電池電量顯示設(shè)定方法和設(shè)定電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池電量檢測(cè)領(lǐng)域，且特別涉及一種電池電量顯示設(shè)定方法和設(shè)定電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著電氣設(shè)備的迅速發(fā)展，用戶不僅對(duì)設(shè)備的功能、可靠性與可操作性提出了很高的要求。對(duì)于含電池的電氣設(shè)備，為保證設(shè)備的可靠運(yùn)行，用戶需要精確知曉電池的使用時(shí)間，及時(shí)為電池充電或更換電池，故當(dāng)前電池電量的精確顯示將成為用戶重點(diǎn)關(guān)注的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
[0003]目前，電池電量的顯示控制主要通過以下兩種方式來實(shí)現(xiàn)。第一種是通過單獨(dú)的MCU來實(shí)現(xiàn)，這種顯示控制方式單獨(dú)的MCU所需外圍元器件比較多，不僅設(shè)計(jì)成本高且所占用的體積也較大。為了減小成本，第二種方法是將電池電量顯示功能被集成于電路控制芯片中，這種設(shè)計(jì)方案，由于所有的元件進(jìn)行集成后，其只有固定的電池電量比較基準(zhǔn)，即只能針對(duì)單一的、固定的某一款電池進(jìn)行電量檢測(cè)顯示，對(duì)于不同的電池，由于特性不同而存在電池電量顯示不準(zhǔn)確的問題。進(jìn)一步的，在上述兩種方案中，電池電量等級(jí)確定通常需要三個(gè)甚至多個(gè)比較器，而不同比較器之間具有的不同失調(diào)電壓，導(dǎo)致電池電量等級(jí)確定結(jié)果不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有電池電量顯示設(shè)定方法精確度低的問題，提供一種電池電量顯示精度高且成本低的電池電量顯示設(shè)定方法及設(shè)定電路。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池電量顯示設(shè)定方法，包括:
[0006]獲得表征當(dāng)前電池電量的電池的開路電壓；
[0007]將獲得的開路電壓逐次與預(yù)設(shè)的至少兩個(gè)以上的電池電壓比較基準(zhǔn)進(jìn)行比較，獲得當(dāng)前電池電量等級(jí)并輸出顯示信號(hào)；
[0008]根據(jù)顯示信號(hào)顯示當(dāng)前電池電量等級(jí)。
[0009]于本發(fā)明一實(shí)施例中，獲得表征當(dāng)前電池電量的電池的開路電壓的步驟包括:
[0010]獲取當(dāng)前電池的充電電流和放電電流；
[0011]獲取當(dāng)前電池的工作電壓；
[0012]根據(jù)充電電流和充電補(bǔ)償電阻獲得電池的充電補(bǔ)償電壓，根據(jù)放電電流和放電補(bǔ)償電阻獲得放電補(bǔ)償電壓；
[0013]根據(jù)工作電壓、充電補(bǔ)償電壓和放電補(bǔ)償電壓獲得電池的開路電壓。
[0014]于本發(fā)明一實(shí)施例中，根據(jù)工作電壓、充電補(bǔ)償電壓和放電補(bǔ)償電壓獲得電池的開路電壓的方法為:
[0015]Vbat(Ocv) — V bat(o)_Vchg+Vdischg
[0016]其中，VBAT{ocv)為開路電壓，V 為工作電壓，V GHG為充電補(bǔ)償電壓，V DIseHG為放電補(bǔ)償電壓。
[0017]于本發(fā)明一實(shí)施例中，采用一個(gè)比較器來逐次比較開路電壓和預(yù)設(shè)的至少兩個(gè)以上的電池電壓比較基準(zhǔn)。
