一種電池電壓檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電池電壓檢測電路,包括:電壓轉(zhuǎn)換模塊,用于將被測電池的電壓降壓處理為工作電源,提供給基準電壓模塊、比較器和主控單元;基準電壓模塊,用于產(chǎn)生基準電壓;分壓模塊,用于對電池的電壓進行分壓處理;比較器,兩輸入端分別接入基準電壓模塊所產(chǎn)生的基準電壓和分壓模塊分壓后的電池電壓,輸出端輸出高/低電平;主控單元,分別與所述比較器和分壓模塊連接,用于由比較器輸出的高/低電平控制分壓模塊的分壓比例。由上,將被測電池電壓進行電阻分壓,作為比較器的正相輸入電壓,采用基準電壓源作為比較器的反相輸入端口。同時通過對分壓電阻的控制,實現(xiàn)對電池電壓的測量。
【專利說明】—種電池電壓檢測電路
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電池電壓檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電池電壓檢測電路,使用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊等測量設備或微控制器集成的功能模塊,測量電池正負極兩端電壓,但此種方法需要額外增加功能電路,測量電壓范圍受到微控制器集成的功能模塊測量范圍限制。而當被測電壓高于微控制器等元器件輸入電壓時,會損壞微控制器。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型提供一種電池電壓檢測電路,將被測電池電壓進行電阻分壓,作為比較器的正相輸入電壓,采用基準電壓源作為比較器的反相輸入端口。同時通過對分壓電阻的控制,實現(xiàn)對電池電壓的測量。
[0004]一種電池電壓檢測電路,包括:
[0005]電壓轉(zhuǎn)換模塊,用于將被測電池的電壓降壓處理為工作電源,提供給基準電壓模塊、比較器和主控單元;
[0006]基準電壓模塊,用于產(chǎn)生基準電壓;
[0007]分壓模塊,用于對電池的電壓進行分壓處理;
[0008]比較器,兩輸入端分別接入基準電壓模塊所產(chǎn)生的基準電壓和分壓模塊分壓后的電池電壓,輸出端輸出高/低電平;
[0009]主控單元,分別與所述比較器和分壓模塊連接,用于由比較器輸出的高/低電平控制分壓模塊的分壓比例。
[0010]由上,將被測電池電壓進行電阻分壓,作為比較器的正相輸入電壓,采用基準電壓源作為比較器的反相輸入端口。同時通過對分壓電阻的控制,實現(xiàn)對電池電壓的測量。
[0011]可選的,所述分壓模塊包括:
[0012]與電池構(gòu)成串聯(lián)回路的第一電阻,第二電阻;第二電阻兩端電壓作為所述分壓后的電池電壓;
[0013]第三電阻與三極管被控端相連形成的支路,該支路與第二電阻并聯(lián),三極管控制端與主控單元連接。
[0014]由上,主控單元通過控制端對第四電阻輸入端輸入高電平或低電平,控制三極管的導通與關(guān)斷,從而控制第三電阻是否接入分壓模塊,繼而控制分壓模塊的輸出電壓與輸入電壓之間的比例關(guān)系,達到不同比例分壓輸出的功能。
[0015]可選的,所述第一電阻、第二電阻和第三電阻的阻值可調(diào)。
[0016]由上,可以判定出電池電壓不同的電壓范圍。
[0017]可選的,所述基準電壓模塊包括:限流保護電阻,串聯(lián)在工作電源與比較器的反相輸入端之間;[0018]穩(wěn)壓二極管,陰極串聯(lián)在限流保護電阻與比較器的反相輸入端之間,陽極接地。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為電池電壓檢測電路的原理示意圖;
[0020]圖2為電池電壓檢測電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 本申請所提供的一種電池電壓檢測電路,將被測電池電壓進行電阻分壓,作為比較器的正相輸入電壓,采用基準電壓源作為比較器的反相輸入端口。同時通過對分壓電阻的控制,實現(xiàn)對電池電壓的測量。
