電池欠電壓檢測電路的製作方法
2023-04-29 11:04:16 4
專利名稱：電池欠電壓檢測電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路領域，具體而言，涉及一種電池欠電壓檢測電路。
背景技術：
在電池供電的設備中，電池過放電通常會導致電池壽命下降。系統主控晶片通常需要監控電池是否過放電，然後控制充電電路對電路充電，或者採取保護措施(比如斷開負載)。電池在放電過程，電壓會逐步下降，因此可以通過檢測電池欠壓來確定電池是否過放電。傳統的檢測方法是通過MCU的A/D採樣功能，採集電池電壓。由於MCU本身通過電池供電，A/D採樣的參考電壓與電池電壓相關，因此無法準確的採集電壓。為準確採集電壓，需要不受電池電壓影響的基準源。但是，在設計該基準源時，設計電路複雜、佔用MCU的資源、消耗電源電能，並且，對MCU性能提出更高的要求，導致成本增加。針對相關技術中無法通過簡單的電池欠電壓檢測電路實現準確採集電壓的問題， 目前尚未提出有效的解決方案。
實用新型內容本實用新型的主要目的在於提供一種電池欠電壓檢測電路，以解決電池欠電壓檢測電路複雜、準確性差的問題。根據本實用新型的電池欠電壓檢測電路包括直流電源，給電池欠電壓檢測電路供電；分壓電路，第一端用於與電池相連接以採集電池的電壓；電壓基準源，第一端與分壓電路的第二端相連接；以及放大電路，第一端與電壓基準源的第二端相連接，該放大電路用於對來自電壓基準源的檢測信號進行放大，其第二端輸出放大後的檢測信號。進一步地，分壓電路為分壓比可變的分壓電路。進一步地，放大電路的第二端連接至微處理器以輸出電池欠電壓檢測電路的檢測信號至微處理器。進一步地，根據本實用新型的電池欠電壓檢測電路還包括開關電路，連接於電池和分壓電路的第一端之間，用於控制電池欠電壓檢測電路與電池的斷開與連接。進一步地，開關電路還連接至微處理器，以接收來自微處理器的用於控制電池欠電壓檢測電路與電池的斷開與連接的控制信號。進一步地，開關電路包括第一電阻；開關管，第一端與電池相連接，第二端與分壓電路的第一端相連接，第三端用於經由第一電阻與微處理器相連接以接收控制信號；以及第二電阻，第一端與電池相連接，第二端連接於第一節點，其中，第一節點為開關管的第三端與第一電阻之間的節點。進一步地，開關管為MOS管。進一步地，分壓電路包括第三電阻，第一端與電池相連接；以及第四電阻，第一
4端與第三電阻的第二端相連接，第四電阻的第二端接地，其中，第三電阻的第二端與第四電阻的第一端之間設置有第二節點，第二節點與電壓基準源的第一端相連接。進一步地，分壓電路包括第三電阻，第一端與連接開關電路相連接；以及第四電阻，第一端與第三電阻的第二端相連接，第四電阻的第二端接地，其中，第三電阻的第二端與第四電阻的第一端之間設置有第二節點，第二節點與電壓基準源的第一端相連接。進一步地，第三電阻和/或第四電阻為可調變阻器。進一步地，放大電路包括三極體，第一端與電壓基準源的第二端相連接，三極體的第二端與直流電源相連接，第三端接地；第五電阻，連接於三極體的第一端與電壓基準源的第二端之間；第六電阻，第一端連接於直流電源，第二端連接於第三節點，第三節點為第五電阻與三極體的第一端之間的節點；第七電阻，連接於三極體的第三端與地之間，其中， 在三極體的第一端與第七電阻之間設置有第四節點，第四節點與微處理器相連接以輸出電池欠電壓檢測電路的檢測信號至微處理器。通過本實用新型，採用包括以下部分的電池欠電壓檢測電路分壓電路，第一端用於與電池相連接以採集電池的電壓；電壓基準源，第一端與分壓電路的第二端相連接；以及放大電路，第一端與電壓基準源的第二端相連接，放大電路的第二端用於輸出來自電壓基準源的檢測信號，通過分壓電路輸出的電壓反應電池電壓，在分壓電路輸出的電壓高於電壓基準源的參考電壓時，放大電路輸出高電平，在分壓電路輸出的電壓低於電壓基準源的參考電壓時，放大電路輸出低電平，無需基準電源，不佔用MCUA/D 口便可實現電池欠電壓的準確檢測，解決了電池欠電壓檢測電路複雜、準確性差的問題，進而達到了通過簡單的電路準確地檢測電池是否欠壓效果。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖1是根據本實用新型第一實施例的電池欠電壓檢測電路的原理圖；以及圖2是根據本實用新型第二實施例的電池欠電壓檢測電路的原理圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。圖1是根據本實用新型第一實施例的電池欠電壓檢測電路的原理圖，如圖1所示， 該電路包括直流電源，給電池欠電壓檢測電路供電；分壓電路30，第一端用於與電池10相連接以採集電池10的電壓；電壓基準源40，第一端與分壓電路30的第二端相連接；以及放大電路50，第一端與電壓基準源40的第二端相連接，該放大電路50用於對來自電壓基準源 40的檢測信號進行放大，放大電路50第二端輸出放大後的檢測信號。