專(zhuān)利名稱(chēng)：電池欠電壓檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電池欠電壓檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
在電池供電的設(shè)備中，電池過(guò)放電通常會(huì)導(dǎo)致電池壽命下降。系統(tǒng)主控芯片通常 需要監(jiān)控電池是否過(guò)放電，然后控制充電電路對(duì)電路充電，或者采取保護(hù)措施(比如斷開(kāi) 負(fù)載)。電池在放電過(guò)程，電壓會(huì)逐步下降，因此可以通過(guò)檢測(cè)電池欠壓來(lái)確定電池是否過(guò) 放電。
傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是通過(guò)MCU的A/D采樣功能，采集電池電壓。由于MCU本身通過(guò) 電池供電，A/D采樣的參考電壓與電池電壓相關(guān)，因此無(wú)法準(zhǔn)確的采集電壓。
為準(zhǔn)確采集電壓，需要不受電池電壓影響的基準(zhǔn)源。但是，在設(shè)計(jì)該基準(zhǔn)源時(shí)，設(shè) 計(jì)電路復(fù)雜、占用MCU的資源、消耗電源電能，并且，對(duì)MCU性能提出更高的要求，導(dǎo)致成本 增加。
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的電池欠電壓檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確采集電壓的問(wèn)題， 目前尚未提出有效的解決方案。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種電池欠電壓檢測(cè)電路，以解決電池欠電壓檢測(cè)電 路復(fù)雜、準(zhǔn)確性差的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的電池欠電壓檢測(cè)電路包括直流電源,給電池欠電壓檢測(cè)電路供電； 分壓電路，第一端用于與電池相連接以采集電池的電壓；電壓基準(zhǔn)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(zhǔn)源的第二端相連接，該放大電路用于對(duì)來(lái) 自電壓基準(zhǔn)源的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，其第二端輸出放大后的檢測(cè)信號(hào)。
進(jìn)一步地，該分壓電路的分壓比是可變的。
進(jìn)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(cè)電路的檢測(cè) 信號(hào)至微處理器。
進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的電池欠電壓檢測(cè)電路還包括開(kāi)關(guān)電路，連接于電池和分 壓電路的第一端之間，用于控制電池欠電壓檢測(cè)電路與電池的斷開(kāi)與連接。
進(jìn)一步地，開(kāi)關(guān)電路還用于連接至微處理器以接收來(lái)自微處理器的控制信號(hào)，其 中，控制信號(hào)用于控制電池欠電壓檢測(cè)電路與電池的斷開(kāi)與連接。
進(jìn)一步地，開(kāi)關(guān)電路包括第一電阻；開(kāi)關(guān)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，第三端用于經(jīng)由第一電阻與微處理器相連接以接收控制信號(hào)；以 及第二電阻，第一端與電池相連接，第二端連接于第一節(jié)點(diǎn)，其中，第一節(jié)點(diǎn)為開(kāi)關(guān)管的第 三端與第一電阻之間的節(jié)點(diǎn)。
進(jìn)一步地，開(kāi)關(guān)管為MOS管。
進(jìn)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(shè)置有第二節(jié)點(diǎn)，第二節(jié)點(diǎn)與電壓基準(zhǔn)源的第一端相連接。
進(jìn)一步地，分壓電路包括第三電阻，第一端與連接開(kāi)關(guān)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(shè)置有第二節(jié)點(diǎn)，第二節(jié)點(diǎn)與電壓基準(zhǔn)源的第一端相連接。
進(jìn)一步地，第三電阻和/或第四電阻為可調(diào)變阻器。
進(jìn)一步地，放大電路包括三極管，第一端與電壓基準(zhǔn)源的第二端相連接，三極管 的第二端與直流電源相連接，第三端接地；第五電阻，連接于三極管的第一端與電壓基準(zhǔn)源 的第二端之間；第六電阻，第一端連接于直流電源，第二端連接于第三節(jié)點(diǎn)，第三節(jié)點(diǎn)為第 五電阻與三極管的第一端之間的節(jié)點(diǎn)；第七電阻，連接于三極管的第三端與地之間，其中， 在三極管的第一端與第七電阻之間設(shè)置有第四節(jié)點(diǎn)，第四節(jié)點(diǎn)與微處理器相連接以輸出電 池欠電壓檢測(cè)電路的檢測(cè)信號(hào)至微處理器。
