對講機電池的智能管理電路的製作方法
2023-12-02 08:18:01 2
對講機電池的智能管理電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種對講機電池的智能管理電路，該電路包括電池組、管理晶片和電流傳感電阻，管理晶片內置有A/D轉換器和存儲器；電池組的正極連接外部負載的正極，電池組的負極通過電流傳感電阻連接外部負載的負極，管理晶片上還設有八個引腳，A/D轉換器與存儲器連接且該存儲器通過管理晶片的第八引腳與外部顯示設備通訊連接，電池組的正極還通過電壓採樣電阻連接管理晶片的第五引腳，管理晶片的第二引腳通過第一電流採樣輸入電阻與電流傳感電阻的一端連接，管理晶片的第三引腳通過第二電流採樣輸入電阻與電流傳感電阻的另一端連接，且管理晶片的第一引腳與電流傳感電阻的另一端連接。本實用新型可確保對講機電池的飽和充電。
【專利說明】對講機電池的智能管理電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子【技術領域】，尤其涉及一種對講機電池的智能管理電路。
【背景技術】
[0002]目前國內生產的對講機電池還沒有實現電池智能化管理，電池的充電和用戶對電池的使用存在著不可逾越的弊端，主要存在以下缺陷:
[0003]I)電壓檢測不精確，充電不足:電池在充電過程中，充電器檢測電池的電壓值來自於充電器充電端子與電池的接觸點，在電流的作用下，接觸電阻和電池內部器件引起的分壓使充電器無法檢測到電池的真實電壓，造成電池往往充電不足。例如:標稱電壓為7.4伏的鋰離子電池,在恆壓充電時要求恆壓在8.4V±0.025V的條件下，電流減小到0.0lCA電流時，充電器認為充電完成。由於接觸電阻和電池內部器件引起的分壓的影響，一般電池只能在8.2V?8.3V恆壓充電，充電結束後，電池容量最多只有標稱容量的95%.隨著電池使用，電池的容量將會提前衰減。
[0004]2)無法判定電池工作狀態，電池在工作過程中，無法判定電池是在充電或放電狀態，因此存在過充或過放的現象，在使用過程中如果超過了範圍對電池就會損壞，嚴重情況電池有可能出現燃燒、爆炸，進而影響電池的使用安全性。
[0005]因此現有的對講機的電池已無法滿足市場的需求了。
【發明內容】
[0006]針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種對講機電池的智能管理電路，該電路可確保電池飽和充電，且防止出現過充或過放的現象，延長了對講機的使用壽命O
[0007]為實現上述目的，本實用新型提供一種對講機電池的智能管理電路，包括由多個依次串聯的電池組成的電池組、管理晶片和電流傳感電阻，所述管理晶片內置有A/D轉換器和存儲器；所述電池組的正極連接外部負載的正極，所述電池組的負極通過電流傳感電阻連接外部負載的負極，所述管理晶片上還設有八個引腳，所述A/D轉換器與存儲器連接且該存儲器通過管理晶片的第八引腳與外部顯示設備通訊連接，所述電池組的正極還通過電壓採樣電阻連接管理晶片的第五引腳，所述管理晶片的第二引腳通過第一電流採樣輸入電阻與電流傳感電阻的一端連接，所述管理晶片的第三引腳通過第二電流採樣輸入電阻與電流傳感電阻的另一端連接，且所述管理晶片的第一引腳與電流傳感電阻的另一端連接。
[0008]其中，所述A/D轉換器包括電壓A/D轉換單元和電流A/D轉換單元，所述存儲器還內置有電壓存儲單元和電流存儲單元，所述第一電流採樣輸入電阻和第二電流採樣輸入電阻分別通過電流A/D轉換單元連接電流存儲單元；所述電池組的正極通過電壓A/D轉換單元連接電壓存儲單元。
