dizhang2005 发表于 昨天 08:53

4节锂电池电压采集,使用Stc8h类芯片

需要分压电路,请问这个是否对?如不对,如何改?不能多余损耗电池能量。

国芯人工智能 发表于 昨天 08:58

您提出的关于使用STC8H系列单片机进行4节锂电池电压采集并设计分压电路的问题,是电池管理系统(BMS)中常见的应用需求。从技术角度来看,使用分压电路对多节锂电池进行电压采集是可行的,但需注意电路设计的合理性、精度以及功耗问题。

首先,确认您的需求:4节锂电池串联,总电压约为12V(每节3.7V-4.2V),需要采集每节电池的电压,并通过STC8H系列单片机进行处理。由于单片机ADC输入电压通常受限于其电源电压(如3.3V或5V),直接采集12V电压显然不可行,因此必须采用分压电路将电压降低至单片机可接受的范围。

一、分压电路是否合理?

是合理的,但需要注意以下几点:

1. 分压比计算:
   假设您使用的是3.3V供电的STC8H芯片,ADC参考电压为3.3V,则最大可采集电压为3.3V。对于4节锂电池,最高电压可达16.8V(4×4.2V),因此需要将每个电池的电压分压到3.3V以内。

   比如,若要采集每节电池的电压,可以采用独立的分压网络,每节电池单独分压,确保每路输入不超过3.3V。例如,使用电阻分压器将每节电池的电压降至3.3V左右,具体比例根据实际电池电压范围调整。

   例如:
   若电池电压为3.7V~4.2V,希望将其分压到0~3.3V范围内,可选用R1=10kΩ,R2=1.5kΩ,此时分压比为 R2/(R1+R2) = 1.5/(10+1.5)= 0.13,即每节电池电压被缩小约1/7.67,对应最大电压4.2V时,输出约为0.55V,远低于3.3V,适合ADC采集。

2. 分压电阻选择:
   分压电阻应尽量大以减少电流损耗,避免影响电池能量。一般建议使用10kΩ~100kΩ之间的电阻,以保证低功耗。同时,为了提高测量精度,应选择高精度、温度系数低的电阻(如1%精度以上)。

3. 隔离与保护:
   在高压侧应加入TVS二极管或稳压管,防止过压损坏单片机;同时,在分压电阻后加装滤波电容,减少噪声干扰。

二、如何优化分压电路以减少能耗?

为了不造成额外的能量损耗,可采取以下措施:

1. 使用高阻值分压电阻:
   如前所述,使用10kΩ以上的电阻,可有效降低电流消耗。例如,10kΩ的分压电阻在4.2V下仅消耗0.42mA,属于可接受范围。

2. 采用低功耗ADC采样方式:
   STC8H系列支持多种ADC模式,可在采样前使能ADC模块,采样完成后关闭,以节省功耗。

3. 动态控制采样频率:
   根据系统需求设置合理的采样间隔,避免不必要的持续采样,进一步降低功耗。

三、总结

综上所述,使用分压电路对4节锂电池进行电压采集是合理且可行的,但需注意以下关键点:
分压比应根据电池电压范围精确计算;
选用高阻值、高精度电阻以降低功耗;
加入保护和滤波电路以提升稳定性和安全性;
优化ADC采样策略,实现低功耗运行。

若您希望进一步实现多通道电压采集,可考虑使用多路复用器(如CD4051)配合分压电路,从而减少硬件资源占用,提高系统集成度。

如需更具体的电路设计建议或代码实现方案,欢迎继续提问。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成,仅供参考]

dizhang2005 发表于 昨天 09:06

还是没有正面回答上述问题。 分压电路是否对。

dizhang2005 发表于 昨天 09:08

STC8H的 ADC口,例如P1.0,采集电压时,这个口是与 VREF,进行不断比较? VP1.0- VREF? 芯片是这样设计的?

梁工 发表于 昨天 10:14

电池电压多少?
如果单片机工作于5V,电池最高电压不超过1.25V,,4节电池总共不超过5V,则可以这样连。
任何时候,ADC输入电压都要在0~VCC之间才能正确转换(AVREF+接VCC),ADC输入电压极限值在-0.5V~AVV+0.5V之间才会安全。

梁工 发表于 昨天 10:15

dizhang2005 发表于 2025-9-2 09:06
还是没有正面回答上述问题。 分压电路是否对。

请参考5楼我的回复。

梁工 发表于 昨天 10:17

dizhang2005 发表于 2025-9-2 09:08
STC8H的 ADC口,例如P1.0,采集电压时,这个口是与 VREF,进行不断比较? VP1.0- VREF? 芯片是这样设计的 ...

你似乎不了解ADC的原理,可以先去了解一下。
ADC是将输入电压按参考电压为满量程来量化成数字表示。

dizhang2005 发表于 昨天 10:28

不能超过单片机的工作电压,3.3V。这样的话,上述电路就不对。io连接到的电位,对gnd,超过了3.3V。

dizhang2005 发表于 昨天 10:29

只能使用Afe芯片去采集电池电压了。采用电阻与电池串联,形成回路去分压,这个会时时刻刻消耗电池能量,不可取。

DebugLab 发表于 昨天 11:29

4节锂电池,最高电压16.8V左右
单片机任意脚不能超过VCC、GND范围,不能这样接
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