通過(guò)本發(fā)明，采用包括以下部分的電池欠電壓檢測(cè)電路分壓電路，第一端用于與 電池相連接以采集電池的電壓；電壓基準(zhǔn)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(zhǔn)源的第二端相連接，放大電路的第二端用于輸出來(lái)自電壓基準(zhǔn) 源的檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)分壓電路輸出的電壓反應(yīng)電池電壓，在分壓電路輸出的電壓高于電壓 基準(zhǔn)源的參考電壓時(shí)，放大電路輸出高電平，在分壓電路輸出的電壓低于電壓基準(zhǔn)源的參 考電壓時(shí)，放大電路輸出低電平，無(wú)需基準(zhǔn)電源，不占用MCUA/D 口便可實(shí)現(xiàn)電池欠電壓的 準(zhǔn)確檢測(cè)，解決了電池欠電壓檢測(cè)電路復(fù)雜、準(zhǔn)確性差的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了通過(guò)簡(jiǎn)單的電路 準(zhǔn)確地檢測(cè)電池是否欠壓效果。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池欠電壓檢測(cè)電路的原理圖；以及
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池欠電壓檢測(cè)電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池欠電壓檢測(cè)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(cè)電路供電；分壓電路30，第一端用于與電池10相連接 以采集電池10的電壓；電壓基準(zhǔn)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(zhǔn)源40的第二端相連接，該放大電路50用于對(duì)來(lái)自電壓基準(zhǔn)源40 的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，放大電路50第二端輸出放大后的檢測(cè)信號(hào)。
將電池欠電壓檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果輸入微處理器以便微處理器進(jìn)行處理時(shí)，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(cè)信號(hào)至微處理器60。
該電路的具體原理闡述如下分壓電路30采集被檢測(cè)電池10的電壓，分壓后連 接到電壓基準(zhǔn)源，電壓基準(zhǔn)源內(nèi)部有基準(zhǔn)電壓Vref。當(dāng)分壓電路30輸出的電壓高于Vref時(shí)，電壓基準(zhǔn)源相當(dāng)于低阻，電流經(jīng)由該低阻、經(jīng)放大電路50放大后輸出至微處理器60 ;當(dāng) 分壓電路輸出的電壓低于Vref時(shí)，電壓基準(zhǔn)源相當(dāng)于為高阻，電流經(jīng)由該高低阻、經(jīng)放大 電路50放大后輸出至微處理器60，因此，微處理器60可準(zhǔn)確地判斷分壓電路30輸出的電 壓與電壓基準(zhǔn)源內(nèi)的基準(zhǔn)電壓Vref的關(guān)系。又有，分壓電路30輸出的電壓為被檢電池10 電壓的一部分，采用分壓比可調(diào)節(jié)的分壓電路，能夠達(dá)到調(diào)節(jié)檢測(cè)電路的檢測(cè)閥值。
采用該電路，無(wú)需設(shè)置基準(zhǔn)電源，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，同時(shí)不占用MCUA/D 口，降低 MCU的功耗，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)電池是否欠壓。
優(yōu)選地，該電路還包括開(kāi)關(guān)電路20，連接于電池和分壓電路的第一端之間，用于 控制電池欠電壓檢測(cè)電路與電池的斷開(kāi)與連接。
在使用微處理器輸出的控制信號(hào)控制該開(kāi)關(guān)電路20時(shí)，開(kāi)關(guān)電路還用于連接至 微處理器60以接收來(lái)自微處理器60的控制信號(hào)，其中，控制信號(hào)用于控制電池欠電壓檢測(cè) 電路與電池的斷開(kāi)與連接。
采用該開(kāi)關(guān)電路20，用于控制檢測(cè)電路與電池的連接與斷開(kāi)，在不進(jìn)行檢測(cè)時(shí)斷 開(kāi)與被檢測(cè)電源的連接，從而減小了被檢測(cè)電池的功耗。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池欠電壓檢測(cè)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(gòu)成
開(kāi)關(guān)電路20包括第一電阻R2;開(kāi)關(guān)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，第三端用于經(jīng)由第一電阻R2與微處理器相連接以接收控制信號(hào)；以 及第二電阻R1，第一端與電池相連接，第二端連接于第一節(jié)點(diǎn)，其中，第一節(jié)點(diǎn)為開(kāi)關(guān)管的 第三端與第一電阻R2之間的節(jié)點(diǎn)。