[0022]如圖1所示的電池電壓檢測電路的原理示意圖,包括電池10,與電池10分別連接的電壓轉(zhuǎn)換模塊20和分壓模塊40,以及與電壓轉(zhuǎn)換模塊20連接的基準電壓模塊30、比較器50,以及與分壓模塊40連接的主控單元60。
[0023]電池10為整個電路提供電能,其輸出電壓值為Vbat。
[0024]電壓轉(zhuǎn)換模塊20與電池10連接,用于將電池10所輸出的電壓Vbat進行降壓處理,輸出電源電壓VCC,為基準電壓模塊30、比較器50和主控單元60提供工作電源。
[0025]基準電壓模塊30與電壓轉(zhuǎn)換模塊20連接,用于對電壓轉(zhuǎn)換模塊20所輸出的電源電壓進行穩(wěn)壓處理,輸出為恒定電壓Vref。
[0026]分壓模塊40與電池10連接,用于對電池的輸出電壓Vbat進行分壓處理,輸出電壓值Vout。
[0027]比較器50分別與基準電壓模塊30和分壓模塊40連接,依據(jù)所接收的電壓值輸出進行比較,并輸出高/低電平至主控單元60。
[0028]主控單元60與分壓模塊40連接,用于控制分壓模塊40的分壓比例。
[0029]具體的,如圖2電池電壓檢測電路的電路原理圖所示,基準電壓模塊30包括限流保護電阻R5和穩(wěn)壓二極管Dl組成。限流保護電阻R5 —端與電源電壓VCC連接,另一端與比較器50的反相輸入端連接。在限流保護電阻R5與比較器50的反相輸入端之間,連接穩(wěn)壓二極管Dl的陰極,穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地。所述限流保護電阻R5用于保護穩(wěn)壓二極管Dl,電源電壓VCC經(jīng)過限流保護電阻R5后加載至穩(wěn)壓二極管Dl,由于電源電壓VCC大于穩(wěn)壓二極管Dl的穩(wěn)壓值,由此穩(wěn)壓二極管Dl處于擊穿狀態(tài),將電壓接地,由此穩(wěn)壓二極管Dl兩端的電壓大小不變,即穩(wěn)壓二極管Dl的陰極電壓穩(wěn)定不變,以至于比較器50的反相輸入端的電壓穩(wěn)定,即恒定電壓Vref。
[0030]分壓模塊40由4個電阻以及NPN型三極管Ql組成,第一電阻R2—端與電池正極連接,另一端并聯(lián)連接第二電阻Rl和第三電阻R3,第二電阻Rl的另一端接地,第三電阻R3的另一端與NPN型三極管Ql的集電極連接,NPN型三極管Ql的發(fā)射極接地,基極串聯(lián)第四電阻R4,第四電阻R4的另一端連接至主控單元60的控制端口 Pout。
[0031]主控單元60通過控制端口 Pout向第四電阻R4輸入高電平或低電平,控制三極管Ql的導通或關(guān)斷,從而控制第三電阻R3是否接入分壓模塊40,繼而控制分壓模塊40的輸出電壓Vout與輸入電壓Vbat之間的比例關(guān)系,達到不同比例分壓輸出的功能。同時也實現(xiàn)了用較低電壓工作的主控單元60輸出的高低電平信號,控制較高電壓的電池電壓輸出的功能。本實施例中,所述主控單元60可通過型號為AS532H的芯片實現(xiàn)。實際應用中,主控單元60可以是任何有邏輯輸入輸出的微控制器。
[0032]具體的,電池電壓檢測原理如下,比較器50的正向輸入端為分壓模塊40的輸出電壓Vout,反相輸入端為基準電壓模塊30所輸出的恒定電壓Vref。當Vout大于Vref時,比較器50輸出高電平至主控單元60的接收端口 Pin端口 ;當Vout小于Vref時,比較器50輸出低電平至主控單元60的接收端口 Pin端口。
[0033]當主控單元60的控制端口 Pout輸入高電平時,第四電阻R4為三極管Ql提供足夠的基極電流,三極管Ql導通,電路等效為第一電阻R2先與第三電阻R3并聯(lián),再與第二電阻Rl串聯(lián),分壓模塊40的分壓公式為:Vout=Vbat*R13/(R13+R2),其中R13為Rl與R3的并聯(lián)阻值,即 R13=R1*R3/ (R1+R3)。