[0009]其中，所述管理晶片還內置有時鐘電路和溫度傳感器，所述存儲器內置有容量存儲單元和溫度存儲單元，所述時鐘電路定時採樣到電池的充放電電流值並通過電流A/D轉換單元與容量存儲單元連接；所述溫度傳感器檢測電池的溫度並通過通訊連接與溫度存儲單元連接。
[0010]其中，所述管理晶片的第四引腳、第六引腳和第七引腳均懸空，且所述管理晶片的第五引腳還通過二極體連接電池組的負極；所述管理晶片的第五引腳與二極體之間依次並聯有三個電源濾波電容。
[0011]其中，所述電壓採樣電阻與電壓濾波電容並聯，所述電流傳感電阻與電流濾波電容並聯，且電流濾波電容連接在第二電流採樣輸入電阻和第一電流採樣輸入電阻之間。
[0012]與現有技術相比，本實用新型提供的對講機電池的智能管理電路，具有以下有益效果:
[0013]I)管理晶片通過電壓採樣電阻採樣到電池的電壓，該電壓經過A/D轉換後保存在存儲器中，並由外部顯示設備讀取，在充電過程中，由於該採樣電壓是通過管理晶片進行讀操作的，而管理晶片是在電池內部檢測電池電壓，這樣排除了接觸電阻及其他器件引起的分壓，能夠根據電池的真實電壓充電，最大效率的活化電池，從而確保電池飽和充電；
[0014]2)管理晶片通過第一電流採樣輸入電阻和第二電流採樣輸入電阻進行採樣電流傳感電阻的電壓變化，判別電池是放電或充電，有效避免出現過充或過放的現象，避免在使用過程中因超過了範圍對電池就會損壞，並延長了電池的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的對講機電池的智能管理電路的工作原理圖；
[0016]圖2為本實用新型的對講機電池的智能管理電路的工作方框圖。
[0017]主要元件符號說明如下:
[0018]10、A/D轉換器11、存儲器
[0019]12、外部顯示設備13、外部負載
[0020]14、時鐘電路15、溫度傳感器
[0021]111、電壓存儲單元112、電流存儲單元
[0022]113、容量存儲單元114、溫度存儲單元
【具體實施方式】
[0023]為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。
[0024]請參閱圖1-2，本實用新型的對講機電池的智能管理電路，包括由多個依次串聯的電池組成的電池組E、管理晶片U和電流傳感電阻Rl，管理晶片U內置有A/D轉換器10和存儲器11 ;電池組的正極連接外部負載13的正極，電池組的負極通過電流傳感電阻Rl連接外部負載13的負極，管理晶片Rl上還設有八個引腳，A/D轉換器10與存儲器11連接且該存儲器11通過管理晶片U的第八引腳與外部顯示設備12通訊連接，而且第八引腳是通過信息流接口 S與外部顯示設備12通訊連接的，電池組的正極還通過電壓採樣電阻R4連接管理晶片U的第五引腳，管理晶片U的第二引腳通過第一電流採樣輸入電阻R2與電流傳感電阻Rl的一端連接，管理晶片U的第三引腳通過第二電流採樣輸入電阻R3與電流傳感電阻Rl的另一端連接，且管理晶片U的第一引腳與電流傳感電阻Rl的另一端連接。
[0025]相較於現有技術的情況，本實用新型提供的對講機電池的智能管理電路，具有以下效果:
[0026]I)管理晶片U通過電壓採樣電阻R4採樣到電池E的電壓，該電壓經過A/D轉換後保存在存儲器11中，並由外部顯示設備12讀取，在充電過程中，由於該採樣電壓是通過管理晶片U進行讀操作的，而管理晶片U是在電池E內部檢測電池電壓，這樣排除了接觸電阻及其他器件引起的分壓，能夠根據電池的真實電壓充電，最大效率的活化電池，從而確保電池飽和充電；
[0027]2 )管理晶片U通過第一電流採樣輸入電阻R2和第二電流採樣輸入電阻R3進行採樣電流傳感電Rl的電壓變化，判別電池E是放電或充電，有效避免出現過充或過放的現象，避免在使用過程中因超過了範圍對電池就會損壞，並延長了電池的使用壽命。
