本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池電量檢測裝置及移動電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

移動電子設(shè)備中通常設(shè)有電池，在移動電子設(shè)備工作過程中，電池放電；在電池電量比較低時，需要對電池進(jìn)行充電。

但是，在電池放電過程中，當(dāng)電池電量低于一定值時，容易對電池造成不可逆的損耗，使電池的蓄電能力減弱。而在電池充電的過程中，當(dāng)電池電量高于一定值時，容易引發(fā)電池爆炸。因此，在電池充電或者放電的過程中，需要對電池電量進(jìn)行檢測，從而方便對電池進(jìn)行保護(hù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種電池電量檢測裝置，旨在檢測電池電量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的電池電量檢測裝置包括多個電壓取樣電路、多個電壓比較電路，及電量計算電路，所述電壓比較電路的數(shù)量與所述電壓取樣電路的數(shù)量對應(yīng)；多個所述電壓取樣電路的取樣端用于與電池連接，多個所述電壓取樣電路的輸出端與多個所述電壓比較電路的輸入端一一對應(yīng)連接；多個所述電壓比較電路的輸出端與所述電量計算電路連接；其中，各所述電壓取樣電路對所述電池進(jìn)行電壓取樣后的電壓輸出比例不同；所述電壓比較電路，用于將與其對應(yīng)連接的所述電壓取樣電路輸出的電壓與一預(yù)設(shè)參考電壓進(jìn)行比較，并輸出對應(yīng)的電壓比較信號；所述電量計算電路，用于根據(jù)各所述電壓比較電路的輸出電壓信號計算獲得所述電池的當(dāng)前電量。

優(yōu)選地，各所述電壓取樣電路具有預(yù)設(shè)分壓比，且各所述電壓取樣電路的預(yù)設(shè)分壓比不同。

優(yōu)選地，所述電壓取樣電路包括輸入電阻及輸出電阻；所述輸入電阻的第一端為所述電壓取樣電路的取樣端，所述輸入電阻的第二端與所述輸出電阻的第一端連接，其連接結(jié)點(diǎn)為所述電壓取樣電路的輸出端，所述輸出電阻的第二端接地。

優(yōu)選地，所述輸入電阻和/或輸出電阻為可調(diào)電阻。

優(yōu)選地，所述電池電量檢測裝置還包括電流檢測電路，所述電流檢測電路的檢測端與電池連接，所述電流檢測電路的輸出端與所述電量計算電路連接；所述電量計算電路，還用于在各所述電壓比較電路都輸出高電平信號時，根據(jù)所述電流檢測電路的電流檢測信號計算獲得所述電池的當(dāng)前電量。

優(yōu)選地，所述電量計算電路，還用于在各所述電壓比較電路都輸出高電平信號時，根據(jù)各電壓比較電路的輸出電壓信號和所述電流檢測電路的電流信號計算獲得所述電池的當(dāng)前電量。

優(yōu)選地，所述電池電量檢測裝置還包括用于檢測所述電池溫度并輸出對應(yīng)的溫度檢測信號的溫度檢測電路，所述溫度檢測電路的輸出端與所述電量檢測電路連接；所述電量計算電路，還用于根據(jù)所述溫度檢測電路輸出的溫度檢測信號及各所述電壓比較電路的輸出電壓信號和/或所述電流檢測電路的電流檢測信號計算獲得所述電池的當(dāng)前電量。

優(yōu)選地，所述電池電量檢測裝置還包括顯示電路及控制電路，所述控制電路分別與所述電量計算電路及顯示電路連接。

優(yōu)選地，所述顯示電路包括電量顯示單元及報警單元；所述電量顯示單元的輸入端為所述顯示電路的第一受控端，所述報警單元的輸入端為所述顯示電路的第二受控端；所述報警單元用于在電池電量達(dá)到低電量閾值或者高電量閾值時輸出報警信號。