[0034]當主控單元60的控制端口 Pout輸入低電平時,第四電阻R4為將三極管Ql基極拉低,三極管Ql截止,三極管Ql所在支路電流為0,則電路等效為第一電阻R2與第二電阻Rl串聯(lián),分壓模塊40的分壓公式為:Vout=Vbat*Rl/ (R1+R2)。
[0035]有可能的,電池電壓檢測電路有可能出現(xiàn)以下四種情況,分別為:
[0036]一、當主控單元60的控制端口 Pout輸入高電平,且比較器50輸出為高時,則Vout>Vref,即 Vbat噸 13/ (R13+R2) >Vref,
[0037]即Vbat>Vref (R13+R2) /R13 ;
[0038]二、當主控單元60的控制端口 Pout輸入高電平,且比較器50輸出為低時,則Vout<Vref,即 Vbat噸 13/ (R13+R2) <Vref,
[0039]即Vbat〈Vref* (R13+R2) /R13 ;
[0040]三、當主控單元60的控制端口 Pout輸入低電平,且比較器50輸出為高時,則Vout>Vref,即 Vbat*Rl/ (R1+R2) >Vref,
[0041]即Vbat>Vref* (R1+R2) /Rl ;
[0042]四、當主控單元60的控制端口 Pout輸入低電平,且比較器50輸出為低時,則Vout<Vref,即 Vbat*Rl/ (R1+R2) <Vref,
[0043]即Vbat〈Vref* (R1+R2)/Rl。
[0044]綜上,第一電阻R2,第二電阻Rl和第三電阻R3是固定電阻,阻值已知,從而判定出電池電壓Vbat的范圍。進一步的,將第一電阻R2,第二電阻Rl和第三電阻R3設置為可調(diào)電阻,則可以判定出電池電壓不同的電壓范圍。上述電壓計算過程可由通過串口或網(wǎng)絡接口等通信裝置連接的微機進行運算并顯示。由于本申請的重點在于對電池電壓的檢測方法,故不再詳述上述運算過程。
[0045]本申請與現(xiàn)有技術(shù)相比,可以擴展電池的測量電壓范圍,不受測量元器件輸入電壓范圍的限制。
[0046]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,總之凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池電壓檢測電路,其特征在于,包括: 電壓轉(zhuǎn)換模塊,用于將被測電池的電壓降壓處理為工作電源,提供給基準電壓模塊、比較器和主控單元; 基準電壓模塊,用于產(chǎn)生基準電壓; 分壓模塊,用于對電池的電壓進行分壓處理; 比較器,兩輸入端分別接入基準電壓模塊所產(chǎn)生的基準電壓和分壓模塊分壓后的電池電壓,輸出端輸出高/低電平; 主控單元,分別與所述比較器和分壓模塊連接,用于由比較器輸出的高/低電平控制分壓模塊的分壓比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓檢測電路,其特征在于,所述分壓模塊包括: 與電池構(gòu)成串聯(lián)回路的第一電阻,第二電阻;第二電阻兩端電壓作為所述分壓后的電池電壓; 第三電阻與三極管被控端相連形成的支路,該支路與第二電阻并聯(lián),三極管控制端與主控單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池電壓檢測電路,其特征在于,所述第一電阻、第二電阻和第三電阻的阻值可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓檢測電路,其特征在于,所述基準電壓模塊包括:限流保護電阻,串聯(lián)在工作電源與比較器的反相輸入端之間; 穩(wěn)壓二極管,陰極串聯(lián)在限流保護電阻與比較器的反相輸入端之間,陽極接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓檢測電路,其特征在于,所述主控單元為型號AS532H的芯片。
【文檔編號】G01R19/00GK203630198SQ201320828351
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】劉起昌 申請人:北京海泰方圓科技有限公司