一个常用的电池包电压检测电路

• 2021-4-16

青春时代是一个短暂的美梦，当你醒来时，它早已消失得无影无踪了。
——莎士比亚

前言

如果要设计一个电池包电压检测电路，并不是直接电阻分压后传入单片机的 AD 检测口就好了，还需要考虑一个问题：检测电路的电阻不能太小，否则如果该电路一直对接着电池包的输出，会一直消耗着电池包的电量，如果长期这样耗着，甚至会导致电池包过放损坏。

本文的电路就是为了应对这个场景，常用在充电器、BMS 等检测电池包的场合，当然，如果类似场景也同样适用。

电路分析

其实就是使用了一个 NMOS 管串联其中，利用 NMOS 管导通时非常小的阻抗和不导通时非常大的阻抗这个特性实现的。
具体分析如下：

当我们不检测电池包电压时，我们希望电池包的电消耗很慢。
所以，我们让对应单片机 IO 口输出低电平时，此时NMOS 管不能导通，表现为一个很大的电阻，最大程度减少电池包电量的损耗。如下图：

当我们要检测电池包电压时，我们让对应单片机 IO 口输出高电平时，此时 NMOS 管 导通，表现为一个很小的电阻，相当于没有，让电阻分压的比例符合设置的比例。如下图：

注意事项

虽然这个电路看起来很简单，但是有一个非常值得注意的地方，就是 NMOS 管的导通压降。

现在常用的单片机电压是 3.3V 和 5V，这里我为什么没有选用 3.3V 呢？ 那我们就用3.3V试一下，效果如下：

由结果可知，得到的电压值不对，不符合电阻分析比例，说明 NMOS 管 M1 没有完全导通。

这是是什么原因呢？ 查看 BSS123 的规格书，看到关键的导通参数：

意思就是说：只有GS两端电压到达2V以上，才能保证 M1 管彻底导通。
所以很明显了，正常情况下此处的 AD 采样点为1.9V，如果要 Vgsth 要大于2V，需要提供 3.9V 的电压，而此时只有3.3V 显然不够。

如何解决这个问题呢？

• 1、选择IO有 5V 输出的单片机（一般供电电压为5V）。
• 2、如果非要选择3.3V的单片机，可以选择 gs 间导通压降比较小的管子。
  或者，增加一个三极管电路放大 3.3V 电压。