一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其包括由第一電阻（R1）、第二電阻（R2）和第三電阻（R3）串接組成的分壓電路、待測電池輸入電壓端（BAT）和兩個發(fā)光二極管（DS3、DS4），還包括電源輸入端（VCC）、雙路差動比較器（LM293D）、濾波電容（C4）、第四電阻（R4）和第五電阻（R5）。本專利通過調(diào)整電源電壓和分壓電阻的阻值，可對1.5～34V輸出電壓的電池進(jìn)行電量估計(jì)，實(shí)現(xiàn)方式簡單、成本低廉，適用于對判斷電量精度要求不高的場合使用，可對電池在不同負(fù)載下的輸出電壓分級顯示，從而判斷電池電量剩余量，再結(jié)合產(chǎn)品本身耗電量，來決定該電池是否能夠繼續(xù)使用或更換新電池。
【專利說明】—種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及電池電量檢測設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前無線測溫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊采用電池方式供電，但電池的容量有限，這就導(dǎo)致每隔一段時間必須更換電池，以此保證模塊的正常工作。但電池在工作一段時間后，或者放置很長一段時間后，無法直接觀察到電池電量，這時就需要一種可估計(jì)出電池剩余電量的辦法。
[0003]由于數(shù)據(jù)發(fā)送模塊是間歇性工作的，在其休眠過程中耗電極少，這時的電池輸出電壓可能很高，因此可以達(dá)到了電路工作要求，但是在模塊工作時，耗電量增加，這時由于電池負(fù)載增加，輸出電壓會隨之下降，如果電池電量過低的話，電壓下降的幅度很大，有可能達(dá)不到模塊電路工作的要求，因此在模塊工作不正常時就有必要對電池進(jìn)行電量檢測。
[0004]在市場上有的電池電量顯示，都是基于產(chǎn)品所用處理器本身或者專門的集成電路IC來實(shí)現(xiàn)的，常用的是通過用處理器內(nèi)部自帶AD轉(zhuǎn)換器或獨(dú)立的AD轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方式較復(fù)雜，由于器件本身很貴，所以成本較大，且不能夠用于所有電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明創(chuàng)造要解決的問題是簡易電路實(shí)現(xiàn)檢測電池電量，在根據(jù)所測電池電壓范圍，調(diào)整電源電壓和分壓電路電阻的阻值，對輸出電壓范圍在1.5~34V的電池進(jìn)行電池電量粗略測量，解決將電池裝入產(chǎn)品才能測其電量的弊端。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是:一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其包括由第一電阻(R1)、第二電阻(R2)和第三電阻(R3)串接組成的分壓電路、待測電池輸入電壓端(BAT)和兩個發(fā)光二極管(DS3、DS4)，還包括電源輸入端(VCC)、雙路差動比較器、濾波電容(C4)、第四電阻(R4)和第五電阻(R5)；
[0007]所述分壓電路的第一電阻(Rl) —端接電源輸入端(VCC)，第三電阻(R3) —端接地，而第二電阻(R2)分別與第一電阻(Rl)和第三電阻(R3)相連；
[0008]所述雙路差動比較器包括第一比較器(U2A) 和第二比較器(U2B)，以及與電源輸入端(VCC)連接的輸入管腳(8)和接地的輸出管腳(4)，所述第一比較器(U2A)的負(fù)極輸入端(2)接在第一電阻(Rl)與第二電阻(R2)連接處，第二比較器(U2A)的負(fù)極輸入端(6)與第二電阻(R2)與第三電阻(R3)連接處相接，而第一比較器(U2A)的正極輸入端(3)和第二比較器(U2A)的正極輸入端(5)與待測電池輸入電壓端(BAT)串接，第一比較器(U2A)的輸出端(I)和第二比較器(U2B)的輸出端(7)分別與第一發(fā)光二級管(DS3)和第二發(fā)光二極管(DS4)的正極連接，而兩個發(fā)光二級管的負(fù)極分別接地；
[0009]在第一比較器(U2A)的輸出端(I)與第一發(fā)光二級管(DS3)連接處上拉一第四電阻(R4)，第四電阻(R4)的另一端與電源輸入端(VCC)連接，第二比較器(U2B)的輸出端(7)與第二發(fā)光二級管(DS4)連接處上拉一第五電阻(R5),第五電阻(R5)的另一端與電源輸入端(VCC)連接；
[0010]在雙路差動比較器的輸入管腳(8)和輸出管腳(4)之間接有一濾波電容(C4)。
[0011]進(jìn)一步，所述待測電池輸入電壓端(BAT)與雙路差動比較器的輸入管腳(8)連接處還接有一電池負(fù)載電路，該電池負(fù)載電路由四路拔碼開關(guān)(SW-DIP4)和與其四路開關(guān)分別連接的第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第八電阻(R8)和第九電阻(R9)，所述四個電阻的另一端串連且與雙路差動比較器的輸入管腳(8)連接，而四路拔碼開關(guān)(SW-DIP4)的四路開關(guān)的未接端與待測電池輸入電壓端(BAT)串接。進(jìn)一步，所述第一電阻(Rl)為6K歐姆，第二電阻(R2)為IK歐姆、第三電阻(R3)為IOK歐姆。
