專利名稱：電壓法干電池電量檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是干電池電量檢測(cè)裝置，尤其是一種電壓法干 電池電量檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
目前，日常生活中被廣泛應(yīng)用的小家電、數(shù)碼等設(shè)備中都需使用
干電池，如收音機(jī)，MP3，電子鐘，遙控器，電子玩具，多功能電子 記事本，電動(dòng)剔須刀，數(shù)碼相機(jī)等等。干電池在使用過程中往往可能 中途將其拆出，或因放置不當(dāng)而將新舊混淆；因電器本身的間斷使用 也會(huì)導(dǎo)致不知其中大概還有多少電量。同時(shí)，消費(fèi)者本身也希望對(duì)使 用中的電池所剩電量進(jìn)行了解和掌握。
依據(jù)干電池本身的特性，新舊電池混用將極大降低其輸出電能； 同時(shí)，依據(jù)干電池本身特性及用電器的特點(diǎn)，即便在某種電器中不能 再使用的電池仍可以在其他低功耗的電器中用上一段時(shí)間。因此，對(duì) 干電池電量的檢測(cè)及區(qū)分將具有實(shí)際意義指導(dǎo)消費(fèi)者科學(xué)地使用干 電池，經(jīng)濟(jì)使用干電池；讓其最大發(fā)揮效益。對(duì)干電池電量進(jìn)行區(qū)分 和管理，對(duì)其剩余電量進(jìn)行了解，將為科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保使用干電池 提供依據(jù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為廣大干電池消費(fèi)者提供一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用， 使用簡(jiǎn)便、指示明了的電壓法干電池電量檢測(cè)裝置。
本實(shí)用新型電壓法干電池電量檢測(cè)裝置，包括用于干電池電量 檢測(cè)與干電池正極相連的測(cè)試點(diǎn)，其特征在于測(cè)試點(diǎn)與發(fā)光二極管 間并聯(lián)有一到數(shù)只電壓比較器；電壓比較器的同相或反相輸入端與測(cè) 試點(diǎn)連接；電壓比較器的反相或同相輸入端與外部供電連線上的分壓 電阻連接；電壓比較器的輸出端與地或外部供電連線間分別接有發(fā)光 二極管；電壓比較器的輸出端設(shè)有上拉電阻或限流電阻。
本實(shí)用新型電壓法干電池電量檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)原理是采用電壓 比較器，以電壓為檢測(cè)參數(shù)通過電阻階梯分壓、電壓比較器比較的 方法測(cè)量千電池的電壓。通過對(duì)干電池電壓的數(shù)字化精確采樣，及干 電池電壓與電量的關(guān)系，比較準(zhǔn)確地估測(cè)出干電池在使用過程中所處 的能量狀態(tài)，并通過發(fā)光二極管做出指示。
目前，市面上常見的，比較容易買到的干電池，往往鎖定在幾個(gè)
大的品牌，比如南孚，勁量，GP，金霸王，柯達(dá)，雙鹿等。它們都具
有比較優(yōu)秀的質(zhì)量。同時(shí)，電池放電時(shí)間與電壓的關(guān)系也有著比較大
的規(guī)律性和一致性。這些具體的數(shù)據(jù)，我們可以從實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)計(jì)得出 電壓與放電時(shí)間的關(guān)系。例如圖3為南孚電池公布的某堿性電池， 在10歐姆電阻電器負(fù)載條件下，電壓與放電時(shí)間的關(guān)系圖，該數(shù)據(jù) 經(jīng)國(guó)家輕工業(yè)電池質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心權(quán)威論證。從圖3中可以看到，
在干電池電壓從1. 5V-1. 0V的變化過程中，其變化基本是接近線性。這是通過電壓檢測(cè)干電池電量的理論依據(jù)，同時(shí)得到檢測(cè)干電池電量
的基準(zhǔn)電壓。檢測(cè)的基準(zhǔn)電壓步進(jìn)間隔越小，也就是電壓采樣越多，
