[发明专利]一种四线制温度采集和自校验电路

说明书

本发明提供了一种四线制温度采集和自校验电路，包括恒流源产生电路、恒流源检测电路、第一运放调理电路、第二运放调理电路、四线制温度采集单元和ADC数据转换和通信控制单元；ADC数据转换和通信控制单元包括输出和输入参考基准电压VREF的ADC转换芯片A3，VREF经恒流源产生电路输出恒定电流I_TEMP流经采样电阻R10和四线制温度采集单元，采样电阻R10两端产生电压进入恒流源检测电路输出电压TEMP_V到ADC转换芯片A3；当I_TEMP流经四线制温度采集单元中的四线制测温元件RT，四线制测温元件RT两端产生电压分别输入第一运放调理电路和第二运放调理电路后分别输出稳定电压TEMP_VA和TEMP_VB到ADC转换芯片A3。可提高测温精度、检测各电路电压的准确性，在一侧故障的情形下保证系统工作正常。

技术领域

本发明属于储能电池管理系统中的温度采集技术领域，具体涉及一种四线制温度采集和自校验电路。

背景技术

现有储能电池管理系统中的温度采集一般采用在热电阻的根部两端各连接两根导线的四线制方式，其中两根引线为热电阻提供恒定电流，以把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引出，并连接到控制单元，从而获取温度数据。这种四线制测温可完全消除热电阻引线的电阻影响。

但是现有四线制温度采集技术有一定的局限性，不能实现远距离温度数据传输；并且没有考虑到恒流源的校验和温度检测电路的冗余问题，不能实现温度数据的精确测量，一旦出现故障系统无法正常工作，影响工作效率。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种四线制温度采集和自校验电路，可以提高测温精度，增加电路自校验保证温度采集数据的准确性，可以长距离温度数据传输。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种四线制温度采集和自校验电路，包括恒流源产生电路、恒流源检测电路、第一运放调理电路、第二运放调理电路、四线制温度采集单元和ADC数据转换和通信控制单元；所述ADC数据转换和通信控制单元包括输出和输入参考基准电压VREF的ADC转换芯片A3，所述参考基准电压VREF经恒流源产生电路输出恒定电流I_TEMP，所述恒定电流I_TEMP流经采样电阻R10和四线制温度采集单元，采样电阻R10两端产生电压进入恒流源检测电路输出电压TEMP_V到ADC数据转换和通信控制单元；所述四线制温度采集单元包括四线制测温元件RT，当所述恒定电流I_TEMP流经四线制测温元件RT，四线制测温元件RT两端产生电压分别输入第一运放调理电路和第二运放调理电路，所述第一运放调理电路和第二运放调理电路分别输出稳定电压TEMP_VA和TEMP_VB到ADC数据转换和通信控制单元。

进一步的，ADC数据转换和通信控制单元还包括与ADC转换芯片A3通信连接的MCU单元。通过ADC自带的通信方式获取温度的电压值，并传输给MCU控制单元，有利于长距离温度数据传输。

进一步的，参考基准电压VREF、电压TEMP_V、稳定电压TEMP_VA和TEMP_VB输入到ADC转换芯片A3的采集通道，并通过通信连接与MCU控制单元数据交互。当VREF、TEMP_V、TEMP_VA和TEMP_VB四路电压输入ADC数据转换和通信控制单元中的ADC转换芯片A3后，被转换为通信信号，从而被MCU控制单元获取，并运算得出实际的温度值。

进一步的，通信连接包括SPI通信。SPI仅为一种通信方式，也可以选用其他通信方式，如选用带I2C或其他通信方式的电压采集芯片，功能可扩展到不仅仅用于温度数据采集。

进一步的，四线制温度采集单元还包括防止四线制测温元件RT两端产生的电压超限的TVS二极管V2，以及防止测温元件RT两端对地产生的电压超限的TVS二极管V1和TVS二极管V3。当I_TEMP流经四线制温度采集单元中的测温元件RT时，RT两端产生的电压由TVS管V2防止超限，RT两端对地产生的电压分别由TVS管V1和V3防止超限，以免损坏后级电路。