一種電池電量檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉電池【技術(shù)領(lǐng)域】，本實(shí)用新型公開了一種電池電量檢測(cè)裝置，其具體包括電池監(jiān)控芯片、處理器、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路、電流采樣電阻和待檢測(cè)電池，所述電池監(jiān)控芯片包括振蕩管腳、I2C總線接口、接地管腳、供電管腳、電池電壓檢測(cè)管腳和電流采樣信號(hào)輸入管腳，所述處理器連接電池監(jiān)控芯片的I2C總線接口，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路連接電池監(jiān)控芯片的振蕩管腳，所述電流采樣電阻連接電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳，所述待檢測(cè)電池的一端連接供電管腳和電池電壓檢測(cè)管腳，另外一端連接電流采樣電阻與電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳CG的連接點(diǎn)。通過上述裝置，實(shí)現(xiàn)電池電量1%的精確顯示，并能夠直接進(jìn)行數(shù)字顯示以及報(bào)警。
【專利說明】—種電池電量檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電池電量檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代電子技術(shù)全方位和快速的發(fā)展，小型便攜式設(shè)備功能越來越紛繁，對(duì)其電源系統(tǒng)的要求不再僅僅是供電，還需準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)電池電量，明確剩余電量可用時(shí)間，以便調(diào)節(jié)相關(guān)應(yīng)用，靈活管理可用電源，盡可能延長(zhǎng)系統(tǒng)工作時(shí)間。針對(duì)以上情況，為滿足小型便攜式設(shè)備的應(yīng)用要求，需要一種電池電量檢測(cè)裝置。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行電池電量的檢測(cè)主要采用以下兩種方式:
[0004]第一、采用電壓測(cè)量電路檢測(cè)電池的電壓，并根據(jù)電池的電壓計(jì)算出電池的電量，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220618480.4的專利申請(qǐng)，其公開了一種電池電量檢測(cè)系統(tǒng)，其包括可編程充電電路、電壓測(cè)量電路和處理器。可編程充電電路用于向電池提供第一充電電流和第二充電電流。電壓測(cè)量電路，用于檢測(cè)當(dāng)所述充電電流為第一充電電流時(shí)的所述電池兩端電壓為第一電壓，檢測(cè)當(dāng)所述充電電流為第二充電電流時(shí)的所述電池兩端的電壓為第二電壓。處理器，用于根據(jù)可編程充電電路提供的所述第一充電電流、第二充電電流以及電壓測(cè)量電路提供的第一電壓和第二電壓計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻；并根據(jù)所述內(nèi)部電阻計(jì)算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。本實(shí)用新型公開的電池電量檢測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)電池等效電阻的精確計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池電量的準(zhǔn)確檢測(cè)。但，只有當(dāng)未接入負(fù)載時(shí)，電池電壓才與電池電量具有很高的關(guān)聯(lián)性，若接入了負(fù)載，產(chǎn)生了電流，電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生阻抗，出現(xiàn)壓降，同時(shí)而通過試驗(yàn)得知，溫度每下降100°C，電池阻抗就會(huì)提高1.5倍。而當(dāng)電池老化后，其對(duì)Step-Load的變化會(huì)有個(gè)非常大的時(shí)間常數(shù)瞬態(tài)響應(yīng)，即在接入負(fù)載后，電池電壓會(huì)隨著時(shí)間的變化以不同的速度逐漸下降，并在去除負(fù)載后逐漸上升，這樣基于電壓的檢測(cè)可能會(huì)引起高達(dá)50%的誤差。而電池電壓還會(huì)隨著RFPA的功率發(fā)射發(fā)生突變，通常會(huì)變小0.2?0.3V。因此上述的電池電量檢測(cè)裝置不能準(zhǔn)確檢測(cè)電池電量。
[0005]第二、采用庫侖計(jì)數(shù)器計(jì)算電池電量，電流檢測(cè)傳感器檢測(cè)設(shè)備電池耗電電流，從而計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)消耗的真實(shí)電量，得到電池的剩余電量。申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910249853.8的專利申請(qǐng)，其公開了一種電池電量的估測(cè)方法與系統(tǒng)。此方法包括下列步驟。取得一庫侖計(jì)數(shù)器計(jì)算的電池容量參數(shù)(Coulomb Counter Calculated Battery Index, CCBI), CCBI是與從一電池中流出的累計(jì)電流量相關(guān)。取得一電池電壓曲線追蹤計(jì)算的電池容量參數(shù)(Battery Voltage Curve Tracer Calculated Battery Index, VCBI), VCBI 是與電池的溫度、輸出電壓與流出的電流大小相關(guān)。