將電池欠電壓檢測電路的檢測結果輸入微處理器以便微處理器進行處理時，放大電路50的第二端連接至微處理器(MCU) 60以輸出該電路的檢測信號至微處理器60。該電路的具體原理闡述如下分壓電路30採集被檢測電池10的電壓，分壓後連接到電壓基準源，電壓基準源內部有基準電壓Vref。當分壓電路30輸出的電壓高於Vref 時，電壓基準源相當於低阻，電流經由該低阻、經放大電路50放大後輸出至微處理器60 ；當分壓電路輸出的電壓低於Vref時，電壓基準源相當於為高阻，電流經由該高低阻、經放大電路50放大後輸出至微處理器60，因此，微處理器60可準確地判斷分壓電路30輸出的電壓與電壓基準源內的基準電壓Vref的關係。又有，分壓電路30輸出的電壓為被檢電池10 電壓的一部分，採用分壓比可調節的分壓電路，能夠達到調節檢測電路的檢測閥值。採用該電路，無需設置基準電源，設計簡單，造價低，同時不佔用MCUA/D 口，降低 MCU的功耗，能夠準確地檢測電池是否欠壓。優選地，該電路還包括開關電路20，連接於電池和分壓電路的第一端之間，用於控制電池欠電壓檢測電路與電池的斷開與連接。在使用微處理器輸出的控制信號控制該開關電路20時，開關電路還用於連接至微處理器60以接收來自微處理器60的控制信號，其中，控制信號用於控制電池欠電壓檢測電路與電池的斷開與連接。採用該開關電路20，用於控制檢測電路與電池的連接與斷開，在不進行檢測時斷開與被檢測電源的連接，從而減小了被檢測電池的功耗。圖2是根據本實用新型第二實施例的電池欠電壓檢測電路的原理圖，如圖2所示， 各部分電路具體由以下電器元件構成開關電路20包括第一電阻R2;開關管，第一端與電池10相連接，第二端與分壓電路的第一端相連接，第三端用於經由第一電阻R2與微處理器相連接以接收控制信號；以及第二電阻R1，第一端與電池相連接，第二端連接於第一節點，其中，第一節點為開關管的第三端與第一電阻R2之間的節點。分壓電路30包括第三電阻R3，第一端與電池10相連接(在設置有開關電路的電池欠電壓檢測電路中，第一端經由開關管與電池10相連接)；以及第四電阻R4，第一端與第三電阻R3的第二端相連接，第四電阻R4的第二端接地，其中，第三電阻R3的第二端與第四電阻R4的第一端之間設置有第二節點，第二節點與電壓基準源的第一端相連接。放大電路50包括三極體Q5，第一端與電壓基準源的第二端相連接，三極體Q5的第二端與直流電源VCC相連接，第三端接地；第五電阻R5，連接於三極體Q5的第一端與電壓基準源的第二端之間；第六電阻R6，第一端連接於直流電源VCC，第二端連接於第三節點，第三節點為第五電阻R5與三極體Q5的第一端之間的節點；第七電阻R7，連接於三極體 Q5的第三端與地之間，其中，在三極體Q5的第一端與第七電阻R7之間設置有第四節點，第四節點與微處理器相連接以輸出電池欠電壓檢測電路的檢測信號即欠壓信號至微處理器。電壓基準源為TL431，TL431的參考端與分壓電路的第二端相連接，TL431的陽極接地，TL431的陰極與放大電路的第一端相連接。該電路的具體原理闡述如下開關電路可以是由P溝道MOS管、第二電阻Rl和第一電阻R2組成。當微處理器輸出的控制信號為低電平時，P溝道MOS管導通，檢測電路與電池連通，電池欠電壓檢測電路開始檢測工作，向微處理器輸出檢測信號；當微處理器輸出的控制信號為高電平時，P溝道MOS管截止，檢測電路與電池斷開，電池欠電壓檢測電路停止檢測工作，因此，可以在不需要進行電池電壓檢測的情況下，斷開電池和負載的連接，從而減小了被檢測電池的功耗。同理，開關管也可以為N溝道MOS管、繼電器、三極體等，微處理器輸出的控制信號相應地進行改變。
R4分壓電路由第三電阻R3和第四電阻R4組成的電路，分壓比為；㈡了，分壓電路
R3 + R4
R4
輸出的電壓為；^7·"。
Kj + /ν 4放大電路由三極體Q5、第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7組成，當分壓電路
R4
輸出的電壓p/| "高於Vref時，TL431的陰極和陽極為低阻，三極體Q5的基極電流增 Kj + /ν 4
R4
大，三極體導通，放大電路輸出電平信號至微處理器；當分壓電路輸出的電壓D/| 低
Kj + /ν 4
於Vref時，TL431的陰極和陽極為高阻，三極體Q5的基極電流減小，三極體截止，放大電路沒有輸出電平信號至微處理器，微處理器確認接收到欠壓信號，確定此時電池欠電壓，從而完成了電池欠電壓的檢測。
R4其中，當第三電阻R3和第四電阻R4採用可調變阻器時，分壓比為D。D/l可調節，
R3 + R4