本發(fā)明還提出一種移動電子設(shè)備，該移動電子設(shè)備包括如上所述的電池電量檢測裝置；其中，所述電池電量檢測裝置包括多個電壓取樣電路、多個電壓比較電路，及電量計算電路，所述電壓比較電路的數(shù)量與所述電壓取樣電路的數(shù)量對應(yīng)；多個所述電壓取樣電路的取樣端用于與電池連接，多個所述電壓取樣電路的輸出端與多個所述電壓比較電路的輸入端一一對應(yīng)連接；多個所述電壓比較電路的輸出端與所述電量計算電路連接；其中，各所述電壓取樣電路對所述電池進(jìn)行電壓取樣后的電壓輸出比例不同；所述電壓比較電路，用于將與其對應(yīng)連接的所述電壓取樣電路輸出的電壓與一預(yù)設(shè)參考電壓進(jìn)行比較，并輸出對應(yīng)的電壓比較信號；所述電量計算電路，用于根據(jù)各所述電壓比較電路的輸出電壓信號計算獲得所述電池的當(dāng)前電量。

本發(fā)明技術(shù)方案通過多個電壓取樣電路對電池電壓進(jìn)行取樣處理，并且各個電壓取樣電路對電池電壓取樣后的輸出比例不同，電壓比較電路對與其對應(yīng)連接的電壓取樣電路輸出的電壓與一預(yù)設(shè)參考電壓進(jìn)行比較，并輸出對應(yīng)的電壓比較信號，以使電量檢測電路根據(jù)所有的電壓比較電路輸出的電壓比較信號計算出電池的當(dāng)前電量。由于在電池充電或者放電過程中，其輸出電壓大小與剩余電量多少存在對應(yīng)關(guān)系，因此，電量計算電路能夠根據(jù)電壓比較電路的輸出電壓計算出電池電量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明電池電量檢測裝置一實施例的功能模塊示意圖；

圖2為本發(fā)明電池電量檢測裝置另一實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明，本發(fā)明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，在本發(fā)明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提出一種電池電量檢測裝置。

如圖1所示，在一實施例中，該電池電量檢測裝置包括多個電壓取樣電路(如圖1所示的4個電壓取樣電路)、多個電壓比較電路(如圖1所示的4個電壓取樣電路)，及電量計算電路300，電壓比較電路的數(shù)量與電壓取樣電路的數(shù)量對應(yīng)；多個電壓取樣電路的取樣端用于與電池連接，多個電壓取樣電路的輸出端與多個電壓比較電路的輸入端一一對應(yīng)連接；多個電壓比較電路的輸出端與電量計算電路300連接；其中，各電壓取樣電路對電池進(jìn)行電壓取樣后的電壓輸出比例不同；電壓比較電路，用于將與其對應(yīng)連接的電壓取樣電路輸出的電壓與一預(yù)設(shè)參考電壓進(jìn)行比較，并輸出對應(yīng)的電壓比較信號；電量計算電路300，用于根據(jù)各電壓比較電路的輸出電壓信號計算獲得電池的當(dāng)前電量。

在一實施例中，電池充滿電時對應(yīng)的輸出電壓大小為14.8V，電池放完電時對應(yīng)的輸出電壓大小為11.27V；電池電量檢測裝置包括4個電壓取樣電路、4個電壓比較電路及電量計算電路300，預(yù)設(shè)參考電壓為U。對于本實施例，在對電壓取樣電路對電池電壓取樣后的電壓輸出比例進(jìn)行設(shè)置時，可以首先將大小在11.27V到14.8V之間的電壓分成四個小區(qū)間。比如，第一電壓區(qū)間[11.27V，12.2V)，其對應(yīng)的電池電量在0到25％之間；第二電壓區(qū)間[12.2V，13.5V)，其對應(yīng)的電池電量在25％到50％之間；第三電壓區(qū)間[13.5V，14V)，其對應(yīng)的電池電量在50％到75％之間；[14V，14.8V)，其對應(yīng)的電池電量在75％到100％之間。然后將電壓取樣電路對電池電壓取樣后的電壓比例分別設(shè)置為U/11.27％，U/12.2％，U/13.5％，及U/14％。

這樣，當(dāng)電池電量在0到25％之間時，第一電壓取樣電路110的輸出電壓大于U，第一電壓比較電路210輸出高電平；其它取樣電路的輸出電壓小于U，其它電壓比較電路輸出低電平。

