電壓檢測裝置、電池及電壓檢測方法
【專利摘要】本公開是關(guān)于電壓檢測裝置、電池及電壓檢測方法，所述電壓檢測裝置包括：電壓檢測模塊和電路走線；其中，所述電路走線上的一段走線設(shè)置為走線電阻，所述電壓檢測模塊的檢測端通過測量線分別連接到所述走線電阻兩端。本公開實施例通過將電路走線上的一段走線設(shè)置為走線電阻，使得檢測走線電阻兩端的電壓即可，由于走線電阻本身是電路走線的一部分，其阻值不會隨著電壓和溫度的變化發(fā)生較大的變化，具有較好的穩(wěn)定性，因此電壓測量比較準(zhǔn)確。
【專利說明】電壓檢測裝置、電池及電壓檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其設(shè)及電壓檢測裝置、電池及電壓檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電源保護(hù)電路通過對電源通路上的電壓進(jìn)行檢測，從而根據(jù)檢測結(jié)果確定是否切 斷電源通路，W便對電源起到保護(hù)作用。W電池內(nèi)的電源保護(hù)電路為例，相關(guān)技術(shù)中，該電 源保護(hù)電路上的保護(hù)ICQntegrated circui t，集成電路）將測量線連接在MOS陽T(Meta l-〇xide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金氧半場效晶體管）兩端，通過檢測 M0SFET兩端的電壓獲得電池電壓，從而在電池電壓異常時，切斷電源保護(hù)電路與電巧間的 電源通路。
[000引但是，由于M0SFET本身的特性，在電池充放電過程中，其阻值會隨著電壓和溫度 的變化發(fā)生較大的變化，使得電壓測量不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致難W對電源通路起到良好的保護(hù)作 用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本公開提供了電壓檢測裝置、電池及電壓檢測方法，W解決相關(guān)技術(shù)中電壓檢測 不夠準(zhǔn)確，難W對電源通路起到良好保護(hù)作用的問題。
[0005] 根據(jù)本公開實施例的第一方面，提供一種電壓檢測裝置，所述電壓檢測裝置包括： 電壓檢測模塊和電路走線；
[0006] 其中，所述電路走線上的一段走線設(shè)置為走線電阻，所述電壓檢測模塊的檢測端 通過測量線分別連接到所述走線電阻兩端。
[0007] 可選的，所述電壓檢測模塊包括；保護(hù)集成電路1C，或電量計。
[000引可選的，當(dāng)所述電壓檢測模塊為保護(hù)1C時，所述電壓檢測電路還包括：開關(guān)控制 線和金氧半場效晶體管M0SFET，所述保護(hù)1C通過所述開關(guān)控制線與所述M0SFET連接；
[0009] 所述電路走線的一端與所述M0S陽T連接，另一端用于連接電巧。
[0010] 可選的，當(dāng)所述保護(hù)1C檢測到所述走線電阻兩端的電壓不在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi) 時，通過所述開關(guān)控制線斷開與所述M0SFET的連接。
[0011] 可選的，所述走線電阻的長度滿足如下公式：
[0012] L 其中，所述L為所述走線電阻的長度，所述R為所述走線電阻的電阻值， 所述S為所述走線電阻的截面積，所述為所述走線電阻的電阻率。
[0013] 可選的，所述走線電阻的預(yù)設(shè)電阻值為10毫歐。
[0014] 根據(jù)本公開實施例的第二方面，提供一種電池，所述電池包括；電源保護(hù)電路和電 巧；其中，
[0015] 所述電源保護(hù)電路包括保護(hù)1C，通過開關(guān)控制線與所述保護(hù)1C相連的M0SFET，W 及電路走線，所述電路走線的一端與所述M0SFET連接，另一端與所述電巧連接；
[0016] 其中，所述電路走線上的一段走線設(shè)置為走線電阻，所述保護(hù)IC的檢測端通過測 量線分別連接到所述走線電阻兩端。
[0017] 可選的，所述走線電阻的長度滿足如下公式：
[0018] L 其中，所述L為所述走線電阻的長度，所述R為所述走線電阻的電阻值， 所述S為所述走線電阻的截面積，所述為所述走線電阻的電阻率。
[0019] 可選的，所述走線電阻的預(yù)設(shè)電阻值為10毫歐。
[0020] 根據(jù)本公開實施例的第=方面，提供一種電壓檢測方法，所述方法應(yīng)用在前述電 池中，所述方法包括：
[0021] 保護(hù)1C通過測量線檢測走線電阻兩端的電池電壓；
[0022] 判斷檢測到的所述電池電壓是否在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)；
[0023] 當(dāng)所述電壓不在所述電壓范圍內(nèi)時，通過所述開關(guān)控制線斷開與MOSFET的連接。
[0024] 本公開的實施例提供的技術(shù)方案可W包括W下有益效果：