分壓電路30包括第三電阻R3，第一端與電池10相連接(在設(shè)置有開(kāi)關(guān)電路的 電池欠電壓檢測(cè)電路中，第一端經(jīng)由開(kāi)關(guān)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(shè)置有第二節(jié)點(diǎn)，第二節(jié)點(diǎn)與電壓基準(zhǔn)源的第一端相連接。
放大電路50包括三極管Q5，第一端與電壓基準(zhǔn)源的第二端相連接，三極管Q5的 第二端與直流電源VCC相連接，第三端接地；第五電阻R5，連接于三極管Q5的第一端與電 壓基準(zhǔn)源的第二端之間；第六電阻R6，第一端連接于直流電源VCC，第二端連接于第三節(jié) 點(diǎn)，第三節(jié)點(diǎn)為第五電阻R5與三極管Q5的第一端之間的節(jié)點(diǎn)；第七電阻R7，連接于三極管 Q5的第三端與地之間，其中，在三極管Q5的第一端與第七電阻R7之間設(shè)置有第四節(jié)點(diǎn)，第 四節(jié)點(diǎn)與微處理器相連接以輸出電池欠電壓檢測(cè)電路的檢測(cè)信號(hào)即欠壓信號(hào)至微處理器。
電壓基準(zhǔn)源為T(mén)L431，TL431的參考端與分壓電路的第二端相連接，TL431的陽(yáng)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(kāi)關(guān)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(dāng)微處理器 輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，P溝道MOS管導(dǎo)通，檢測(cè)電路與電池連通，電池欠電壓檢測(cè)電 路開(kāi)始檢測(cè)工作，向微處理器輸出檢測(cè)信號(hào)；當(dāng)微處理器輸出的控制信號(hào)為高電平時(shí)，P溝 道MOS管截止，檢測(cè)電路與電池?cái)嚅_(kāi)，電池欠電壓檢測(cè)電路停止檢測(cè)工作，因此，可以在不 需要進(jìn)行電池電壓檢測(cè)的情況下，斷開(kāi)電池和負(fù)載的連接，從而減小了被檢測(cè)電池的功耗。 同理，開(kāi)關(guān)管也可以為N溝道MOS管、繼電器、三極管等，微處理器輸出的控制信號(hào)相應(yīng)地進(jìn)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，分壓比為分壓電路Kj + K4R4輸出的電壓為~-e^r。Kj + K4
放大電路由三極管Q5、第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7組成，當(dāng)分壓電路R4輸出的電壓D/l "高于Vref時(shí)，TL431的陰極和陽(yáng)極為低阻，三極管Q5的基極電流增 R3 + R4R4大，三極管導(dǎo)通，放大電路輸出電平信號(hào)至微處理器；當(dāng)分壓電路輸出的電壓…D/l "低Kj + K4 于Vref時(shí)，TL431的陰極和陽(yáng)極為高阻，三極管Q5的基極電流減小，三極管截止，放大電路沒(méi)有輸出電平信號(hào)至微處理器，微處理器確認(rèn)接收到欠壓信號(hào)，確定此時(shí)電池欠電壓，從而完成了電池欠電壓的檢測(cè)。R4
其中，當(dāng)?shù)谌娮鑂3和第四電阻R4采用可調(diào)變阻器時(shí)，分壓比為D/l可調(diào)節(jié)，R3 + R4此時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定分壓比，例如，在電池要求較高的應(yīng)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(hào)。
從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果無(wú)需設(shè)置基準(zhǔn)電源，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，同時(shí)不占用MCU A/D 口，降低MCU的功耗，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)電池是否欠壓。 通過(guò)設(shè)置開(kāi)關(guān)電路，能夠在不需要欠壓檢測(cè)時(shí)，斷開(kāi)電池欠電壓檢測(cè)電路與電池的連接，減小被測(cè)電池的功耗。通過(guò)設(shè)置分壓比可變的分壓電路，能夠調(diào)節(jié)檢測(cè)電路的檢測(cè)閥值。