當(dāng)電池電量在25％到50％之間時，第一電壓取樣電路110及第二電壓取樣電路120的輸出電壓大于U，第一電壓比較電路210及第二電壓比較電路220輸出高電平；第三電壓取樣電路130及第四電壓取樣電路140的輸出電壓小于U，第三電壓比較電路230及第四電壓比較電路240輸出低電平。

當(dāng)電池電量在50％到75％之間時，第一電壓取樣電路110、第二電壓取樣電路120及第三電壓取樣電路130的輸出電壓大于U，第一電壓比較電路210、第二電壓比較電路220及第三電壓比較電路230輸出高電平；第四電壓取樣電路140的輸出電壓小于U，第四電壓比較電路240輸出低電平。

當(dāng)電池電量在75％到100％之間時，4個電壓取樣電路的輸出電壓都大于U，4個電壓比較電路輸出高電平。

由于對應(yīng)每一不同范圍的電池電量，電壓比較電路輸出的高電平的個數(shù)都不相同。因此，電量計算電路300可以根據(jù)各個電壓比較電路的輸出電壓計算獲取電池當(dāng)前的電量。

可以理解的是，電量檢測裝置還可以包括5個電壓取樣電路，10個電壓取樣電路。100個電壓取樣電路，等等。其中，電量檢測裝置包括5個電壓取樣電路時，可以根據(jù)電池電量與電池輸出電壓的對應(yīng)關(guān)系將電池的輸出電壓分成5個電壓區(qū)間，每個電壓區(qū)間對應(yīng)20％的電量變化。當(dāng)電量檢測裝置包括10個電壓取樣電路時，可以根據(jù)電池電量與電池輸出電壓的對應(yīng)關(guān)系將電池的輸出電壓分成10個電壓區(qū)間，每個電壓區(qū)間對應(yīng)10％的電量變化。當(dāng)電池電量檢測裝置包括100個電壓取樣電路時，可以根據(jù)電池電量與電池輸出電壓的對應(yīng)關(guān)系將電池的輸出電壓分成100個電壓區(qū)間，每個電壓區(qū)間對應(yīng)1％的電量變化。

值得一提的是，在電量檢測裝置包括5個電壓取樣電路時，可以根據(jù)檢測目的的不同以及電池電量與電池輸出電壓的對應(yīng)關(guān)系將電池的輸出電壓分成5個電壓區(qū)間，比如，第一電壓區(qū)間與0到4％的電池電量對應(yīng)，第二電壓區(qū)間與4％到9％的電池電量對應(yīng)，第三電壓區(qū)間與9％到15％的電池電量對應(yīng)，第四電壓區(qū)間與15％到98％的電池電量對應(yīng)，第五電壓區(qū)間與98％到100％的電池電量對應(yīng)。這樣，就可以在電池電量比較低時，可以對電池電量進(jìn)行更精確的檢測。當(dāng)然，采用本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，還可以得到其它的技術(shù)方案，此處不做贅述。

如圖2所示，在一較佳實施例中，上述電壓取樣電路包括輸入電阻R1和輸出電阻R2；輸入電阻R1的第一端為電壓取樣電路的取樣端，輸入電阻R1的第二端與輸出電阻R2的第一端連接，其連接結(jié)點(diǎn)為電壓取樣電路的輸出端，輸出電阻R2的第二端接地GND?？梢岳斫?，在對電池的輸出電壓進(jìn)行取樣時，對于任意一個電壓取樣電路，若其輸入電阻R1與輸出電阻R2的比值與其它電壓取樣電路的輸入電阻R1與輸出電阻R2的比值不同，則其對電池進(jìn)行電壓取樣后的電壓輸出比例不同。這樣，就保證了在對電池的輸出電壓進(jìn)行取樣處理時，各電壓取樣電路對電池進(jìn)行電壓取樣后的電壓輸出比例不同。

