一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，包括電流監(jiān)測電路，所述電流監(jiān)測電路包括由電阻R28、R31并聯(lián)連接的并聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻與電池正極連接，兩端分別連接有電流輸出端和電流輸入端，電池負(fù)極接地，電流輸出端通過電容C22接地；還包括運算放大器U2，運算放大器U2的正輸入端、負(fù)輸入端分別通過電阻R11、R13與電流輸出端、電流輸入端連接，負(fù)輸入端通過電阻R15與輸出端連接，運算放大器U2的正電源端通過電阻R8與電源端連接，運算放大器U2的負(fù)電源端接地；運算放大器U2的輸出端通過電阻R208與電流監(jiān)測端連接，電流監(jiān)測端分別通過電容C156、電阻R212接地。本實用新型電路簡單，成本低、易實現(xiàn)。
【專利說明】—種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備的功能越來越強大，對電池容量的需求越來越大；為了讓電子設(shè)備的使用不受影響，一般需要先監(jiān)測電池容量，提前對其充電；因此很多的電子設(shè)備都開發(fā)了電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)；然而，目前很多的監(jiān)測系統(tǒng)只能大致的給出電量，如手機電量，在手機上顯示電池形狀，通過電池形狀內(nèi)填充條的多少來顯示剩余電量，并沒有準(zhǔn)確的給出電池剩余電量，從而導(dǎo)致需要頻繁的給電池充電，有些電池具有惰性，多次的在電量較多的情況下充電，導(dǎo)致總電量減少或充不進電；影響到電池的使用壽命O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測出電池的用電電量，使用方便；減少充電次數(shù)，延長電池的使用壽命。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，包括電流監(jiān)測電路，所述電流監(jiān)測電路包括由電阻R28、R31并聯(lián)連接的并聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻與電池正極連接，并聯(lián)電阻的兩端分別連接有電流輸出端VBAT_0UT和電流輸入端VBAT_IN，電池負(fù)極接地，電流輸出端VBAT_0UT通過電容C22接地；還包括運算放大器U2，運算放大器U2的正輸入端+IN、負(fù)輸入端-1N分別通過電阻R11、R13與電流輸出端VBAT_0UT、電流輸入端VBAT_IN連接，其中，負(fù)輸入端-1N通過電阻R15與輸出端VOUT連接，運算放大器U2的正電源端+Vs通過電阻R8與電源端VCC_5V連接，運算放大器U2的負(fù)電源端-Vs接地；運算放大器U2的輸出端VOUT通過電阻R208與電流監(jiān)測端CBAT_DET連接，電流監(jiān)測端CBAT_DET分別通過電容C156、電阻R212接地。
[0006]進一步地，所述一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和處理器，電流監(jiān)測端通過模式轉(zhuǎn)換電路與處理器連接。
[0007]進一步地，電池負(fù)極分別通過電容C19、C20與電池正極連接。
[0008]進一步地，運算放大器U2的正電源端+Vs通過電容C4接地。
[0009]進一步地，還包括電壓監(jiān)測電路，電池正極與電阻R24的一端連接，電阻R24的另一端與電阻R27的一端連接，電阻R27的另一端接地，電阻R27的一端與電壓輸出端BAT_DET連接，電壓輸出端BAT_DET通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與處理器連接。
[0010]進一步地，所述電池正極通過電容C13接地，電壓輸出端BAT_DET通過電容C15接地。
[0011]本實用新型的有益效果為:本實用新型通過對使用中的電池電流、電壓的檢測，從 而推斷出電池的容量以及用量，且本實用新型電路簡單，成本低、易實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的電流檢測電路示意圖。
[0013]圖2為本實用新型的電壓檢測電路示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1至圖2以及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的說明。