[0025] 本公開提供的電壓檢測裝置，通過將電路走線上的一段走線設(shè)置為走線電阻，使 得電壓檢測模塊檢測走線電阻兩端的電壓即可，由于走線電阻本身是電路走線的一部分， 其阻值不會隨著電壓和溫度的變化發(fā)生較大的變化，具有較好的穩(wěn)定性，因此電壓測量比 較準(zhǔn)確。
[0026] 本公開電壓檢測裝置中的電壓檢測模塊可W具體為電池中的保護(hù)1C，或者?？谟?于通過測量電壓獲得電流值的電量計，因此能夠應(yīng)用在不同的電壓測量場景中。
[0027] 本公開中電壓檢測裝置中的電壓檢測模塊具體為保護(hù)1C時，該保護(hù)1C通過開關(guān) 控制線連接MOSFET，因此可W通過測量走線電阻兩端的電壓對MOSFET的通斷進(jìn)行控制，從 而對電源通路起到良好的保護(hù)作用。
[002引本公開中在確定走線電阻長度時，可W根據(jù)走線電阻的預(yù)設(shè)電阻值，走線電阻的 截面積，W及走線電阻的電阻率，按照預(yù)設(shè)公式進(jìn)行計算，并可W在實際應(yīng)用中通過調(diào)試， 獲得合適的走線長度，從而滿足電壓檢測的需求，提高電壓檢測的準(zhǔn)確度。
[0029] 本公開提供的電池及其應(yīng)用在該電池內(nèi)的電壓檢測方法，通過電源保護(hù)電路對電 路走線上的走線電阻進(jìn)行測量，可W獲得準(zhǔn)確的電壓值，通過電壓值可W對MOSFET的通斷 進(jìn)行控制，W便在電巧充放電過程中，可W對電巧起到良好的保護(hù)作用。
[0030] 應(yīng)當(dāng)理解的是，W上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不 能限制本公開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實施 例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。
[0032] 圖1是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的一種電壓檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖2是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的另一種電壓檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖3是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的一種電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖4是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的一種電壓檢測方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0036] 該里將詳細(xì)地對示例性實施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述設(shè)及 附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。W下示例性實施例 中所描述的實施方式并不代表與本公開相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附 權(quán)利要求書中所詳述的、本公開的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0037] 在本公開使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本公開。 在本公開和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的"一種"、"所述"和"該"也旨在包括多 數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語"和/或"是指 并包含一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項目的任何或所有可能組合。
[003引應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本公開可能采用術(shù)語第一、第二、第=等來描述各種信息，但該 些信息不應(yīng)限于該些術(shù)語。該些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離 本公開范圍的情況下，第一信息也可W被稱為第二信息，類似地，第二信息也可W被稱為第 一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語"如果"可W被解釋成為"在……時"或"當(dāng)…… 時"或"響應(yīng)于確定"。