在一較佳實施例中，上述輸入電阻R1和/或輸出電阻R2為可調(diào)電阻。需要說明的是，當(dāng)輸入電阻R1和/或輸出電阻R2為可調(diào)電阻時，在每一電壓取樣電路中，輸入電阻R1與輸出電阻R2的比值可調(diào)，這樣，在用本發(fā)明提出的電池電量檢測裝置對某一電池電量進(jìn)行檢測后，再對輸出電壓不同的電池進(jìn)行電量檢測時，僅需調(diào)節(jié)電壓取樣電路中的輸入電阻R1與輸出電阻R2的比值就可以實現(xiàn)。比如說，當(dāng)電池電量檢測裝置第一次檢測的電池的最大電源電壓為14.8V，第二次檢測的電池的最大電源電壓為12V時，需要相應(yīng)減小每個電壓取樣電路中輸入電阻R1與輸出電阻R2的比值；當(dāng)電池電量檢測裝置第一檢測的電池的最大電源電壓為3.3V，第二次檢測的電池的最大電源電壓為5V時，需要相應(yīng)增大每個電壓取樣電路中輸入電阻R1與輸出電阻R2的比值。

需要說明的是，在電池開始充電時，其充電電流恒定，而輸出電壓隨著電量的增多而增多；在電池充電后期，其充電電流對著電量的增多而減小，而輸出電壓恒定。因此，本發(fā)明提出的電池電量檢測裝置還包括電流檢測電路400，電流檢測電路400的檢測端與電池連接，電流檢測電路400的輸出端與電量計算電路300連接；其中，電量計算電路300，還用于在各電壓比較電路都輸出高電平信號時，根據(jù)電流檢測電路400的電流檢測信號計算獲得的電池的當(dāng)前電量。

一實施例中，在電池開始充電時，各個電壓取樣電路對電池的輸出電壓進(jìn)行取樣并輸出相應(yīng)大小的電壓至對應(yīng)的電壓比較電路；各個電壓比較電路將與之對應(yīng)的電壓取樣電路的輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較，并在其輸出端輸出對應(yīng)的電壓比較信號；電量計算電路300根據(jù)各個電壓比較電路輸出的電壓比較信號計算獲取電池當(dāng)前的電量。在所有電壓比較電路都輸出高電平時，電流檢測電路對電池的充電電流進(jìn)行檢測，并將檢測得的電流值輸入至電量計算電路，電量計算電路300根據(jù)該電流值計算獲取當(dāng)前的電量。

在一較佳實施例中，當(dāng)各電壓比較電路都輸出高電平信號時，電量計算電路300還可以根據(jù)各電壓比較電路的輸出電壓信號和電流檢測電路400的電流檢測信號計算獲得電池的當(dāng)前電量。需要說明的是，電量計算電路300還可以在計算得電池電量達(dá)到閾值電量時，比如，90％電量，95％電量，等等，根據(jù)電流檢測電路400的電流檢測信號計算獲取當(dāng)前電池電量，或者根據(jù)各電壓比較電路的輸出電壓信號和電流檢測電路400的電流檢測信號計算獲得電池的當(dāng)前電量，此處不做限制。此外，上述的兩個實施例中，當(dāng)所有電壓比較電路都輸出高電平時，表明電池電壓趨于穩(wěn)定，而電池電量還在變化。

值得一提的是，由于用戶可能在環(huán)境溫度比較低的地方使用帶有電池的電子設(shè)備，比如俄羅斯，丹麥等接近北極的地區(qū)，也有可能在環(huán)境溫度比較高的地方使用帶有電池的電池設(shè)備，比如印度、馬來西亞等接近赤道的地區(qū)。而電池電量與電池輸出電壓或者工作電流的對應(yīng)關(guān)系會受到溫度的影響。因此，本發(fā)明提出的電池電量檢測裝置還包括用于檢測電池溫度并輸出對應(yīng)的溫度檢測信號的溫度檢測電路600，溫度檢測電路400的輸出端與電量計算電路300連接；其中，電量計算電路300，還用于根據(jù)溫度檢測電路400輸出的溫度檢測信號及各電壓比較電路的輸出電壓信號和/或電流檢測電路的電流檢測信號計算獲得電池的當(dāng)前電量。

在一較佳實施例中，電量計算電路300可以根據(jù)溫度檢測電路600輸出的溫度檢測信號確定電池電量與電池輸出電壓的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)各電壓比較電路的輸出電壓信號計算獲取電池的當(dāng)前電量?；蛘?，電量計算電路300根據(jù)溫度檢測電路600輸出的溫度檢測信號確定電池電量與電池工作電流的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)電流檢測電路400輸出的電流檢測信號計算獲取電池當(dāng)前的電量。再或者，電量計算電路300根據(jù)溫度檢測電路600輸出的溫度檢測信號確定電池電量與電池的工作電流及電池電量與電池輸出電壓的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)各電壓比較電路的輸出電壓和電流檢測電路400的電流檢測信號計算獲得電池的當(dāng)前電量。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提出的電池電量檢測裝置還包括顯示電路900及控制電路800，控制電路800分別與電量計算電路300及顯示電路900連接。