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池欠電壓檢測(cè)電路，包括給所述電池欠電壓檢測(cè)電路供電的直流電源，其特征在于，還包括 分壓電路，第一端用于與電池相連接以采集所述電池的電壓； 電壓基準(zhǔn)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(zhǔn)源的第二端相連接，所述放大電路用于對(duì)來(lái)自所述電壓基準(zhǔn)源的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，所述放大電路的第二端輸出放大后的所述檢測(cè)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述分壓電路的分壓比是可變的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述放大電路的第二端連接至微處理器以輸出放大后的所述檢測(cè)信號(hào)至所述微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，還包括 開(kāi)關(guān)電路，連接于所述電池和所述分壓電路的第一端之間，用于控制所述電池欠電壓檢測(cè)電路與所述電池的斷開(kāi)與連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電路還用于連接至微處理器以接收來(lái)自所述微處理器的控制信號(hào)，其中，所述控制信號(hào)用于控制所述電池欠電壓檢測(cè)電路與所述電池的斷開(kāi)與連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電路包括第一電阻； 開(kāi)關(guān)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，第三端用于經(jīng)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(hào)；以及 第二電阻，第一端與所述電池相連接，第二端連接于第一節(jié)點(diǎn)，其中，所述第一節(jié)點(diǎn)為所述開(kāi)關(guān)管的第三端與所述第一電阻之間的節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管為MOS管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，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(shè)置有第二節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)與所述電壓基準(zhǔn)源的第一端相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述分壓電路包括 第三電阻，第一端與所述連接開(kāi)關(guān)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(shè)置有第二節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)與所述電壓基準(zhǔn)源的第一端相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述第三電阻和/或所述第四電阻為可調(diào)變阻器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池欠電壓檢測(cè)電路，其特征在于，所述放大電路包括 三極管，第一端與所述電壓基準(zhǔn)源的第二端相連接，所述三極管的第二端與直流電源相連接，第三端接地； 第五電阻，連接于所述三極管的第一端與所述電壓基準(zhǔn)源的第二端之間；第六電阻，第一端連接于所述直流電源，第二端連接于第三節(jié)點(diǎn)，所述第三節(jié)點(diǎn)為所述第五電阻與所述三極管的第一端之間的節(jié)點(diǎn)； 第七 電阻，連接于所述三極管的第三端與地之間， 其中，在所述三極管的第一端與所述第七電阻之間設(shè)置有第四節(jié)點(diǎn)，所述第四節(jié)點(diǎn)與所述微處理器相連接以輸出所述電池欠電壓檢測(cè)電路的檢測(cè)信號(hào)至所述微處理器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池欠電壓檢測(cè)電路。該電路包括分壓電路，第一端用于與電池相連接以采集電池的電壓；電壓基準(zhǔn)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(zhǔn)源的第二端相連接，該放大電路用于對(duì)來(lái)自電壓基準(zhǔn)源的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，其第二端輸出放大后的檢測(cè)信號(hào)。通過(guò)本發(fā)明，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的電路準(zhǔn)確地檢測(cè)電池是否欠壓。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102998505SQ201110272368
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者李發(fā)順, 陳紹林, 李文燦, 游劍波, 周偉 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司