檢測(cè)精度越高。具體電壓間隔由產(chǎn)品的實(shí)際設(shè)計(jì)要求及電壓比較器的
比較精度相關(guān)?？傮w誤差會(huì)控制在允許的范圍之內(nèi)，而不會(huì)影響檢測(cè)
結(jié)果對(duì)使用的指導(dǎo)意義。同時(shí)，當(dāng)檢測(cè)的基準(zhǔn)電壓基于具體某一品牌
干電池得出，而檢測(cè)本類電池時(shí)，檢測(cè)將具有更高的信度。
本實(shí)用新型電壓法干電池電量檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)科學(xué)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
具有電路精簡(jiǎn)，穩(wěn)定性高，指示明確，易于生產(chǎn)和使用等特點(diǎn)。同時(shí)，
它可以倡導(dǎo)正確的干電池使用方法。比如不將不同品牌電池混用-,
不將同品牌不同類型電池混合使用；不將同品牌同類型新舊電池混合
使用；合理搭配電池，需要混和用時(shí)將處在同一電量的同品牌同類型
電池一起使用；將處在不同電量狀態(tài)的電池用于不同功耗的電子設(shè)備 由楚坐
"I"1寸寸°
本裝置為科學(xué)使用，經(jīng)濟(jì)使用，環(huán)保使用干電池提供了有力平臺(tái)。 本實(shí)用新型電壓法干電池電量檢測(cè)裝置的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖 和實(shí)施例詳細(xì)給出。


圖1是電壓法干電池電量檢測(cè)裝置同相接法結(jié)構(gòu)示意圖-，
圖2是電壓法干電池電量檢測(cè)裝置反相接法結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是南孚品牌某堿性電池在10歐姆電阻負(fù)載情況下連續(xù)放電 電壓與放電時(shí)間關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:從圖l可以清楚地看到，這是采用同相接法的電壓法 干電池電量檢測(cè)裝置，即與被測(cè)干電池正極連接的測(cè)試點(diǎn)與電壓比較 器的同相輸入端相連接。電壓法干電池電量檢測(cè)裝置由用于干電池電量檢測(cè)的測(cè)試點(diǎn)A，三只電壓比較器l、 2、 3，三只分壓電阻R1、 R2、 R3，三只發(fā)光二級(jí) 管LED1、 LED2、 LED3和三只上拉電阻R組成。圖示中，電壓比較器 1、 2、 3的同相輸入端分別并聯(lián)接于測(cè)試點(diǎn)A;電壓比較器1、 2、 3 反相輸入端分別與外部供電VIN連線上的串聯(lián)分壓電阻Rl、 R2、 R3 的一端相接；三只電壓比較器1、 2、 3的輸出端a， b， c與地GND間串 有發(fā)光二級(jí)管LED1、 LED2、 LED3，電壓比較器1、 2、 3的輸出端a， b， c 上接有上拉電阻R。所述電壓比較器為一種常用的電子元器件。電壓比較器選用的個(gè)數(shù)，可根據(jù)比較的需要而確定；同時(shí)用電阻 做相應(yīng)分壓，將外部供電電壓VIN分取成所需要的電壓間隔。電壓法干電池電量檢測(cè)裝置的工作原理每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端， 一個(gè)稱為同相輸入端，用"+ "表示；另一個(gè)稱為 反相輸入端，用"-"表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓作為參考 電壓，另一端加一個(gè)待比較的電壓。電壓比較器的基本工作原理當(dāng)同相輸入端電壓大于反相輸入端，即"+ "端電壓高于"_"端 時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)同相輸入端電壓小于反相輸入端，即"端電壓高于"+ "端 時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。當(dāng)兩個(gè)輸入端電壓差大于某個(gè)值時(shí)就能確保輸出端從一種狀態(tài) 可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，市面上常見的比較器一般在10mV左右， 完全可以滿足干電池測(cè)量的需求。