[发明专利]用于测量电压的电路装置

说明书

一种用于测量电压的电路装置，所述电路装置具有分压器(18)、积分元件和分析处理单元，其中，所述分压器(18)在输入端(12)上接收表示待测量电压的第一信号，所述分压器包括第一开关元件和第二开关元件并且能够处于第一状态和第二状态，在第一状态中，第一开关元件导通并且第二开关元件不导通，在第二状态中，第一开关元件不导通并且第二开关元件导通，并且该分压器在处于第一开关元件与第二开关元件之间的输出端上输出第二信号，该积分元件构造用于接收第二信号并且输出第三信号，分析处理单元设置用于接收和分析处理第三信号，以便确定所述电压的值。

技术领域

本发明涉及一种用于测量电压、尤其电池电压的电路装置以及一种用于借助这种电路装置测量电压的方法。

背景技术

用于汽车电子的、尤其用于自动化驾驶领域的中央计算单元通常需要大于300W的供电功率。在12V的供电电压下，这种功率会导致超过25A的电流。在如今规定的欠电压的情况下，这种功率甚至导致超过40A的电流。为了(例如根据需要)缓冲例如20ms的供电电压骤降，在2V偏移的情况下需要400mF的电容。应注意的是，在这种场景中，所有对诸如EEPROM、SD卡等非易失性存储介质的访问都必须“干净地”终止。此外，如果可能的话，应对数据备份。问题是，在车辆中没有用于容量为400mF的电容器的空间。

因此，只存在提早卸负载的可能性。在这种情况下，如果有必要可以将大型计算机置于省电模式，因为访问非易失性存储器要比提供数据慢得多。

因此，需要准确测量电池电压，从而可以提早识别电压骤降。通常，为此使用电阻分压器，在一些情况下，该电阻分压器还安装有FET开关(FET：场效应晶体管)，以节省静态电流并将电压分压到微控制器的模数转换器(ADC)的测量范围内。电阻还通过降低流过保护二极管的电流来保护该测量微控制器免受过电压影响。在此，ADC输入端之前的电容器使测量稳定。

然而，这种电路的一个问题是准确性。电阻的2％的公差(即6σ)、老化、温度梯度就已导致分压器的4％的公差。另外，还存在ADC的公差以及ADC的电压参考(这通常是指微控制器的供电电压)的公差。这在大多数情况下还导致额外增加4％。如果以线性方式相加，则公差为8％。

假设分压比例(Teiler)为1:10。在最坏的情况下，这是1:10.8。8V的最小规定工作电压导致，控制设备从7.4V的测量电压起才允许卸载功能。相应地，能量储备必须更大。因此，将更多精力放在准确的电池电压测量上是合理的。

发明内容

在此背景下，提出一种电路装置和一种测量电压的方法。

所提出的电路装置用于测量电压、尤其电池电压。该电路装置例如在机动车中用于测量在机动车中使用的电池的电压。

该电路装置具有分压器、积分元件和分析处理单元，其中，分压器在输入端上接收表示待测量电压的第一信号，该分压器包括第一开关元件和第二开关元件并且能够处于第一状态和第二状态，在第一状态中第一开关元件导通并且第二开关元件不导通，在第二状态中第一开关元件不导通并且第二开关元件导通，并且该分压器在输出端上输出第二信号，该输出端处于第一开关元件与第二开关元件之间。

因此，也可被称为时间分配器(Zeitenteiler)的分压器是如下元件：该元件被操控为使得其能够呈现两个状态。因此，借助合适的操控信号的操控，能够实现这种分压器或者说时间分配器的一种时钟化运行。

积分元件构造用于接收由分压器输出的第二信号并且输出经相应处理的第三信号。

分析处理单元设置用于接收和分析处理第三信号，以便确定电压的值。以这种方式，可以非常准确地确定并因此测量电压(例如电池电压)。