[0018]于本發(fā)明一實(shí)施例中，在顯示當(dāng)前電池電量等級(jí)時(shí)采用與電池電量顯示等級(jí)數(shù)相同的N個(gè)顯示燈進(jìn)行顯示，在顯示時(shí)，對(duì)顯示信號(hào)進(jìn)行處理，使得驅(qū)動(dòng)N個(gè)顯示燈的顯示端口數(shù)量為M，在一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)，M個(gè)顯示端口與部分電池電壓比較基準(zhǔn)設(shè)置端口分時(shí)復(fù)用，M的值為:
[0019]M = 1+N/2(N 為偶數(shù)，MeN);
[0020]M=I+ (N+1) /2 (N 為奇數(shù)，M e N)。
[0021]本發(fā)明另一方面，還提供一種電池電量顯示設(shè)定電路，包括開路電壓獲取模塊、電量檢測(cè)控制模塊和顯示模塊。開路電壓獲取模塊獲得表征當(dāng)前電池電量的電池的開路電壓。電量檢測(cè)控制模塊將獲得的開路電壓逐次與預(yù)設(shè)的至少兩個(gè)以上的電池電壓比較基準(zhǔn)進(jìn)行比較，獲得當(dāng)前電池電量等級(jí)并輸出顯示信號(hào)。顯示模塊根據(jù)顯示信號(hào)顯示當(dāng)前電池電量等級(jí)。
[0022]于本發(fā)明一實(shí)施例中，開路電壓獲取模塊包括電流采樣模塊、工作電壓采樣模塊、補(bǔ)償電壓采樣模塊和計(jì)算模塊。電流采樣模塊獲取當(dāng)前電池的充電電流和放電電流。工作電壓采樣模塊獲取當(dāng)前電池的工作電壓。補(bǔ)償電壓采樣模塊包括充電補(bǔ)償電壓采樣單元和放電補(bǔ)償電壓采樣單元，充電補(bǔ)償電壓采樣單元根據(jù)充電電流和充電補(bǔ)償電阻獲得電池的充電補(bǔ)償電壓，放電補(bǔ)償電壓采樣單元根據(jù)放電電流和放電補(bǔ)償電阻獲得放電補(bǔ)償電壓。計(jì)算模塊根據(jù)工作電壓、充電補(bǔ)償電壓和放電補(bǔ)償電壓獲得電池的開路電壓。
[0023]于本發(fā)明一實(shí)施例中，計(jì)算模塊包括加法器和減法器，減法器的兩個(gè)輸入端分別電性連接工作電壓采樣模塊和充電補(bǔ)償電壓采樣單元，加法器的兩個(gè)輸入端分別電性連接減法器的輸出端和放電補(bǔ)償電壓采樣單元。
[0024]于本發(fā)明一實(shí)施例中，電量檢測(cè)控制模塊包括基準(zhǔn)單元、比較器和控制單元。基準(zhǔn)單元由至少兩個(gè)電阻組成，形成至少兩個(gè)電池電壓比較基準(zhǔn)設(shè)置端。比較器的數(shù)量為一個(gè)，比較器電性連接開路電壓獲取模塊和基準(zhǔn)單元，逐次將比較開路電壓和至少兩個(gè)電池電壓比較基準(zhǔn)，獲得當(dāng)前電池電量等級(jí)?？刂茊卧娦赃B接比較器和顯示單元，根據(jù)比較器的輸出結(jié)果輸出控制信號(hào)至顯示單元。
[0025]于本發(fā)明一實(shí)施例中，顯示單元包括多個(gè)多路模擬開關(guān)和與電池電量顯示等級(jí)數(shù)相同的N個(gè)顯示燈，多個(gè)多路模擬開關(guān)將電量檢測(cè)控制模塊輸出的驅(qū)動(dòng)N個(gè)顯示燈的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成M個(gè)顯示端口，在一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)，M個(gè)顯示端口與部分電池電壓比較基準(zhǔn)端口分時(shí)復(fù)用，M的值為:
[0026]M = 1+N/2(N 為偶數(shù)，MeN)
[0027]M=I+ (N+1) /2 (N 為奇數(shù)，M e N)。
[0028]本發(fā)明提供的電池電量顯示設(shè)定方法及設(shè)定電路通過在電池的工作狀態(tài)下獲得準(zhǔn)確表征電池當(dāng)前電量的開路電壓，消除電池內(nèi)阻上的壓降，大大提高了對(duì)當(dāng)前電池電量的采樣精度。通過將獲得的開路電壓與至少兩個(gè)以上的電池電壓比較基準(zhǔn)進(jìn)行比較，從而得到電池電量等級(jí)，電池電壓比較基準(zhǔn)個(gè)數(shù)越多，電池電量的等級(jí)顯示精確度越高。
