一種電池電量檢測分類裝置製造方法
2023-12-09 06:39:06
一種電池電量檢測分類裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電池電量檢測分類裝置，包括：基準電壓源，所述基準電壓源輸入端與電源模塊連接，輸出端與電阻分壓器相連；電阻分壓器，其輸入端與基準電壓源連接，輸出端與電壓比較器反相輸入端連接；電壓比較器，其同相輸入端與被測電池正極連接，輸出端與解碼器輸入端連接；解碼器，其輸出端與寄存器輸入端連接；寄存器，其輸出端與反相器的輸入端連接；反相器，其輸出端與LED和繼電器驅動電路連接；時鐘脈衝延時電路，其輸入端與電壓比較器輸出端連接，輸出端與寄存器的CP時鐘脈衝輸入端連接。本實用新型可以隨時對電池剩餘電量進行檢測，顯示出剩餘電量有多少,從而根據剩餘電量多少對電池進行分類收納，從而避免浪費電池。
【專利說明】-種電池電量檢測分類裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電子信息【技術領域】，尤其涉及一種電池電量檢測分類裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著現代電子技術的快速發展，小型便攜設備功能越來越多，對於電池的需求量 也越大，乾電池作為高性價比的一次性能源被廣泛應用於日常生活，隨著現在數碼產品、電 動玩具等使用乾電池供電的用電器的大量增加，對乾電池的要求也越來越高。由於很多電 器對電池電量的啟動要求不同，很多電池雖然不能拖動A電器了，但其實很多時候裡面剩 餘的電量還有一半，完全可以放到B電器中繼續用。不同電量乾電池混用，因低電量電池內 阻增大，使高電量電池輸出電壓降低且使用的時間縮短，降低電池效率，高電量電池還會使 低電量電池過度放電而造成漏液，損壞電器等現象發生。
[0003] 因此，為了減少對電池資源的浪費，需要提供一種能夠對電池的剩餘電量進行檢 測的裝置，以明確剩餘電量可用時間，方便靈活管理電池。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在於解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種能夠檢測電池剩 餘電量的電池電量檢測分類裝置。
[0005] -種電池電量檢測分類裝置，包括：
[0006] 基準電壓源，其輸入端與電源模塊連接，輸出端與電阻分壓器相連，用於為電阻分 壓器提供一個基準電源電壓；
[0007] 電阻分壓器，其輸入端與基準電壓源連接，輸出端與電壓比較器反相輸入端連接， 用於根據分壓電阻的不同阻值為電壓比較器的反相輸入端提供不同的參考點電壓；
[0008] 電壓比較器，其同相輸入端與被測電池正極連接，輸出端與解碼器輸入端連接，用 於根據電阻分壓器輸出的參考點電壓與被測電池的電壓進行比較輸出不同的電平值；
[0009] 解碼器，其輸出端與寄存器輸入端連接，用於將電壓比較器輸出的電平譯為LED 和繼電器驅動電路的控制信號；
[0010] 寄存器，其輸出端與反相器的輸入端連接，用於將解碼器的結果進行鎖存；
[0011] 反相器，其輸出端與LED和繼電器驅動電路連接，用於將寄存器輸出的低電平鎖 存信號反相；
[0012] 時鐘脈衝延時電路，其輸入端與電壓比較器輸出端連接，輸出端與寄存器的CP時 鍾脈衝輸入端連接，用於將CP脈衝上升沿滯後於寄存器輸入信號；
[0013] LED和繼電器驅動電路，用於根據反相器和寄存器輸出的控制信號執行LED開或 關以及繼電器的啟動或關閉；
[0014] 電源模塊，用於為基準電壓源、電壓比較器、解碼器、寄存器、反相器、LED和繼電器 驅動電路提供電源。
[0015] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述LED和繼電器驅動電路包括4 個執行模塊，每個執行模塊包括電阻、三極體、LED、繼電器、二極體、分壓電阻，所述電阻的 輸出端與三極體的基極連接，三極體的發射極接地，集電極分三路，一路與二極體的正極連 接，一路與繼電器的一端連接，一路與LED的負極連接，LED的正極與所述分壓電阻的一端 連接，分壓電阻的另一端、繼電器的另一端、二極體的負極與所述電源模塊連接。
[0016] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述電壓比較器包括第一運算放 大器C1、第二運算放大器C2、第三運算放大器C3、第四運算放大器C 4，四個運算放大器的同相 輸入端分別與被測電池的正極連接，其反相輸入端與電阻分壓器的輸出端連接，第二運算 放大器C 2、第三運算放大器C3、第四運算放大器C4的輸出端與解碼器的輸入端連接，第一運 算放大器C 1的輸出端和解碼器的使能端連接。