在對電池的電量進(jìn)行檢測時，電量計算電路300計算獲取電池當(dāng)前的電量后，電量計算電路300將電池電量輸送至控制電路800，以使控制電路800控制顯示電路900將電池電量信息顯示出來，方便人眼觀察。

在一較佳實施例中，顯示電路900包括電量顯示單元910及報警單元920；電量顯示單元910的輸入端為顯示電路900的第二受控端，報警單元920用于在電池電量過低或者過高時輸出報警信號。由于在電池電量達(dá)到高電量閾值時，電池存在爆炸的隱患，而在電池電量達(dá)到低電量閾值時，電池可能會遭到不可逆的損壞。因此，在檢測到電池電量達(dá)到高電壓閾值或者低電壓閾值時，報警單元920可以發(fā)出報警信號，以提示用戶采取保護(hù)措施。其中，報警信號可以為聲音信號或者燈光信號；比如，特定顏色的指示燈亮，輸出急促的聲響等等。

以下，結(jié)合圖1和圖2，說明本發(fā)明電池電量檢測裝置一較佳實施例的工作原理：

在對電池電量進(jìn)行檢測時，首先，根據(jù)電池充滿電時對應(yīng)的輸出電壓和電池放完電時對應(yīng)的輸出電壓對各個輸入電阻R1及輸出電阻R2的比例進(jìn)行調(diào)整。以使當(dāng)電池電量在0到25％之間時，第一電壓比較電路210輸出高電平信號，第二電壓比較電路220輸出低電平信號，第三電壓比較電路230輸出低電平信號，第四電壓比較電路240輸出低電平信號；當(dāng)電池電量在25％到50％之間時，第一電壓比較電路210輸出高電平信號，第二電壓比較電路220輸出高電平信號，第三電壓比較電路230輸出低電平信號，第四電壓比較電路240輸出低電平信號；當(dāng)電池電量在50％到75％之間時，第一電壓比較電路210輸出高電平信號，第二電壓比較電路220輸出高電平信號，第三電壓比較電路230輸出高電平信號，第四電壓比較電路240輸出低電平信號；當(dāng)電池電量在75％到100％之間時，所有比較單元都輸出高電平信號。

然后，將電池檢測裝置與電池連接，電量計算電路300根據(jù)各個電壓比較電路輸出的電壓比較信號計算獲取電池當(dāng)前的電量并輸送至控制電路800，以使控制電路800控制電量顯示單元910顯示出電池當(dāng)前的電量。

在電池的輸出電壓比較穩(wěn)定時，電流檢測電路400對電池的工作電流進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果輸送至電量計算電路300，電量計算電路300根據(jù)電流檢測電路400的檢測結(jié)果計算出電池的電量并輸送至控制電路800，控制電路800控制電量顯示單元910顯示電池電量。

在整個檢測過程中，溫度檢測電路600都都會將電池的溫度信息輸送至電量計算電路300，以使電量計算電路300能夠根據(jù)電池溫度確定電池的輸出電壓或者電池的工作電流與電池電量的對應(yīng)關(guān)系，從而計算獲取電池的當(dāng)前電量。在電池的電量達(dá)到高電壓閾值或者第電壓閾值時，控制電路800控制報警單元920發(fā)出報警信號，比如，亮紅燈，發(fā)出特定聲音信號等等。其中，電量計算電路300和控制電路800可以設(shè)置在一個芯片中，也可以分開設(shè)置，此處不做限制。

本發(fā)明還提出一種移動電子設(shè)備，該移動電子設(shè)備包括如上所述的電池電量檢測裝置，該電池電量檢測電路的具體結(jié)構(gòu)參照上述實施例，由于本移動電子設(shè)備采用了上述所有實施例的全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。其中，該移動電子設(shè)備可以是無人機(jī)，智能機(jī)器人，等等。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。