電壓比較器的輸出端接發(fā)光二級(jí)管LED做指示，用來(lái)判斷輸入端電壓之間的關(guān)系是大于或是小于。輸出端在系統(tǒng)采用同相接法時(shí)接有上拉電阻，以提高輸出端驅(qū)動(dòng) 能力，保證發(fā)光二級(jí)管的指示效果。輸出端在系統(tǒng)采用反相接法時(shí)接有限流電阻，用來(lái)限制通過發(fā)光 二極管的電流，保證其正常工作。下面為本實(shí)施例電壓法干電池電量檢測(cè)裝置同相接法對(duì)干電池電量進(jìn)行檢測(cè)過程的說(shuō)明采用同相接法時(shí)，發(fā)光二極管正極與電壓比較器輸出端相聯(lián)接， 發(fā)光二極管負(fù)極與系統(tǒng)的地連接。VIN為系統(tǒng)工作電源，通過分壓電阻R3、 R2、 Rl分別得到電池 電量判定的基準(zhǔn)電壓V3、 V2、 VI; VIN同時(shí)還給電壓比較器供電，給 指示用發(fā)光二極管供電。根據(jù)電阻分壓的特點(diǎn)，容易知道V3〉V2〉V1;VI、 V2、 V3作為電壓比較器1、 2、 3的判定基準(zhǔn)電壓，其分別接入電壓比較器的反相輸入端(-)；待測(cè)量干電池D正極與電壓比較器l、 2、 3的同相輸入端(+ )相連接。依據(jù)電壓比較器的工作原理當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V〉V3〉V2〉V1時(shí)；電壓比較器1、 2、 3的"+ "端電壓均高于"-"端，電壓比較器1、 2、 3輸出端a，b，c截止，輸出端開路發(fā)光管LED1、 LED2、 LED3同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V3〉V〉V2〉V1時(shí)；電壓比較器l、 2的"+ "端電壓高于"-"端，電壓比較器l， 2輸出端a，b截止LED1; LED2被驅(qū)動(dòng)；電壓比較器3的"+ "端電壓低于"-"端，輸出端c飽和LED3無(wú)法被驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V3〉V2〉V〉V1時(shí)； 電壓比較器1的"+"端電壓高于"-"端，輸出端a截止LED1被驅(qū)動(dòng)。電壓比較器2、 3的"+"端電壓低于"-"端，其輸出端b，c均飽和LED2; LED3無(wú)法被驅(qū)動(dòng)；當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V3〉V2〉V1〉V時(shí)；電壓比較器1、 2、 3的"+"端電壓均低于"-"端，電壓比較器1， 2， 3輸出端a，b，c均飽和:LED1、 LED2、 LED3均無(wú)法被驅(qū)動(dòng)。實(shí)施例2:從圖2可以清楚地看到，這是采用反相接法的電壓法 干電池電量檢測(cè)裝置，即與被測(cè)干電池正極連接的測(cè)試點(diǎn)與電壓比較 器的反相輸入端相連接。電壓法干電池電量檢測(cè)裝置由用于干電池電量檢測(cè)的測(cè)試點(diǎn)A，三只電壓比較器l、 2、 3，三只分壓電阻R1、 R2、 R3，三只發(fā)光二級(jí) 管LED1、 LED2、 LED3和三只上拉電阻R組成。圖示中，電壓比較器 1、 2、 3的同相輸入端分別并聯(lián)接于測(cè)試點(diǎn)A;電壓比較器1、 2、 3 反相輸入端分別與外部供電VIN連線上的串聯(lián)分壓電阻Rl、 R2、 R3 的一端相接；三只電壓比較器1、 2、 3的輸出端a，b，c與外部供電 VIN間串有發(fā)光二級(jí)管LED1、 LED2、 LED3，電壓比較器1、 2、 3的輸 出端a， b，c上接有限流電阻R。下面為本實(shí)施例電壓法干電池電量檢測(cè)裝置反相接法對(duì)干電池 電量進(jìn)行檢測(cè)的說(shuō)明采用反相接法時(shí)，發(fā)光二極管負(fù)極與電壓比較器輸出端相聯(lián)接， 發(fā)光二極管正極與外部供電連線相接。VIN為系統(tǒng)工作電源，通過分壓電阻R3、 R2、 Rl分別得到電池 電量判定的基準(zhǔn)電壓V3、 V2、 VI; VIN同時(shí)還給電壓比較器供電，給指示用發(fā)光二極管供電。