[0017] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述電阻分壓器包括第一電阻札、 第二電阻R 2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5，所述第一電阻R 1的一端與基準電壓源 連接，第一電阻R1另一端與第二電阻R2一端的連接點與第一運算放大器C i的反相輸入端 連接；第二電阻R2另一端與第三電阻R 3-端的連接點與第二運算放大器C 2的反相輸入端 連接；第三電阻R3另一端與第四電阻R4-端的連接點與第三運算放大器C 3的反相輸入端 連接；第四電阻R4另一端與第五電阻R 5-端的連接點與第四運算放大器C 4的反相輸入端 連接；第五電阻R5另一端接地，電阻分壓器所提供的參考點電壓分別為U 1= I. 5V，U 2 = I. 35V，U3= I. 2V，U4= 0· 5V。
[0018] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述解碼器為74LS138解碼器，譯 碼器的地址輸入端A tl對應與第四運算放大器C 4的輸出端連接，地址輸入端A i對應與第三 運算放大器C3的輸出端連接，地址輸入端A 2對應與第二運算放大器C 2的輸出端連接，解碼 器的使能端與第一運算放大器(^的輸出端連接。
[0019] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述寄存器為74LS175寄存器，寄 存器的低三位數據輸入端分別與解碼器的三個輸出端對應連接，寄存器的最高位數據輸入 端與解碼器的使能端連接，與寄存器的最高位數據輸入端對應的最高位數據輸出端直接與 LED和繼電器驅動電路的其中一個執行模塊連接，與寄存器的三個低三位數據輸入端對應 的低三位數據輸出端分別與反相器的輸入端對應連接。
[0020] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述反相器為74LS04反相器，反 相器的三個輸入端分別與寄存器的三個低三位數據輸出端對應連接，反相器的三個輸出端 與另外三個執行模塊對應連接。
[0021] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述時鐘脈衝延時電路包括第六 電阻R6、電容C 1，所述電容C1的一端接地，另一端與第六電阻R6的一端和寄存器的CP時鐘 脈衝輸入端的連接點連接，第六電阻R 6的另一端與第四運算放大器C 4的輸出端連接。
[0022] 進一步地，如上所述的電池電量檢測分類裝置，所述第一電阻R1、第二電阻R 2、第 三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5的阻值之比為：R 1:R2:R3:R4:R5= 36:3:3 :14 :10。
[0023] 本實用新型可以隨時對電池剩餘電量進行檢測，顯示出剩餘電量有多少，從而根 據剩餘電量多少對電池進行分類收納，從而避免浪費電池。待測電池盒大小可調節，可適用 於各種型號電池。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1為本實用新型電池電量檢測分類裝置電路結構框圖；
[0025] 圖2為本實用新型電池電量檢測分類裝置電路結構示意圖；
[0026] 圖3為本實用新型電源模塊電路結構示意圖；
[0027] 圖4為本實用新型電池電量檢測分類裝置實物結構圖。
【具體實施方式】
[0028] 為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本實用新型中的技術方 案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部 的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0029] 圖1為本實用新型電池電量檢測分類裝置電路結構框圖，如圖1所示，本方提供的 電池電量檢測分類裝置包括：
[0030] 基準電壓源，其輸入端與電源模塊連接，輸出端與電阻分壓器相連，用於為電阻分 壓器提供一個基準電源電壓；
[0031] 電阻分壓器，其輸入端與基準電壓源連接，輸出端與電壓比較器反相輸入端連接， 用於根據分壓電阻的不同阻值為電壓比較器的反相輸入端提供不同的參考點電壓；