[0028]在本實施例中，A/D轉換器10包括電壓A/D轉換單元101和電流A/D轉換單元102，存儲器11還內置有電壓存儲單元111和電流存儲單元112，第一電流採樣輸入電阻R2和第二電流採樣輸入電阻R3分別通過電流A/D轉換單元102連接電流存儲單元112 ;電池組的正極通過電壓A/D轉換單元101連接電壓存儲單元111。管理晶片U內置有時鐘電路14和溫度傳感器15，存儲器11內置有容量存儲單元113和溫度存儲單元114，時鐘電路14定時採樣到電池E的充放電電流值並通過電流A/D轉換單元102與容量存儲單元113連接；溫度傳感器檢測電池的溫度並通訊連接與溫度存儲單元114連接，該通訊為8個字節內部RAM通訊效驗。時鐘電路14定時採樣到的電流值經過換算後作為當前容量，並存儲在容量存儲單元113內，充電時容量累加，放電時累減，這樣在容量存儲單元113中始終保留電池當前容量，外部顯示設備12可以讀取，實現電池容量的檢測；由於目前對講機顯示電池容量是以電池電壓為參考，實際上電池電壓與電池容量是沒有直接的關聯，在電池使用初期，利用電壓參數作為容量的參考依據可以定性表示容量。但是電池在50次循環使用後，誤差逐漸明顯，100次循環後，電壓參數作為電池容量的參考，對用戶是嚴重的誤導。在軍事、警務、交通、搶險等重要行動中，有可能因為電池容量的誤導而帶來不可挽回的災難；而本案中的電池容量檢測由於管理晶片U真實的記錄電池E的容量在充電和放電時，電池E容量發生的變化，並且將電池當前剩餘的容量用數字的形式保存在容量存儲單元113中，對講機的管理晶片U可以讀取電池E的容量並且顯示給用戶，指示電池可以正常工作的時間，確保用戶在使用期間不會斷電現象。
[0029]溫度傳感器15檢測到電池E溫度，經過內部A/D轉換後保存在溫度存儲單元114中，外部顯示設備12可以讀取，實現電池E溫度的檢測。對講機在使用過程中也會有質量的變化，使用環境也會影響通話效果，因此溫度的檢測可調整電池E的工作環境溫度，保證通話效果。
[0030]首次使用時間；將電池E的生產時間置入管理晶片U後，時鐘電路14開始累加時間，當電池E第一次使用後，內部時鐘電路14可以計算出首次使用的時間，保存在存儲器11中，外部顯示設備12可以讀取，該管理晶片U可記錄電池E生產時間和首次使用時間，由於該電池E能夠將相關的電池信息保存，同時提供真實容量和第一次充電的最高容量，提供電池使用次數，從而可以計算出電池的壽命，根據電池的壽命用戶能夠正確掌握電池更換的時間，避免浪費和錯誤使用失效電池。
[0031]在本實施例中，可在電池出廠前，將該電池的化學性質如為鋰離子電池或鎳氫電池，還有將電池的電池型號、生產日期和標準使用次數等信息輸入到電子標籤內，並貼到管理晶片U上，可通過對電子標籤的讀取，可以正確按照電池的不同化學性質，採用不同的充電方法，有效避免了因為充電模式不正確而對電池造成的危害，進一步延長了電池的使用壽命。也可讀取其他信息。
[0032]在本實施例中，管理晶片U的第四引腳、第六引腳和第七引腳均懸空，且管理晶片U的第五引腳還通過二極體D連接電池組的負極；管理晶片U的第五引腳與二極體之間依次並聯有三個電源濾波電容，該三個電源濾波電容分別為第一電源濾波電容C3、第二電源濾波電容C4和第三電源濾波電容C5。電壓採樣電阻R4與電壓濾波電容C2並聯，電流傳感電阻Rl與電流濾波電容Cl並聯，且電流濾波電容Cl連接在第二電流採樣輸入電阻R3和第一電流採樣輸入電阻R2之間。由電流濾波電容Cl對採樣電流進行濾波，由電壓濾波電容C2對採樣電壓進行濾波，避免受到外界的幹擾。
[0033]本實用新型的具體優勢如下:
