时，TM电压输出404在+/-0. 2%内与校准曲线402 匹配(Y = 0. 99989X+0. 0012，直线方程)。如果不执行校准，则TM电压输出404将在负的大约0. 2到4. 3mV内仍匹配电池电压，如下面在表格500中所示。图5是根据本公开的实施例的电池遥测采样和保持放大器系统200的TM电压分析结果的示例性表格500的图示说明。表格500示出电池电压502、分析结果504、计算出的增益506、计算出的偏差508、计算出的输出510、校准误差512和未校准误差514。图6是根据本公开的实施例的电池遥测采样和保持放大器系统200的示例性误差分析表格600的图示说明。表格600示出相对于在Vcell等于4V的输入参数602的输出电压变化620。磁感应604的变化改变Vcell 606，这引起< 0. ImV的输出电压变化620。类似地，采样频率608的变化改变Vcell 610，这引起< 0. ImV的输出电压变化620。占空比 612的变化改变Vcell 614，这引起< 0. 2mV的输出电压变化620。并且线束电阻(harness resistance) 616的变化改变Vcell 618，这引起< ImV的输出电压变化620。根的平方和(RSQ误差622为大约1. 0488。基于中心极限定理，RSS将几个设计参数的统计分布组合成信号高斯分布，其以电压变化的可变性为特征。最差的性能可以被限定为电压组合分布的3 σ (三个标准偏差)值。极值分析(EVA)误差624为大约1. 6mV。EVA误差分析分析了数据角点(data corner)(如，典型值、最小值和最大值)处参数的组合，数据角点导致最差的性能测量。图7是示出根据本公开的实施例的电池遥测过程700的示例性流程图的图示说明。与过程700相关的被执行的各种任务可以通过软件、硬件、固件或其任意组合被机械地执行。应该意识到过程700可以包括任意数量的额外的或可替换的任务，在图7中示出的任务不需要以图示的顺序被执行，并且过程700可以被合并到具有此处没有详细说明的额外的功能的更复杂的程序或过程中。为了图示说明的目的，过程700的以下描述可能涉及上面结合图1-6提及的元件。在实际的实施例中，过程700的多个部分可以由系统100(图 1)的不同元件执行，例如采样变压器102、脉冲驱动开关104、电压钳位机构106、驱动装置 108、同步采样开关110、驱动电路112。过程700可以具有与图1_6所示的实施例类似的功能、材料和结构。因此，在此不再赘述共同的特征、功能和元件。过程700可以开始于通过使用电压钳位机构106平衡伏特-秒来强制采样变压器 102中的平均磁化电流到近似零安培(任务702)。过程700可以继续以触发脉冲驱动开关104和同步采样开关110，并大体同时停用电压钳位机构106 (任务704)。过程700可以继续以停用脉冲驱动开关104和同步采样开关110，并大体同时触发电压钳位机构106 (任务706)。过程700可以继续以在采样变压器102的输入120处接收来自电池组电池116的电流(任务708)。过程700可以继续以测量在采样变压器102的输出处的电压以获得测量的电压(任务710)。过程700可以继续以基于所测量的电压控制电池组电池116的电池的电压平衡(任务712)。图8是示例性流程图的图示说明，其示出用于使用根据本公开的实施例的电池遥测采样和保持放大器系统的过程800。与过程800相关的被执行的各种任务可以由软件、硬件、固件或其组合被机械地执行。应该意识到过程800可以包括任意数量的额外的或可替换的任务，图8中示出的任务不需要以图示说明的顺序被执行，并且过程800可以被合并到具有此处没有详细描述的额外功能的更复杂的程序或过程中。为了图示说明的目的，过程800的以下描述可能涉及以上结合图1-7提及的元件。在实际的实施例中，过程800的多个部分可以由系统100(图1)的不同元件执行，例如采样变压器102、脉冲驱动开关104、电压钳位机构106、驱动装置108、同步采样开关110和驱动电路112。过程800可以具有与图1-7中所示的实施例类似的功能、材料和结构。因此，在此不再赘述共同的特征、功能和元件。过程800可以开始于在采样变压器102的输入120处接收来自电池组电池116的电流(任务802)。过程800可以继续以通过使用电压钳位机构106平衡伏特-秒来强制采样变压器102中的平均磁化电流为近似零安培(任务804)。过程800可以继续以触发脉冲驱动开关104和同步采样开关110，并大体同时停用电压钳位机构106 (任务806)。过程800可以继续以停用脉冲驱动开关和同步采样开关110，并且大体同时触发电压钳位机构106 (任务808)。过程800可以继续以在采样变压器102的输出处测量电压以获得测量的电压(任务810)。过程800可以继续以基于所测量的电压控制电池组电池116的电池的电压平衡(任务812)。 以此方式，来自高电压源的电压被准确地测量。以上描述涉及被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如此处使用的，除非另外明确地说明，“连接”表示一个元件/节点/零件被直接接合(或直接连通)到另一个元件/节点/零件，并且不必是机械地连接。