[0032] 電壓比較器，其同相輸入端與被測電池正極連接，輸出端與解碼器輸入端連接，用 於根據電阻分壓器輸出的參考點電壓與被測電池的電壓進行比較輸出不同的電平值；
[0033] 解碼器，其輸出端與寄存器輸入端連接，用於將電壓比較器輸出的電平譯為LED 和繼電器驅動電路的控制信號；
[0034] 寄存器，其輸出端與反相器的輸入端連接，用於將解碼器的結果進行鎖存；
[0035] 反相器，其輸出端與LED和繼電器驅動電路連接，用於將寄存器輸出的低電平鎖 存信號反相；
[0036] 時鐘脈衝延時電路，其輸入端與電壓比較器輸出端連接，輸出端與寄存器的CP時 鍾脈衝輸入端連接，用於將CP脈衝上升沿滯後於寄存器輸入信號；
[0037] LED和繼電器驅動電路，用於根據反相器和寄存器輸出的控制信號執行LED開或 關以及繼電器的啟動或關閉；
[0038] 電源模塊，用於為基準電壓源、電壓比較器、解碼器、寄存器、反相器、LED和繼電器 驅動電路提供電源。所述電源模塊包括通過9V電池的供電的電源電壓和通過USB接口供 電的電源電壓，以及將兩種電源電壓經過轉換後得到的5V直流電源。
[0039] 本實用新型可以隨時對電池進行檢測，顯示出剩餘電量有多少，根據電量多少進 行分類收納，從而避免浪費電池。
[0040] 圖4為本實用新型電池電量檢測分類裝置實物結構圖，結合圖1及圖4,該實物裝 置包括電池分類收納盒、電池電量測量電路、供電電源（通過9V電池和USB接口轉換的5V 直流電源）、4個電池分類存放盒、存放盒對應的指示LED、存放盒對應的開關控制繼電器、 待測電池盒。所述電量測量電路設置在電池分類收納盒內部，所述待測電池盒用於放置待 測電池，4個電池分類存放盒分別用於存放電池滿電的電池、電量較高的電池、電量較低的 電池、電量很低的電池，其中，用於存放電池滿電的電池存放盒、電量較高的電池存放盒、電 量較低的電池存放盒、電量很低的電池存放盒分別對應設置有一個指示LED，並且分別對應 設置有一個用於打開這4個存放盒的開關控制繼電器。所述的電量測量電路一端與被測電 池相連，一端將測量結果輸出，控制存放盒指示LED和存放盒開關控制繼電器。
[0041] 本實用新型電池電量檢測分類裝置為對應不同電量級別的電池提供了不同的起 到收納作用的存放盒，用以投入並存放檢測後不同電量的電池，通過控制各分類存放盒門 的開關繼電器，實現在被測電池電量級別所對應指示燈亮的同時，為其對應存放盒門開鎖， 其他電量級別對應指示燈滅的同時對應存放盒門閉鎖，從而防止電池誤投，實現電池電量 檢測及分類收納的功能。
[0042] 本實用新型被測電池盒大小可調節，可適用於各種型號電池。
[0043] 圖2為本實用新型電池電量檢測分類裝置電路結構示意圖，如圖2所示，所述LED 和繼電器驅動電路包括4個執行模塊，每個執行模塊包括電阻、三極體、LED、繼電器、二極 管、分壓電阻，所述電阻的輸出端與三極體的基極連接，三極體的發射極接地，集電極分三 路，一路與二極體的正極連接，一路與繼電器的一端連接，一路與LED的負極連接，LED的正 極與所述分壓電阻的一端連接，分壓電阻的另一端、繼電器的另一端、二極體的負極與所述 電源模塊連接。
[0044] 具體地，所述4個執行模塊分別對應用於存放電池滿電的電池存放盒、用於存放 電池電量較高的電池存放盒、用於存放電池電量較低的電池存放盒、用於存放電池電量很 低的電池存放盒,每個電池盒設置有一個LED和用於將電池盒打開的繼電器驅動電路。表 1為對應4個執行模塊中電池電量及其控制信號的對應表格。
[0045] 表1電池電量及其控制信號
[0046]
【權利要求】
1. 一種電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，包括： 基準電壓源，其輸入端與電源模塊連接，輸出端與電阻分壓器相連，用於為電阻分壓器 提供一個基準電源電壓； 電阻分壓器，其輸入端與基準電壓源連接，輸出端與電壓比較器反相輸入端連接，用於 根據分壓電阻的不同阻值為電壓比較器的反相輸入端提供不同的參考點電壓； 電壓比較器，其同相輸入端與被測電池正極連接，輸出端與解碼器輸入端連接，用於根 據電阻分壓器輸出的參考點電壓與被測電池的電壓進行比較輸出不同的電平值； 解碼器，其輸出端與寄存器輸入端連接，用於將電壓比較器輸出的電平譯為LED和繼 電器驅動電路的控制信號； 寄存器，其輸出端與反相器的輸入端連接，用於將解碼器的結果進行鎖存； 反相器，其輸出端與LED和繼電器驅動電路連接，用於將寄存器輸出的低電平鎖存信 號反相； 時鐘脈衝延時電路，其輸入端與電壓比較器輸出端連接，輸出端與寄存器的CP時鐘脈 衝輸入端連接，用於將CP脈衝上升沿滯後於寄存器輸入信號； LED和繼電器驅動電路，用於根據反相器和寄存器輸出的控制信號執行LED開或關以 及繼電器的啟動或關閉； 電源模塊，用於為基準電壓源、電壓比較器、解碼器、寄存器、反相器、LED和繼電器驅動 電路提供電源。