[0012]進(jìn)一步，所述雙路差動比較器的型號為LM293D。
[0013]進(jìn)一步，所述濾波電容(C4)為0.1uF。
[0014]進(jìn)一步，所述第四電阻(R4)和第五電阻(R5)均為IK歐姆。
[0015]進(jìn)一步，所述第六電阻(R6)到第九電阻(R9)均為100歐姆。
[0016]本發(fā)明創(chuàng)造具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:通過調(diào)整電源電壓和分壓電阻的阻值，可對1.5?34V輸出電壓的電池進(jìn)行電量估計(jì)，實(shí)現(xiàn)方式簡單、成本低廉，適用于對判斷電量精度要求不高的場合使用，可對電池在不同負(fù)載下的輸出電壓分級顯示，從而判斷電池電量剩余量，再結(jié)合產(chǎn)品本身耗電量，來決定該電池是否能夠繼續(xù)使用或更換新電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路的電路原理圖；
[0018]圖2是電池負(fù)載電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖以及具體的實(shí)施方式對本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1所示，一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其包括由第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3串接組成的分壓電路、待測電池輸入電壓端BAT和兩個發(fā)光二極管DS3、DS4，還包括電源輸入端VCC、雙路差動比較器LM293D、濾波電容C4、第四電阻R4和第五電阻R5 ；
[0021]所述分壓電路的第一電阻Rl —端接電源輸入端VCC，第三電阻R3 —端接地，而第二電阻R2分別與第一電阻Rl和第三電阻R3相連；
[0022]所述雙路差動比較器LM293D包括第一比較器U2A和第二比較器U2B，以及與電源輸入端VCC連接的輸入管腳8和接地的輸出管腳4，所述第一比較器U2A的負(fù)極輸入端2接在第一電阻Rl與第二電阻R2連接處，第二比較器U2A的負(fù)極輸入端6與第二電阻R2與第三電阻R3連接處相接，而第一比較器U2A的正極輸入端3和第二比較器U2A的正極輸入端5與待測電池輸入電壓端BAT串接，第一比較器U2A的輸出端I和第二比較器U2B的輸出端7分別與第一發(fā)光二級管DS3和第二發(fā)光二極管DS4的正極連接，而兩個發(fā)光二級管的負(fù)極分別接地；
[0023]在第一比較器U2A的輸出端I與第一發(fā)光二級管DS3連接處上拉一第四電阻R4，第四電阻R4的另一端與電源輸入端VCC連接，第二比較器U2B的輸出端7與第二發(fā)光二級管DS4連接處上拉一第五電阻R5,第五電阻R5的另一端與電源輸入端VCC連接；
[0024]在雙路差動比較器LM293D的輸入管腳8和輸出管腳4之間接有一濾波電容C4。
[0025]進(jìn)一步，所述待測電池輸入電壓端BAT與雙路差動比較器LM293D的輸入管腳8連接處還接有一電池負(fù)載電路，該電池負(fù)載電路由四路拔碼開關(guān)SW-DIP4和與其四路開關(guān)分別連接的第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9，所述四個電阻的另一端串連且與雙路差動比較器LM293D的輸入管腳8連接，而四路拔碼開關(guān)SW-DIP4的四路開關(guān)的未接端與待測電池輸入電壓端BAT串接。進(jìn)一步，所述第一電阻Rl為6K歐姆，第二電阻R2為IK歐姆、第三電阻R3為IOK歐姆。
[0026]上述的第一電阻Rl為6K歐姆，第二電阻R2為IK歐姆、第三電阻R3為IOK歐姆；所述濾波電容C4為0.1uF ;所述第四電阻R4和第五電阻R5均為IK歐姆；所述第六電阻R6到第九電阻R9均為100歐姆。
[0027]本實(shí)施例的工作原理:第一電阻和第二電阻連接處定義為A點(diǎn)，所述A點(diǎn)的基準(zhǔn)電壓為3.2V，而第二電阻與第三電阻連接處定義為B點(diǎn)，所述B點(diǎn)的基準(zhǔn)電壓為3.0V ；
[0028]由于電路的電源輸入端上電后，由于沒有接電池，兩個指示燈DS3、DS4不會亮；
[0029]而當(dāng)把待測的電池通過電池負(fù)載電路接入到一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路上時，首先，由于調(diào)節(jié)撥碼開關(guān)，可以增大或減小電池負(fù)載，從而調(diào)節(jié)電池的輸出電流，而當(dāng)電池輸出電流比較小時的輸出電壓會比輸出電流大時的輸出電壓高，所以適當(dāng)增加電池負(fù)載，測得的當(dāng)前電池電量比較準(zhǔn)確，因此根據(jù)需要調(diào)整電源的負(fù)載大??；