根據(jù)CCBI與VCBI產(chǎn)生一調(diào)整過計(jì)算的電池容量參數(shù)(Modified Calculated Battery Index,MCBI) ,MCBI 是介于 CCBI 與 VCBI 之間。庫侖計(jì)可實(shí)時(shí)并較為精確的監(jiān)測(cè)電池消耗電量，這對(duì)于新電池非常有效。但對(duì)于舊電池存在以下幾點(diǎn)缺點(diǎn):隨著電池老化和自放電，這種監(jiān)測(cè)方法就變得不準(zhǔn)確，因?yàn)閷?duì)于電池自放電的速度無法測(cè)量，而電池的自放電速度各不相同，若用一個(gè)常用的預(yù)定義自放電速度公式來校正是很不精確的。同樣，上述的電池電量檢測(cè)也不能準(zhǔn)確檢測(cè)電池電量。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的電池電量檢測(cè)裝置無法準(zhǔn)確檢測(cè)電池電量的技術(shù)問題，提供一種新的電池電量檢測(cè)裝置。
[0007]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]一種電池電量檢測(cè)裝置，其具體包括電池監(jiān)控芯片、處理器、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路、電流采樣電阻和待檢測(cè)電池，所述電池監(jiān)控芯片包括振蕩管腳、I2C總線接口、接地管腳、供電管腳、電池電壓檢測(cè)管腳和電流采樣信號(hào)輸入管腳，所述處理器連接電池監(jiān)控芯片的I2C總線接口，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路連接電池監(jiān)控芯片的振蕩管腳，所述電流采樣電阻連接電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳，所述電池監(jiān)控芯片包括庫侖計(jì)、ADC采樣電路和寄存器，所述庫侖計(jì)分別連接ADC采樣電路和寄存器，所述ADC采樣電路連接寄存器，所述待檢測(cè)電池的一端連接供電管腳和電池電壓檢測(cè)管腳，另外一端連接電流采樣電阻與電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳的連接點(diǎn)。
[0009]更進(jìn)一步地，上述電池監(jiān)控芯片為意法半導(dǎo)體帶庫侖計(jì)的電池監(jiān)控芯片STC3100。
[0010]更進(jìn)一步地，上述采樣電阻的一端連接電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳，另外一端接地，所述電池監(jiān)控芯片的接地管腳與采樣電阻的接地端連接。
[0011 ] 更進(jìn)一步地，上述電池電量檢測(cè)裝置還包括供電管腳端的ESD保護(hù)電路，所述供電管腳端的ESD保護(hù)電路包括第一電容、第一二極管和第一電阻,所述第一電容的一端與第一二極管的正極連接，第一電容和第一二極管正極的連接點(diǎn)接地，第一電容的另外一端與第一二極管的負(fù)極連接，第一電容和第一二極管負(fù)極的連接點(diǎn)連接電池監(jiān)控芯片的供電管腳和第一電阻。
[0012]更進(jìn)一步地，上述電池電量檢測(cè)裝置還包括電池電壓檢測(cè)管腳端的ESD保護(hù)和濾波電路，所述電池電壓檢測(cè)管腳端的ESD保護(hù)和濾波電路包括第二電阻和第二電容，所述第二電容的一端與第二電阻連接，其第二電容與第二電阻的連接點(diǎn)連接電池電壓檢測(cè)管腳，所述第二電容的另外一端接地。
[0013]通過采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型的電池電量檢測(cè)裝置能夠精確跟蹤電池的電量的變化，精度可達(dá)1%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的電池電量檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合說明書附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]如圖1所示的本實(shí)用新型的電池電量檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型公開了一種電池電量檢測(cè)裝置，其具體包括電池監(jiān)控芯片、處理器、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路、電流采樣電阻R3和待檢測(cè)電池C3，所述電池監(jiān)控芯片包括ROSC振蕩管腳、I2C總線接口、GND接地管腳、Vcc供電管腳、Vin電池電壓檢測(cè)管腳和電流采樣信號(hào)輸入管腳CG，所述處理器連接電池監(jiān)控芯片的I2C總線接口，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路連接電池監(jiān)控芯片的ROSC振蕩管腳，所述電流采樣電阻連接電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳CG，所述電池監(jiān)控芯片包括庫侖計(jì)、ADC采樣電路和寄存器，所述庫侖計(jì)分別連接ADC采樣電路和寄存器，所述ADC采樣電路連接寄存器，所述待檢測(cè)電池C3的一端連接Vcc供電管腳和Vin電池電壓檢測(cè)管腳，另外一端連接電流采樣電阻與電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳CG的連接點(diǎn)。ADC，模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件，ADC采樣電路是指通過采樣電路對(duì)外部輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，電流采樣電阻R3用于采集流入或流出電池的電流，電池電壓經(jīng)ADC采樣電路采樣后放于寄存器中，根據(jù)實(shí)際電池電壓和采樣電阻上實(shí)際流過的電流得到電池剩余的實(shí)際電量。比如把R3兩端的電壓值與采樣周期相乘后放入28位的累加器中，其中，高16位會(huì)放入寄存器中，從而得到實(shí)際電量，因此可以在寄存器中直接讀出電池電量的變化值，實(shí)現(xiàn)電池電量1%的精確顯示，并能夠直接進(jìn)行數(shù)字顯示以及報(bào)警。