[0015]實施例:
[0016]一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，包括電流監(jiān)測電路，所述電流監(jiān)測電路包括由電阻R28、R31并聯(lián)連接的并聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻與電池正極連接，并聯(lián)電阻的兩端分別連接有電流輸出端VBAT_0UT和電流輸入端VBAT_IN，電池負(fù)極接地，電流輸出端VBAT_0UT通過電容C22接地；還包括運算放大器U2，運算放大器U2的正輸入端+IN、負(fù)輸入端-1N分別通過電阻R11、R13與電流輸出端VBAT_0UT、電流輸入端VBAT_IN連接，其中，負(fù)輸入端-1N通過電阻R15與輸出端VOUT連接，運算放大器U2的正電源端+Vs通過電阻R8與電源端VCC_5V(電池設(shè)備提供的5V電壓)連接，運算放大器U2的負(fù)電源端-Vs接地；運算放大器U2的輸出端VOUT通過電阻R208與電流監(jiān)測端CBAT_DET連接，電流監(jiān)測端CBAT_DET分別通過電容C156、電阻R212接地。
[0017]在電池的充放電過程中，并聯(lián)電阻R28和R31兩端會形成電壓差，電壓差為電流輸出端VBAT_0UT電壓減去電流輸入端VBAT_IN電壓，可表示為:VBAT_OUT_V_VBAT_IN_V ;并聯(lián)電阻的阻值為R，則電池電流為Ibat=( VBAT_OUT_V-VBAT_IN_V)/R0
[0018]運算放大器U2通過電阻R15將輸出信號反饋到負(fù)輸入端，根據(jù)運放的“虛斷”，則有:電流從電流輸入端至輸出端VOUT的電流保持不變，即:(VBAT_IN_V-V_IN_V) /Rl3=- (V0UT_V-V_IN_V) /Rl5 ；VBAT_IN_V表示電流輸入端電壓，V_IN_V表示負(fù)輸入端電壓，V0UT_V表示輸出端電壓，R13、R15分別表示相應(yīng)的電阻值。
[0019]再根據(jù)運算的虛短、虛斷，則有VBAT_0UT_V (電流輸出端電壓)=V+IN_V(正輸入端電壓)=V_IN_V (負(fù)輸入端電壓)；即正輸入端與負(fù)輸入端電壓相等，進而有:VBAT_0UT_V=V_IN_V ；
[0020]故有:(VBAT_IN_V-VBAR_OUT_V)/Rl3=- (V0UT_V-VBAT_0UT_V) /Rl5 ；
[0021]推導(dǎo)出運放輸出電壓:V0UT_V=R15/R13(VBAT_OUT_V-VBAT_IN_V) +VBAT_0UT_V。
[0022]電流監(jiān)測端CBAT_DET輸出的電壓為:
[0023]CBAT_DET_V=VOUT_V* R212 / (R208+R212) ;R208、R212 分別表示電阻 R208，電阻R212的阻值。
[0024]最后推導(dǎo):CBAT_DET_V=R212/(R208+R212)*R15/R13*R*Ibat+R212/(R208+R212)* VBAT_0UT_V ；
[0025]電流監(jiān)測端CBAT_DET 輸出的電流為:CBAT_DET_I= CBAT_DET_V/R212=R15*R*Ibat /[(R208+R212)* R13] + VBAT_0UT_V /(R208+R212)；
[0026]由于阻值均為定值，可表示為:CBAT_DET_I=A*Ibat+B*VBAT_OUT_V ;A、B均可以根據(jù)設(shè)計的阻值計算出，均為定值。因此可以通過對CBAT_DET_I的測量，得到Ibat值，對Ibat積分便可以等到其用電電量。
[0027]進一步地，所述一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和處理器，電流監(jiān)測端通過模式轉(zhuǎn)換電路與處理器連接。
[0028]模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將電流監(jiān)測端的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并輸送給處理器；處理器可以計算出Ibat值。
[0029]進一步地，電池負(fù)極分別通過電容C19、C20與電池正極連接。
[0030]電容C19、C20為濾波電容，用于抑制電池供電時的高頻、低頻干擾。
[0031]進一步地，運算放大器U2的正電源端+Vs通過電容C4接地。