[0039] 如圖1所示，圖1是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的一種電壓檢測裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖，該電壓檢測裝置包括；電壓檢測模塊110和電路走線120。
[0040] 本實施例中在檢測電壓時，無需對?？诘碾娐菲骷M(jìn)行檢測，例如，專口設(shè)置的檢 測電阻，或者檢測裝置中設(shè)置的MOSFET等，而是將電路走線120上的一段走線設(shè)置為走線 電阻121，電壓檢測模塊110的檢測端111通過測量線112分別連接到走線電阻121兩端。 因此，電壓檢測模塊110檢測走線電阻121兩端的電壓即可，由于走線電阻121本身是電路 走線120的一部分，其阻值不會隨著電壓和溫度的變化發(fā)生較大的變化，具有較好的穩(wěn)定 性，因此電壓測量比較準(zhǔn)確，檢測精度較高。需要說明的是，圖1中的走線電阻121用加粗 線條進(jìn)行了示例，實際應(yīng)用中，該走線電阻121的厚度和寬度與電路走線120的其他部分相 同，因此圖1中用加粗線條示例的走線電阻121僅為示例清楚，并不用于限制走線電阻121 的實際形態(tài)。
[0041] 本實施例中，要將電路走線120上的一段走線設(shè)置為走線電阻121時，需要預(yù)先確 定走線電阻的長度，在確定走線電阻的長度時，可W采用如下公式： RxS
[0042] L = 其中，L為走線電阻的長度；參數(shù)R為走線電阻的電阻值，該R的預(yù)設(shè)值 為10m Q (毫歐）；參數(shù)S為走線電阻的截面積，當(dāng)電路走線120確定后，該S的值也可W確 定；參數(shù)為走線電阻的電阻率，電阻率是表示物質(zhì)電阻特性的物理量，因此當(dāng)電路走線120 的材質(zhì)確定時，該值也確定。根據(jù)上述確定的參數(shù)值，可W初步計算出L的理論值，并基于L 的理論值對走線電阻的實際長度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)試，在調(diào)試時，可W測量L為理論值時，走線 電阻的實際值是否為預(yù)設(shè)的lOmQ，如果小于lOmQ，則可W增加走線電阻的長度，直至將 測量到走線電阻為10m Q時的走線電阻長度確定為L的實際值，并按照L的實際值，將電壓 檢測模塊110的測量線112分別連接到走線電阻121兩端。
[0043] 在一個實現(xiàn)方式中，電壓檢測模塊110可W具體為電池內(nèi)的保護(hù)1C，該保護(hù)1C可 W通過開關(guān)控制線與MOSFET連接，其中，電路走線120的一端與MOSFET連接，另一端用于 連接電巧，當(dāng)保護(hù)1C檢測到走線電阻兩端的電壓不在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)時，可W通過開關(guān) 控制線斷開與MOSFET的連接，由此通過對MOSFET的通斷進(jìn)行控制，從而可W對電源通路起 到良好的保護(hù)作用。
[0044] 在另一個實現(xiàn)方式中，電壓檢測模塊可W具體為測量電池電量的電量計，電量計 是一種測量電池累計電量的增加或減少的功能器件，用于確定可充電電池中的剩余電量W 及在特定工作條件下電池還能持續(xù)供電的時間，能夠精確估計電池的電量。在本實施例中， 電量計可W直接通過測量走線電阻兩端的電壓獲得電壓值，并可W根據(jù)該電壓值和走線電 阻的電阻值計算出電流值，從而實現(xiàn)對電流的精確測量。
[0045] 如圖2所示，圖2是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的另一種電壓檢測裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖，該電壓檢測裝置可W具體應(yīng)用在電池中，該電壓檢測裝置包括；保護(hù)IC210,開 關(guān)控制線220, M0S陽T230和電路走線240。
[0046] 其中，保護(hù)IC210通過開關(guān)控制線220與M0S陽T230連接，電路走線240的一端與 M0SFET230連接，另一端用于連接電巧。本實施例中，將電路走線240上的一段走線設(shè)置為 走線電阻241，保護(hù)IC210的檢測端211通過測量線212分別連接到走線電阻241兩端。因 此，保護(hù)IC210檢測走線電阻241兩端的電壓即可獲得電池電壓，由于走線電阻241本身是 電路走線240的一部分，其阻值不會隨著電壓和溫度的變化發(fā)生較大的變化，具有較好的 穩(wěn)定性，因此電壓測量比較準(zhǔn)確，測量精度較高。需要說明的是，圖2中的走線電阻241用 加粗線條進(jìn)行了示例，實際應(yīng)用中，該走線電阻241的厚度和寬度與電路走線240的其他部 分相同，因此圖2中用加粗線條示例的走線電阻241僅為示例清楚，并不用于限制走線電阻 241的實際形態(tài)。