同样，除非另外明确地说明，“耦合”表示一个元件/节点/零件被直接或间接地接合(或直接或间接地连通)到另一个元件/节点/零件，并且不必是机械地连接。因此，尽管图1-3描述了元件的示例性布置，但另外的中间元件、装置、零件或组件可以存在于本公开的实施例中。除非另外明确地说明，本文件中使用的术语和短语以及其组合应该被理解为开放式而不是限制式的。如前面的示例术语“包括”应该被读作“包括但不限于”等的含义；术语“示例”被用来在讨论中提供项目的示例性实例，不是其详尽的或限制性的列举；以及例如“常规”、“传统”、“通常”、“标准”、“已知”的形容词和类似含义的术语不应该被理解为限制项目被描述至给定的时间段或者给定时间可用的项目，相反，应该被理解为包括现在或在将来的任何时候可得到或已知的常规、传统、通常或标准技术。同样，与连接词“和”相关的一组术语不应该被理解为要求这些术语中的每一个都成组出现，而应该被理解为“和/
11或”，除非另外明确地说明。类似地，与连接词“或”相关的一组术语不应该被理解为要求在组之间的相互排他性，而应该被理解为“和/或”，除非另外明确地说明。此外，尽管本公开的术语、元件或组件可以以单数描述或要求保护，但复数也在其范围以内，除非明确表述为限制为单数。在一些实例中拓宽词和短语例如“一个或更多个”、“至少”、“但不限于”或其它类似短语的存在将不被理解为表示在没有这些拓宽词的实例中意欲为或要求为更窄的情况。
权利要求
1.一种电池遥测采样和保持放大器系统，其包括 采样变压器；耦合到所述采样变压器的脉冲驱动开关；电压钳位机构，其耦合到所述采样变压器并且能够运行以平衡伏特-秒并强制所述采样变压器中的平均磁化电流到大约零安培；驱动装置，其耦合到所述脉冲驱动开关和所述电压钳位机构并且能够运行以驱动所述脉冲驱动开关和所述电压钳位机构；同步采样开关，其耦合到所述采样变压器并且能够运行以将所述采样变压器电耦合到采样电容器；以及驱动电路，其耦合到所述脉冲驱动开关、所述电压钳位机构和所述同步采样开关，并且能够运行以同时接通所述脉冲驱动开关和所述同步采样开关，同时断开所述电压钳位机构。
2.根据权利要求1所述的电池遥测采样和保持放大器系统，其中所述驱动电路还能够运行以断开所述脉冲驱动开关和所述同步采样开关，且大体同时接通所述电压钳位机构。
3.根据权利要求1所述的电池遥测采样和保持放大器系统，其中所述驱动电路包括耦合至其的时钟。
4.根据权利要求1所述的电池遥测采样和保持放大器系统，其还包括耦合至所述采样变压器的电池组；并且其中所述电池组包括以下中的至少一个锂电池组、锂离子电池组、锂聚合物电池组、 锂硫电池组和燃料电池。
5.一种用于电池遥测的方法，所述方法包括通过使用电压钳位机构平衡伏特-秒而强制采样变压器中的平均磁化电流为大约零安培；以及触发脉冲驱动开关和同步采样开关，并且大体同时停用所述电压钳位机构。
6.根据权利要求5所述的方法，其中同步采样开关将所述采样变压器连接到采样电容器。
7.根据权利要求5所述的方法，其还包括停用所述脉冲驱动开关和所述同步采样开关，并且大体同时触发所述电压钳位机构； 在所述采样变压器的输入处接收来自电池组电池的电流；以及在所述采样变压器的输出处测量电压以获得测量的电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包括基于所测量的电压控制电池组的电池电压平衡；并且其中所述电池组包括以下中的至少一个锂电池组、锂离子电池组、锂聚合物电池组、 锂硫电池组和燃料电池。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述脉冲驱动开关和所述同步采样开关被第一信号驱动； 所述电压钳位机构被第二信号驱动； 所述第一信号包括时钟的第一相位；以及所述第二信号包括所述时钟的第二相位。
10.一种使用电池遥测采样和保持放大器系统的方法，所述方法包括在采样变压器的输入处接收来自电池组电池的电流；通过使用电压钳位机构平衡伏特-秒而强制所述采样变压器中的平均磁化电流为大约零安培；以及触发脉冲驱动开关和同步采样开关，并且大体同时停用所述电压钳位机构。
11.根据权利要求10所述的方法，其还包括停用所述脉冲驱动开关和所述同步采样开关，并且大体同时触发所述电压钳位机构；以及在所述采样变压器的输出处测量电压以获得测量的电压。
12.根据权利要求11所述的方法，其还包括基于所测量的电压控制电池组的电池电压平衡；并且其中所述电池组包括以下中的至少一个锂电池组、锂离子电池组、锂聚合物电池组、锂硫电池组和燃料电池。
全文摘要
本发明涉及电池遥测采样和保持放大器。公开了一种用于电池遥测的系统和方法。通过使用电压钳位机构平衡伏特-秒而强制采样变压器中的平均磁化电流为大约零安培。此外，脉冲驱动开关和同步采样开关被触发，并且大体同时停用电压钳位机构。
文档编号G01R19/00GK102565504SQ20111034819
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月3日 优先权日2010年11月9日
发明者R·M·马蒂内利 申请人:波音公司