[0034]I)管理晶片通過電壓採樣電阻採樣到電池的電壓，該電壓經過內部A/D轉換後保存在存儲器中，並由外部顯示設備讀取，在充電過程中，由於該採樣電壓是通過管理晶片進行讀操作的，而管理晶片是在電池內部檢測電池電壓，這樣排除了接觸電阻及其他器件引起的分壓，能夠根據電池的真實電壓充電，最大效率的活化電池，從而確保電池飽和充電；
[0035]2)管理晶片通過第一電流採樣輸入電阻和第二電流採樣輸入電阻進行採樣電流傳感電阻的電壓變化，判別電池是放電或充電，從而計量電池充電容量和放電容量，精確採樣得到電池當前存在的容量，正確向外部設備提供電池容量，避免用戶對容量的錯誤判斷。
[0036]3)向充電器提供電池化學性質；在智能管理晶片中保存有電池的化學性質標籤。因此充電器一旦的到電池化學性質的種類後，將採用相應的充電方法對電池充電，確保電池能夠飽和充電，並且不會由於充電方法的不正確造成電池損害。
[0037]4)管理晶片根據電池每次充電後的有效容量得到電池的壽命；具體為:電池首次充電的有效容量作為電池的最大有效容量，並且記錄保存在存儲器內，以後電池每次充電結束後，將充電的有效容量與首次有效容量比較，從而得到電池壽命。隨著電池使用次數的增加，可充電的有效容量會逐漸減少，電池的壽命也就逐漸衰老，由此用戶可以知道電池是否還能夠正常使用。
[0038]以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種對講機電池的智能管理電路，其特徵在於，包括由多個依次串聯的電池組成的電池組、管理晶片和電流傳感電阻，所述管理晶片內置有A/D轉換器和存儲器；所述電池組的正極連接外部負載的正極，所述電池組的負極通過電流傳感電阻連接外部負載的負極，所述管理晶片上還設有八個引腳，所述A/D轉換器與存儲器連接且該存儲器通過管理晶片的第八引腳與外部顯示設備通訊連接，所述電池組的正極還通過電壓採樣電阻連接管理晶片的第五引腳，所述管理晶片的第二引腳通過第一電流採樣輸入電阻與電流傳感電阻的一端連接，所述管理晶片的第三引腳通過第二電流採樣輸入電阻與電流傳感電阻的另一端連接，且所述管理晶片的第一引腳與電流傳感電阻的另一端連接。
2.根據權利要求1所述的對講機電池的智能管理電路，其特徵在於，所述A/D轉換器包括電壓A/D轉換單元和電流A/D轉換單元，所述存儲器還內置有電壓存儲單元和電流存儲單元，所述第一電流採樣輸入電阻和第二電流採樣輸入電阻分別通過電流A/D轉換單元連接電流存儲單元；所述電池組的正極通過電壓A/D轉換單元連接電壓存儲單元。
3.根據權利要求2所述的對講機電池的智能管理電路，其特徵在於，所述管理晶片還內置有時鐘電路和溫度傳感器，所述存儲器內置有容量存儲單元和溫度存儲單元，所述時鐘電路定時採樣到電池的充放電電流值並通過電流A/D轉換單元與容量存儲單元連接；所述溫度傳感器檢測電池的溫度並通過通訊連接與溫度存儲單元連接。
4.根據權利要求1所述的對講機電池的智能管理電路，其特徵在於，所述管理晶片的第四引腳、第六引腳和第七引腳均懸空，且所述管理晶片的第五引腳還通過二極體連接電池組的負極；所述管理晶片的第五引腳與二極體之間依次並聯有三個電源濾波電容。
5.根據權利要求1所述的對講機電池的智能管理電路，其特徵在於，所述電壓採樣電阻與電壓濾波電容並聯，所述電流傳感電阻與電流濾波電容並聯，且電流濾波電容連接在第二電流米樣輸入電阻和第一電流米樣輸入電阻之間。
【文檔編號】H02J7/00GK204068360SQ201420455509
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】周漢文 申請人:亨德森電子(深圳)有限公司