[0032]C4和R8配合，保證電源VCC_5V對U2供電的穩(wěn)定和無干擾。
[0033]進一步地，還包括電壓監(jiān)測電路，電池正極與電阻R24的一端連接，電阻R24的另一端與電阻R27的一端連接，電阻R27的另一端接地，電阻R27的一端與電壓輸出端BAT_DET連接，電壓輸出端BAT_DET通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與處理器連接。
[0034]通過電阻R24、R27對電池正極進行分壓，將分壓后的電壓信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入給處理器，處理器可以推算出電池正極的電壓Vb。
[0035]進一步地，所述電池正極通過電容C13接地，電壓輸出端BAT_DET通過電容C15接地。
[0036]電容Cl3、Cl5用以濾波，使得輸出的電壓值穩(wěn)定。
[0037]進一步地，根據(jù)所得的電流與電壓值可以算出電池的內(nèi)阻Rb，然后可以得到開路電壓 Vbk=Vb+Ibat*Rb= Vb+Ibat*Rb。
[0038]進一步地，根據(jù)電池的開路電壓與電池電量的對應(yīng)關(guān)系曲線(OCV)，設(shè)電池開路電壓為Vbk，電池電量為Qb。可得到OCV的函數(shù)Vbk=M*Qb*Qb*Qb+N*Qb*Qb+L, M，N和L為一定值。
[0039]進一步地，根據(jù)函數(shù)三個函數(shù)可以得出電池電量。CBAT_DET_V=R212/(R208+R212) *R15/R13*R*Ibat+R212/(R208+R212)* VBAT_0UT_V
[0040]Vbk=Vb+Ibat*Rb 。
[0041]Vbk=M*Qb*Qb*Qb+N*Qb*Qb+L。從而可以精確的監(jiān)測電池電量。
[0042]以上僅是本申請的較佳實施例，在此基礎(chǔ)上的等同技術(shù)方案仍落入申請保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括電流監(jiān)測電路，所述電流監(jiān)測電路包括由電阻R28、R31并聯(lián)連接的并聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻與電池正極連接，并聯(lián)電阻的兩端分別連接有電流輸出端VBAT_OUT和電流輸入端VBAT_IN，電池負(fù)極接地，電流輸出端VBAT_OUT通過電容C22接地；還包括運算放大器U2，運算放大器U2的正輸入端+IN、負(fù)輸入端-1N分別通過電阻Rl1、Rl3與電流輸出端VBAT_OUT、電流輸入端VBAT_IN連接，其中，負(fù)輸入端-1N通過電阻Rl5與輸出端VOUT連接，運算放大器U2的正電源端+Vs通過電阻R8與電源端VCC_5V連接，運算放大器U2的負(fù)電源端-Vs接地；運算放大器U2的輸出端VOUT通過電阻R208與電流監(jiān)測端CBAT_DET連接，電流監(jiān)測端CBAT_DET分別通過電容C156、電阻R212接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和處理器，電流監(jiān)測端通過模式轉(zhuǎn)換電路與處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:電池負(fù)極分別通過電容C19、C20與電池正極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:運算放大器U2的正電源端+Vs通過電容C4接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:還包括電壓監(jiān)測電路，電池正極與電阻R24的一端連接，電阻R24的另一端與電阻R27的一端連接，電阻R27的另一端接地，電阻R27的一端與電壓輸出端BAT_DET連接，電壓輸出端BAT_DET通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與處理器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電池正極通過電容C13接地，電壓輸出端BAT_DET通過電容C15接地。
【文檔編號】G01R31/36GK203720332SQ201420078189
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】戎海峰, 王芳德, 李搶滿 申請人:東莞市遠(yuǎn)峰科技有限公司