2. 根據權利要求1所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述LED和繼電器驅 動電路包括4個執行模塊，每個執行模塊包括電阻、三極體、LED、繼電器、二極體、分壓電 阻，所述電阻的輸出端與三極體的基極連接，三極體的發射極接地，集電極分三路，一路與 二極體的正極連接，一路與繼電器的一端連接，一路與LED的負極連接，LED的正極與所述 分壓電阻的一端連接，分壓電阻的另一端、繼電器的另一端、二極體的負極與所述電源模塊 連接。
3. 根據權利要求2所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述電壓比較器包括 第一運算放大器Q、第二運算放大器C2、第三運算放大器C3、第四運算放大器C4，四個運算 放大器的同相輸入端分別與被測電池的正極連接，其反相輸入端與電阻分壓器的輸出端連 接，第二運算放大器C2、第三運算放大器C3、第四運算放大器C4的輸出端與解碼器的輸入端 連接，第一運算放大器Q的輸出端和解碼器的使能端連接。
4. 根據權利要求3所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述電阻分壓器包括 第一電阻1^、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R 5，所述第一電阻&的一端與 基準電壓源連接，第一電阻凡另一端與第二電阻R2-端的連接點與第一運算放大器C :的 反相輸入端連接；第二電阻R2另一端與第三電阻R 3-端的連接點與第二運算放大器C 2的 反相輸入端連接；第三電阻R3另一端與第四電阻R 4-端的連接點與第三運算放大器C 3的 反相輸入端連接；第四電阻R4另一端與第五電阻R 5-端的連接點與第四運算放大器C 4的 反相輸入端連接；第五電阻R5另一端接地，電阻分壓器所提供的參考點電壓分別為U 1 = 1. 5V，U2= 1. 35V，U 3= 1. 2V，U 4= 0? 5V。
5. 根據權利要求4所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述解碼器為74LS138 解碼器，解碼器的地址輸入端&對應與第四運算放大器C 4的輸出端連接，地址輸入端A :對 應與第三運算放大器C3的輸出端連接，地址輸入端A 2對應與第二運算放大器C 2的輸出端 連接，解碼器的使能端與第一運算放大器(^的輸出端連接。
6. 根據權利要求5所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述寄存器為74LS175 寄存器，寄存器的低三位數據輸入端分別與解碼器的三個輸出端對應連接，寄存器的最高 位數據輸入端與解碼器的使能端連接，與寄存器的最高位數據輸入端對應的最高位數據輸 出端直接與LED和繼電器驅動電路的其中一個執行模塊連接，與寄存器的三個低三位數據 輸入端對應的低三位數據輸出端分別與反相器的輸入端對應連接。
7. 根據權利要求6所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述反相器為74LS04 反相器，反相器的三個輸入端分別與寄存器的三個低三位數據輸出端對應連接，反相器的 三個輸出端與另外三個執行模塊對應連接。
8. 根據權利要求7所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述時鐘脈衝延時電 路包括第六電阻&、電容Q，所述電容Q的一端接地，另一端與第六電阻1?6的一端和寄存器 的CP時鐘脈衝輸入端的連接點連接，第六電阻R6的另一端與第四運算放大器(：4的輸出端 連接。
9. 根據權利要求4-8任一所述的電池電量檢測分類裝置，其特徵在於，所述第一電阻 &、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R 5的阻值之比為R2: R3: R4: R5=36 : 3 : 3 : 14 : 10。
【文檔編號】G01R31/36GK204256134SQ201420405767
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】潘啟明, 周躍佳, 崔莉, 馬文龍, 韓軼男 申請人:東北林業大學