[0017]更進(jìn)一步地，上述電池監(jiān)控芯片為意法半導(dǎo)體帶庫侖計(jì)的電池監(jiān)控芯片STC3100。采用該芯片在本實(shí)用新型中就能實(shí)現(xiàn)1%精度的電池電量檢測(cè)。
[0018]更進(jìn)一步地，上述采樣電阻R3的一端連接電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳CG，另外一端接地，所述電池監(jiān)控芯片的GND接地管腳與采樣電阻R3的接地端連接。從而確保所有的電流都是流過采樣電阻R3，避免產(chǎn)生電流檢測(cè)誤差，從而影響電量檢測(cè)誤差。
[0019]更進(jìn)一步地，上述電池電量檢測(cè)裝置還包括Vcc供電管腳端的ESD(Electrostatic discharge)保護(hù)電路,所述Vcc供電管腳端的ESD保護(hù)電路包括第一電容Cl、第一二極管Dl和第一電阻Rl，所述第一電容Cl的一端與第一二極管Dl的正極連接，第一電容Cl和第一二極管Dl正極的連接點(diǎn)接地，第一電容Cl的另外一端與第一二極管Dl的負(fù)極連接，第一電容Cl和第一二極管Dl負(fù)極的連接點(diǎn)連接電池監(jiān)控芯片的Vcc供電管腳和第一電阻。通過在Vcc供電管腳端形成ESD靜電放電保護(hù)電路，從而提高電池電壓的檢測(cè)精度。
[0020]更進(jìn)一步地，上述電池電量檢測(cè)裝置還包括Vin電池電壓檢測(cè)管腳端的ESD保護(hù)和濾波電路，所述Vin電池電壓檢測(cè)管腳端的ESD保護(hù)和濾波電路包括第二電阻R2和第二電容C2，所述第二電容C2的一端與第二電阻R2連接，其第二電容C2與第二電阻R2的連接點(diǎn)連接Vin電池電壓檢測(cè)管腳，所述第二電容C2另外一端接地。通過在Vin電池電壓檢測(cè)管腳端形成ESD靜電放電保護(hù)和濾波電路，從而進(jìn)一步提高電池電壓的檢測(cè)精度。
[0021]上述的實(shí)施例中所給出的系數(shù)和參數(shù)，是提供給本領(lǐng)域的技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn)或使用本實(shí)用新型的，本實(shí)用新型并不限定僅取前述公開的數(shù)值，在不脫離本實(shí)用新型的實(shí)用新型思想的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述實(shí)施例作出種種修改或調(diào)整，因而本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電池電量檢測(cè)裝置，其特征在于具體包括電池監(jiān)控芯片、處理器、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路、電流采樣電阻和待檢測(cè)電池，所述電池監(jiān)控芯片包括振蕩管腳、I2C總線接口、接地管腳、供電管腳、電池電壓檢測(cè)管腳和電流采樣信號(hào)輸入管腳，所述處理器連接電池監(jiān)控芯片的I2C總線接口，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路連接電池監(jiān)控芯片的振蕩管腳，所述電流采樣電阻連接電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳，所述電池監(jiān)控芯片包括庫侖計(jì)、ADC采樣電路和寄存器，所述庫侖計(jì)分別連接ADC采樣電路和寄存器，所述ADC采樣電路連接寄存器，所述待檢測(cè)電池的一端連接供電管腳和電池電壓檢測(cè)管腳，另外一端連接電流采樣電阻與電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳的連接點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的電池電量檢測(cè)裝置，其特征在于所述電池監(jiān)控芯片為意法半導(dǎo)體帶庫侖計(jì)的電池監(jiān)控芯片STC3100。
3.如權(quán)利要求1所述的電池電量檢測(cè)裝置，其特征在于所述采樣電阻的一端連接電池監(jiān)控芯片的電流采樣信號(hào)輸入管腳，另外一端接地，所述電池監(jiān)控芯片的接地管腳與采樣電阻的接地端連接。
4.如權(quán)利要求1所述的電池電量檢測(cè)裝置，其特征在于所述電池電量檢測(cè)裝置還包括供電管腳端的ESD保護(hù)電路，所述供電管腳端的ESD保護(hù)電路包括第一電容、第一二極管和第一電阻，所述第一電容的一端與第一二極管的正極連接，第一電容和第一二極管正極的連接點(diǎn)接地，第一電容的另外一端與第一二極管的負(fù)極連接，第一電容和第一二極管負(fù)極的連接點(diǎn)連接電池監(jiān)控芯片的供電管腳和第一電阻。
5.如權(quán)利要求1所述的電池電量檢測(cè)裝置，其特征在于所述電池電量檢測(cè)裝置還包括電池電壓檢測(cè)管腳端的ESD保護(hù)和濾波電路，所述電池電壓檢測(cè)管腳端的ESD保護(hù)和濾波電路包括第二電阻和第二電容，所述第二電容的一端與第二電阻連接，其第二電容與第二電阻的連接點(diǎn)連接電池電壓檢測(cè)管腳，所述第二電容的另外一端接地。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK203587780SQ201320807800
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】李林芝, 劉高 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司