[0029]此外，由于電池充電狀態(tài)下的內(nèi)阻和放電狀態(tài)下的內(nèi)阻不同，本發(fā)明通過設(shè)置充電補(bǔ)償電阻和放電補(bǔ)償電阻來得到充電狀態(tài)下的充電補(bǔ)償電壓和放電狀態(tài)下的放電補(bǔ)償電壓。通過工作電壓和充電補(bǔ)償電壓和放電補(bǔ)償電壓之間的關(guān)系來得到電池在工作狀態(tài)下精確的開路電壓。采用一個(gè)比較器來逐次比較開路電壓和多組電池電壓比較基準(zhǔn)，避免了多個(gè)比較器之間失調(diào)電壓不同造成的電池電量等級(jí)確定結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，進(jìn)一步提高電池電量的顯示精度。為降低成本、減小電路端口的使用，本發(fā)明采用多個(gè)多路模擬開關(guān)來實(shí)現(xiàn)顯示端口數(shù)量的減小，并設(shè)置在一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)，顯示端口與電池電壓比較基準(zhǔn)設(shè)置端口分時(shí)復(fù)用，大大提高了電路端口的使用效率，不僅降低了設(shè)計(jì)成本，同時(shí)也減小了電路的體積。
[0030]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0031]圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的電池電量顯示設(shè)定方法的流程圖。
[0032]圖2所示為圖1所示的流程圖中步驟SlO的步驟流程圖。
[0033]圖3所示為本發(fā)明一示例提供的電池電量顯示設(shè)定電路的原理框圖。
[0034]圖4所示為本發(fā)明一示例提供的電池電量顯示設(shè)定電路的原理圖。
[0035]圖5所示為圖4中開關(guān)Kl和K2導(dǎo)通的時(shí)序圖。
[0036]圖6所不為米用圖4的設(shè)定電路進(jìn)彳丁電量等級(jí)為L(zhǎng)3的顯不時(shí)序圖。
[0037]圖7所示為采用圖4的設(shè)定電路進(jìn)行電量等級(jí)為L(zhǎng)2的顯示時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]如圖1所示，本實(shí)施例提供的電池電量顯示設(shè)定方法包括:
[0039]步驟S1、獲得表征當(dāng)前電池電量的電池的開路電壓Vbat03ct)。本實(shí)施例的開路電壓vBAT(OCT)為電池在工作狀態(tài)下的開路電壓。開路電壓V 和電池電量Q之間具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，可通過實(shí)際測(cè)量得出。
[0040]在電池處于工作狀態(tài)時(shí)，電池的開路電壓VBAT_)無法直接獲得，可以直接獲得的是電池的工作電壓νΒΑΤ。當(dāng)電池處于充電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電流的流向，工作電壓Vbat等于開路電壓VBAT_加上充電電流在電池內(nèi)阻上的壓降。而當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電流的流向，此時(shí)工作電壓Vbat等于開路電壓VBAT_減去放電電流在電池內(nèi)阻上的壓降。進(jìn)一步的，由于電池在充電狀態(tài)和放電狀態(tài)時(shí)電池內(nèi)阻不同，產(chǎn)生的壓降也不同。因此，為了獲得電池的開路電壓，于本實(shí)施例中，通過設(shè)置充電補(bǔ)償電阻Rrae和放電補(bǔ)償電阻R DI■來抵消充電狀態(tài)下內(nèi)阻的壓降和放電狀態(tài)下電池內(nèi)阻所產(chǎn)生的壓降，從而精確得到電池在工作狀態(tài)