[0047] 本實施例中，保護(hù)IC210為一種硬件電路，當(dāng)該保護(hù)IC210的測量線212連接到走 線電阻241兩側(cè)時，可W實時測量走線電阻241兩端的電壓，從而獲得電路電壓。其中，當(dāng) 保護(hù)IC210檢測到走線電阻241兩端的電壓不在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)時，可W通過開關(guān)控制 線220斷開與M0SFET230的連接。因此本實施例可W通過測量走線電阻241兩端的電壓對 M0SFET的通斷進(jìn)行控制，從而對電源通路起到良好的保護(hù)作用。
[0048] 另外，圖2中作為示意僅示出了一個M0S陽T，實際應(yīng)用中，保護(hù)1C在控制M0S陽T 通斷時，電路中可W包括兩個M0SFET元件，保護(hù)1C的兩根測量線分別連接到該兩個M0SFET 元件的兩側(cè)。本實施例中，走線電阻的長度確定方式與前述圖1中的相關(guān)描述一致，在此不 再寶述。
[0049] 如圖3所示，圖3是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的一種電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 本實施例中的電池主要指具有充放電功能的充電電池，充電電池使用過程中，過 充電、過放電、或者過電流都會影響電池使用壽命和性能，因此需要對電池內(nèi)部的電壓進(jìn)行 檢測W防止對電池產(chǎn)生損害。本實施例中示例的電池包括；電源保護(hù)電路310和電巧320。 其中，電池保護(hù)電路310用于對電池內(nèi)部的電壓進(jìn)行檢測，電巧320是電池的容量來源，用 于進(jìn)行能量儲存；為了對電巧320進(jìn)行保護(hù)，可W通過電源保護(hù)電路310對電池電壓和電流 進(jìn)行測量，從而在電壓或電流異常時，切斷與電巧320間的電池通路，W起到對電池的保護(hù) 作用
[0化1] 本實施例中，電源保護(hù)電路310進(jìn)一步包括；保護(hù)IC311、通過開關(guān)控制線312與 保護(hù)IC311相連的M0S陽T313, W及電路走線314,該電路走線314的一端與M0S陽T313連 接，另一端與電巧320連接。電路走線314上的一段走線設(shè)置為走線電阻3141，保護(hù)IC311 的檢測端3111通過測量線3112分別連接到走線電阻3141兩端。其中，MOS陽T313受保護(hù) IC311的控制，在保護(hù)IC311檢測到電壓或電流異常時，通過控制M0S陽T313的通斷，起到與 電巧之間連接或斷開的開關(guān)作用。
[0052] 本實施例中的電源保護(hù)電路310在檢測電池電壓時，與圖2描述的電壓檢測裝置 一致，在此不再寶述。
[0053] 由上述實施例可見，該實施例提供的電池，通過電源保護(hù)電路對電路走線上的走 線電阻進(jìn)行測量，可W獲得準(zhǔn)確的電壓值，通過電壓值可W對M0SFET的通斷進(jìn)行控制，W 便在電巧充放電過程中，可W對電巧起到良好的保護(hù)作用。
[0054] 如圖4是所示，圖4是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的一種電壓檢測方法的流 程圖，該方法可W應(yīng)用在圖3所示電池中，包括如下步驟：
[0化5] 在步驟401中，保護(hù)1C通過測量線檢測走線電阻兩端的電池電壓。
[0化6] 結(jié)合圖3可知，保護(hù)1C的檢測端通過測量線連接到走線電阻兩端，該保護(hù)1C為一 種硬件電路，可W實時測量走線電阻兩端的電壓，從而獲得電池電壓。
[0化7] 在步驟402中，判斷檢測到的電池電壓是否在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)。
[0化引本實施例中，電池的主要工作狀態(tài)包括充電狀態(tài)和放電狀態(tài)，因此預(yù)設(shè)的電壓范 圍可W由充電狀態(tài)下的最高電壓和放電狀態(tài)下的最低電壓進(jìn)行限定。
[0化9] 在步驟403中，當(dāng)電池電壓不在電壓范圍內(nèi)時，通過開關(guān)控制線斷開與M0SFET的 連接。
[0060] 當(dāng)電池電壓在電壓范圍內(nèi)時，電池可W自由充放電，此時保護(hù)1C通過開關(guān)控制線 控制M0S陽T處于接通狀態(tài)。
[0061] 當(dāng)電池電壓不在電壓范圍內(nèi)時，對于電池電壓超過最高電壓值時的過充電狀態(tài)， 此時保護(hù)1C通過開關(guān)控制線控制M0SFET處于關(guān)斷狀態(tài)，從而停止對電巧進(jìn)行充電；對于電 池電壓低于最低電壓值時的過放電狀態(tài)，此時保護(hù)1C也通過開關(guān)控制線控制M0SFET處于 關(guān)斷狀態(tài)，從而停止電巧對負(fù)載放電。