此時，可根據實際情況設定分壓比，例如，在電池要求較高的應用情形下，減小分壓比，使得電池在欠電壓之前便輸出欠壓信號。從以上的描述中，可以看出，本實用新型實現了如下技術效果無需設置基準電源，設計簡單，造價低，同時不佔用MCUA/D 口，降低MCU的功耗，能夠準確地檢測電池是否欠壓。通過設置開關電路，能夠在不需要欠壓檢測時，斷開電池欠電壓檢測電路與電池的連接，減小被測電池的功耗。通過設置分壓比可變的分壓電路，能夠調節檢測電路的檢測閥值。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種電池欠電壓檢測電路，包括給所述電池欠電壓檢測電路供電的直流電源，其特徵在於，還包括分壓電路，第一端用於與電池相連接以採集所述電池的電壓；電壓基準源，第一端與所述分壓電路的第二端相連接；以及放大電路，第一端與所述電壓基準源的第二端相連接，所述放大電路用於對來自所述電壓基準源的檢測信號進行放大，所述放大電路的第二端輸出放大後的所述檢測信號。
2.根據權利要求1所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述分壓電路為分壓比可變的分壓電路。
3.根據權利要求1所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述放大電路的第二端連接至微處理器以輸出放大後的所述檢測信號至所述微處理器。
4.根據權利要求1所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，還包括開關電路，連接於所述電池和所述分壓電路的第一端之間，用於控制所述電池欠電壓檢測電路與所述電池的斷開與連接。
5.根據權利要求4所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述開關電路還連接至微處理器，以接收來自所述微處理器的用於控制所述電池欠電壓檢測電路與所述電池的斷開與連接的控制信號。
6.根據權利要求5所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述開關電路包括第一電阻；開關管，第一端與所述電池相連接，第二端與所述分壓電路的第一端相連接，第三端用於經由所述第一電阻與所述微處理器相連接以接收所述控制信號；以及第二電阻，第一端與所述電池相連接，第二端連接於第一節點，其中，所述第一節點為所述開關管的第三端與所述第一電阻之間的節點。
7.根據權利要求6所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述開關管為MOS管。
8.根據權利要求1所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述分壓電路包括第三電阻，第一端與所述電池相連接；以及第四電阻，第一端與所述第三電阻的第二端相連接，所述第四電阻的第二端接地，其中，所述第三電阻的第二端與所述第四電阻的第一端之間設置有第二節點，所述第二節點與所述電壓基準源的第一端相連接。
9.根據權利要求4所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述分壓電路包括第三電阻，第一端與所述連接開關電路相連接；以及第四電阻，第一端與所述第三電阻的第二端相連接，所述第四電阻的第二端接地，其中，所述第三電阻的第二端與所述第四電阻的第一端之間設置有第二節點，所述第二節點與所述電壓基準源的第一端相連接。
10.根據權利要求8或9所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述第三電阻和/ 或所述第四電阻為可調變阻器。
11.根據權利要求1所述的電池欠電壓檢測電路，其特徵在於，所述放大電路包括三極體，第一端與所述電壓基準源的第二端相連接，所述三極體的第二端與直流電源相連接，第三端接地；第五電阻，連接於所述三極體的第一端與所述電壓基準源的第二端之間；第六電阻，第一端連接於所述直流電源，第二端連接於第三節點，所述第三節點為所述第五電阻與所述三極體的第一端之間的節點；第七電阻，連接於所述三極體的第三端與地之間，其中，在所述三極體的第一端與所述第七電阻之間設置有第四節點，所述第四節點與所述微處理器相連接以輸出所述電池欠電壓檢測電路的檢測信號至所述微處理器。
專利摘要本實用新型提供了一種電池欠電壓檢測電路。該電路包括分壓電路，第一端用於與電池相連接以採集電池的電壓；電壓基準源，第一端與分壓電路的第二端相連接；以及放大電路，第一端與電壓基準源的第二端相連接，該放大電路用於對來自電壓基準源的檢測信號進行放大，其第二端輸出放大後的檢測信號。通過本實用新型，能夠通過簡單的電路準確地檢測電池是否欠壓。
文檔編號G01R19/00GK202182913SQ20112034477
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者周偉, 李發順, 李文燦, 遊劍波, 陳紹林 申請人:珠海格力電器股份有限公司