根據(jù)電阻分壓的特點(diǎn)，容易知道V3〉V2〉V1;VI、 V2、 V3為電壓比較器1、 2、 3的基準(zhǔn)電壓，分別接入電壓 比較器的同相輸入端(+);待測(cè)量干電池D正極同時(shí)接入電壓比較器 1、 2、 3的反相輸入端(-)。依據(jù)電壓比較器的工作原理當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V〉V3〉V2〉V1時(shí)；電壓比較器1、 2、 3的"-"端電壓均高于"+ "端，電壓比較器1、 2、 3輸出端a，b，c均飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。在LED負(fù)極接輸出端的情況下發(fā)光管LED1、 LED2、 LED3同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V3〉V〉V2〉V1時(shí)； 電壓比較器l、 2的"-"端電壓高于"+ "端，電壓比較器l， 2輸出端a，b飽和LED1; LED2被驅(qū)動(dòng)；電壓比較器3的"-"端電壓低于"+ "端，輸出端c截止LED3無(wú)法被驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V3〉V2〉V〉V1時(shí)； 電壓比較器1的"-"端電壓高于"+ "端，輸出端a飽和LED1被驅(qū)動(dòng)。電壓比較器2、 3的"-"端電壓低于"+ "端，其輸出端b, c均截止.-LED2; LED3無(wú)法被驅(qū)動(dòng);當(dāng)被測(cè)干電池D的電壓V處在V3〉V2〉V1〉V時(shí)；電壓比較器1、 2、 3的"-"端電壓均低于"+ "端，電壓比較器1， 2， 3輸出端a，b,c均截止，LED1、 LED2、 LED3在負(fù)極接入輸出端的情況下均無(wú)法被驅(qū)動(dòng)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種電壓法干電池電量檢測(cè)裝置，包括用于干電池電量檢測(cè)的測(cè)試點(diǎn)，其特征在于測(cè)試點(diǎn)與發(fā)光二極管間并聯(lián)有一到數(shù)只電壓比較器；電壓比較器的同相或反相輸入端與測(cè)試點(diǎn)連接；電壓比較器的反相或同相輸入端與外部供電連線上的分壓電阻連接；電壓比較器的輸出端與地或外部供電連線上分別串接有發(fā)光二極管；各電壓比較器的輸出端分別設(shè)有上拉電阻或限流電阻。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓法干電池電量檢測(cè)裝置，其特征 在于所述被測(cè)干電池正極連接的測(cè)試點(diǎn)與電壓比較器的同相輸入端 相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓法干電池電量檢測(cè)裝置，其特征在于所述被測(cè)干電池正極連接的測(cè)試點(diǎn)與電壓比較器的反相輸入端相連接。
專利摘要一種電壓法干電池電量檢測(cè)裝置，包括用于干電池電量檢測(cè)的測(cè)試點(diǎn)，其特征在于測(cè)試點(diǎn)與發(fā)光二極管間并聯(lián)有一到數(shù)只電壓比較器；電壓比較器的同相或反相輸入端與測(cè)試點(diǎn)連接；電壓比較器的反相或同相輸入端與外部供電連線上的分壓電阻連接；各電壓比較器的輸出端與地或外部供電連線上分別串接有發(fā)光二極管；各電壓比較器的輸出端分別設(shè)有上拉電阻或限流電阻。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)科學(xué)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。具有電路精簡(jiǎn)，穩(wěn)定性高，指示明確，易于生產(chǎn)和使用等特點(diǎn)。它為電池的科學(xué)使用，經(jīng)濟(jì)使用，環(huán)保使用，提供有力平臺(tái)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK201096873SQ200720122378
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者鄒力華 申請(qǐng)人:鄒力華