[0062] 由上述實施例可見，該實施例提供的電壓檢測方法，通過電源保護(hù)電路對電路走 線上的走線電阻進(jìn)行測量，可W獲得準(zhǔn)確的電壓值，通過電壓值可W對M0SFET的通斷進(jìn)行 控制，W便在電巧充放電過程中，可W對電巧起到良好的保護(hù)作用。
[0063] 本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐該里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其 它實施方案。本申請旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，該些變型、用途或 者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本【技術(shù)領(lǐng)域】中的公知常識 或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由下面的 權(quán)利要求指出。
[0064] 應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并 且可W在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本公開的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種電壓檢測裝置，其特征在于，所述電壓檢測裝置包括：電壓檢測模塊和電路走 線； 其中，所述電路走線上的一段走線設(shè)置為走線電阻，所述電壓檢測模塊的檢測端通過 測量線分別連接到所述走線電阻兩端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電壓檢測模塊包括：保護(hù)集成電路 1C，或電量計。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述電壓檢測模塊為保護(hù)IC時，所述電 壓檢測電路還包括：開關(guān)控制線和金氧半場效晶體管MOSFET，所述保護(hù)IC通過所述開關(guān)控 制線與所述MOSFET連接； 所述電路走線的一端與所述MOSFET連接，另一端用于連接電芯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述保護(hù)IC檢測到所述走線電阻兩端 的電壓不在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)時，通過所述開關(guān)控制線斷開與所述MOSFET的連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的裝置，其特征在于，所述走線電阻的長度滿足如下公 式：
;其中，所述L為所述走線電阻的長度，所述R為所述走線電阻的電阻值，所述 S為所述走線電阻的截面積，所述P為所述走線電阻的電阻率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述走線電阻的預(yù)設(shè)電阻值為10毫歐。
7. -種電池，其特征在于，所述電池包括：電源保護(hù)電路和電芯；其中， 所述電源保護(hù)電路包括保護(hù)1C，通過開關(guān)控制線與所述保護(hù)IC相連的M0SFET，以及電 路走線，所述電路走線的一端與所述MOSFET連接，另一端與所述電芯連接； 其中，所述電路走線上的一段走線設(shè)置為走線電阻，所述保護(hù)IC的檢測端通過測量線 分別連接到所述走線電阻兩端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池，其特征在于，所述走線電阻的長度滿足如下公式：
其中，所述L為所述走線電阻的長度，所述R為所述走線電阻的電阻值，所述 S為所述走線電阻的截面積，所述P為所述走線電阻的電阻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池，其特征在于，所述走線電阻的預(yù)設(shè)電阻值為10毫歐。
10. -種電壓檢測方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用在如權(quán)利要求7至9任一所述的電 池中，所述方法包括： 保護(hù)IC通過測量線檢測走線電阻兩端的電池電壓； 判斷檢測到的所述電池電壓是否在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)； 當(dāng)所述電壓不在所述電壓范圍內(nèi)時，通過所述開關(guān)控制線斷開與MOSFET的連接。
【文檔編號】G01R19/00GK104502670SQ201410828976
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】孫偉, 孫長宇, 王向東 申請人:小米科技有限責(zé)任公司