本文提出了一種適用于鋰電池的電流監測電路，通過在鋰電池供電環路引入靈敏電阻對電流進行采樣，并使用時鐘控制開關電容運算放大器和高速比較器，實現從模擬信號到數字信號的轉換。在處理器中進行精確電流量的運算，能對過流、短路電流進行保護，也能用于精確計算電池阻抗、電量等相關參數。電路基于 0.18m CMOS 工藝，電源電壓為 2.5 V。對所設計電路進行了仿真驗證。結果表明，該電路在- 40℃～+125℃應用環境溫度范圍內能夠實現對電流的采樣和編碼功能，并且能對充放電動作進行判斷。

　　電流監測電路

　　模/數轉換器（ADC）由采樣、量化和編碼構成。本文設計的鋰電池電流監測系統框圖如圖 1 所示。其中，電容和 AMP 放大器組成開關電容采樣電路，C0MP 高速比較器對數據進行量化，處理器對電路進行數字邏輯控制及編碼。偏置電路提供AMP 放大器自啟動支路并產生 Vbe1和 Vbe4。時鐘模塊控制系統開關，包括 LII、LI2、LI5、LI6、LI38。處理器輸出數字信號 Logic Control 改變量化電容。

　　開關電容采樣電路

　　如圖 2 所示，通過 V+和 V-間的靈敏電阻進行采樣；。Vbe1和 Vbe4是由 BE 結產生的電壓基準；C3 容值用 n（2 的倍數）表示（C 為單位電容值，C1=C2=1C，C3=C4=nC，C5=8C）；時鐘控制為高時開關導通，為低時開關斷開。

　　電池切換模塊設計

　　電池切換模塊由驅動電路和繼電器組成的切換電路陣列組成。其中，每個切換電路單元對應一個電池單體。驅動電路主要由反向器74LS04 和三極管S9013 組成， 受P1 口輸出的控制信號控制，對繼電器的開、閉狀態進行控制。采用可同時轉換兩路信號的雙觸電繼電器4137， 實現對充放電回路和電池狀態檢測回路同時進行切換。利用外部中斷INT1 的中斷控制功能，并通過單片機的P3.6 對兩個切換按鍵狀態進行檢測判斷，同時利用“上移”和“下移”按鍵，實現電池單體間的手工切換。電池單體間的切換單元電路如圖3所示。