[0030]其次，將一待測電池接入電池接口后，兩路模擬比較器會根據(jù)輸入的電池電壓與各自的基準(zhǔn)電壓相比較，如果電池電壓低于3.0V,則兩個比較器都輸出低電平，從而兩個發(fā)光二極管都不亮；當(dāng)電池電壓在3.0V與3.2V之間時，由于電池電壓大于第二路模擬比較器U2B基準(zhǔn)電壓而小于第一路模擬比較器U2A基準(zhǔn)電壓，所以第二發(fā)光二級管DS4亮，第一發(fā)光二級管DS3仍保持原來的狀態(tài)；當(dāng)電池電壓大于3.2V時，由于電池電壓均大于兩路模擬比較器基準(zhǔn)電壓，所以兩個發(fā)光二極管均亮，說明當(dāng)前電池電量很充足；
[0031]最后，此法測電池電量，不能精確測出電池剩余電量多少，只能粗略估計(jì)剩余電量，再結(jié)合自身產(chǎn)品的耗電量，操作者決定該電池是否繼續(xù)使用。
[0032]本專利可以根據(jù)測量電池電源的輸出電壓不同，調(diào)整電阻值，以此達(dá)到對1.5?34V輸出電壓的電池進(jìn)行電量估計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，節(jié)省成本。
[0033]以上對本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其特征在于:其包括由第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)和第三電阻(R3)串接組成的分壓電路、待測電池輸入電壓端(BAT)和兩個發(fā)光二極管(DS3、DS4)，還包括電源輸入端(VCC)、雙路差動比較器、濾波電容(C4)、第四電阻(R4)和第五電阻(R5)； 所述分壓電路的第一電阻(Rl)—端接電源輸入端(VCC)，第三電阻(R3) —端接地，而第二電阻(R2)分別與第一電阻(Rl)和第三電阻(R3)相連； 所述雙路差動比較器包括第一比較器(U2A)和第二比較器(U2B)，以及與電源輸入端(VCC)連接的輸入管腳(8)和接地的輸出管腳(4)，所述第一比較器(U2A)的負(fù)極輸入端(2)接在第一電阻(Rl)與第二電阻(R2)連接處，第二比較器(U2A)的負(fù)極輸入端(6)與第二電阻(R2)與第三電阻(R3)連接處相接，而第一比較器(U2A)的正極輸入端(3)和第二比較器(U2A)的正極輸入端(5 )與待測電池輸入電壓端(BAT)串接，第一比較器(U2A)的輸出端(I)和第二比較器(U2B)的輸出端(7)分別與第一發(fā)光二級管(DS3)和第二發(fā)光二極管(DS4)的正極連接，而兩個發(fā)光二級管的負(fù)極分別接地； 在第一比較器(U2A)的輸出端(I)與第一發(fā)光二級管(DS3)連接處上拉一第四電阻(R4)，第四電阻(R4)的另一端與電源輸入端(VCC)連接，第二比較器(U2B)的輸出端(7)與第二發(fā)光二級管(DS4)連接處上拉一第五電阻(R5),第五電阻(R5)的另一端與電源輸入端(VCC)連接； 在雙路差動比較器的輸入管腳(8)和輸出管腳(4)之間接有一濾波電容(C4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其特征在于:所述待測電池輸入電壓端(BAT)與雙路差動比較器的輸入管腳(8)連接處還接有一電池負(fù)載電路，該電池負(fù)載電路由四路拔碼開關(guān)(SW-DIP4)和與其四路開關(guān)分別連接的第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第八電阻(R8)和第九電阻(R9)，所述四個電阻的另一端串連且與雙路差動比較器的輸入管腳(8)連接，而四路拔碼開關(guān)(SW-DIP4)的四路開關(guān)的未接端與待測電池輸入電壓端(BAT)串接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其特征在于:所述雙路差動比較器的型號為LM293D。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其特征在于:所述第一電阻(Rl)為6K歐姆，第二電阻(R2)為IK歐姆、第三電阻(R3)為IOK歐姆。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其特征在于:所述濾波電容(C4)為0.1uF0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其特征在于:所述第四電阻(R4)和第五電阻(R5)均為IK歐姆。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模擬比較器的簡易電池電量測量電路，其特征在于:所述第六電阻(R6)到第九電阻(R9)均為100歐姆。
【文檔編號】G01R31/36GK203490345SQ201320653937
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】劉守寧, 孟慶坤 申請人:天津成科自動化工程技術(shù)有限公司