專利名稱：電壓監(jiān)測的方法及其監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓監(jiān)測的方法及其監(jiān)測裝置，尤指一種在用電池供電的設(shè)備中實(shí)時監(jiān)測電池電壓，能夠有效地避開電壓“V”型槽的影響，并能提供不同幅度的滯回功能，在出現(xiàn)掉電的情況下實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，防止意外丟失數(shù)據(jù)的電壓監(jiān)測的方法及其監(jiān)測裝置。
隨著電子技術(shù)和無限通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的便攜式或掌上型的電子產(chǎn)品(例如尋呼機(jī)、手機(jī)、電子記事簿、掌上型電腦等)大量出現(xiàn)。這類電子產(chǎn)品所具有共同特點(diǎn)之一就是使用電池供電。為了在出現(xiàn)掉電的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)自我保護(hù)，并切防止出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)的意外，在上述的由電池供電的電子產(chǎn)品中一般都設(shè)有電池電壓的監(jiān)測電路，以實(shí)時監(jiān)測電池電壓。
如

圖1所示，傳統(tǒng)的電壓監(jiān)測電路一般使用電壓比較器來實(shí)現(xiàn)，該電壓比較器1將由電阻R和R’的分壓比例值和一個電壓基準(zhǔn)裝置VREF輸出信號的進(jìn)行比較，然后輸出一高電平的關(guān)機(jī)控制信號。
如圖2所示，隨著尋呼機(jī)和手機(jī)等電子產(chǎn)品的小型化，又出現(xiàn)了用于電壓監(jiān)測的專用集成電路芯片，該集成電路芯片采用超小型化封裝，用戶可以根據(jù)需要的電壓值選擇不同的規(guī)格，無需外接分壓電阻。在該集成電路芯片中，設(shè)有由R”、T1所組成的提供固定滯回功能的電路，該滯回的電壓幅度一般為監(jiān)測電壓的5％，用戶無法調(diào)節(jié)該滯回電壓的幅度。
如圖3所示，在某些集成電路芯片中(如日本引公司的SE09系列)還提供了輸出延時電路2，該延時電路2可在其電壓上升至監(jiān)測點(diǎn)后，使電壓監(jiān)測電路并不立刻輸出關(guān)機(jī)控制信號，而是在延時一段時間后才產(chǎn)生變化，其延時的時間通過改變外接在CD端電容(圖中未示)的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。在延時時間內(nèi)電壓又回到監(jiān)測點(diǎn)以下，該集成電路不輸出的關(guān)機(jī)控制信號。
如圖4所示，如上所述的集成電路的主要作用是防止因在電壓恢復(fù)過程中出現(xiàn)抖動而出現(xiàn)誤動作。使用這種帶有延時的比較器1能識別在電壓恢復(fù)過程中產(chǎn)生的尖刺，避免輸出的誤動作。
如圖6所示，許多電子設(shè)備在開機(jī)時，往往會存在瞬間的浪涌電流，而在掌上型電腦、手機(jī)等電池供電的設(shè)備中，會出現(xiàn)由于開機(jī)浪涌電流而使電池端電壓短時間下降的現(xiàn)象；從以時間為橫坐標(biāo)軸的波形圖上看，這種電池端電壓短時間下降的現(xiàn)象形成一個“V”型槽。如果“V”型槽的低端電壓低于該電子產(chǎn)品事先設(shè)定的自動關(guān)機(jī)電壓，就可能導(dǎo)致電壓監(jiān)測電路輸出關(guān)機(jī)控制信號，使電子產(chǎn)品自動關(guān)機(jī)；但是，此時電池的電能并沒有用完，如果出現(xiàn)較小的“V”型槽時就自動關(guān)機(jī)，對于使用者來講就是縮短了電池的使用時間。在電池的電能還沒有用完的前提下，這種電壓的“V”型槽所存在時間比較短暫，因此，如果電壓監(jiān)測電路能夠識別這種短時的電壓“V”型槽，并且在DC-DC轉(zhuǎn)換器的后端設(shè)一適當(dāng)?shù)碾娙菁纯墒乖撾娐返妮敵鲭妷翰皇艿接绊?，進(jìn)而延長電池的使用時間。
在設(shè)計(jì)由電池供電的電子產(chǎn)品時還會遇到另一類情況由于電池內(nèi)阻的存在，在不同的放電電流情況下電池的輸出電壓是不同的；尤其在電池的電能將要耗盡時，輸出電壓的差別就更大；由于這種情況存在，當(dāng)電于產(chǎn)品運(yùn)行時(電流大)電池的輸出電壓會不斷降低，當(dāng)該降低到設(shè)定的自動關(guān)機(jī)電壓值之下時，電源電壓監(jiān)測電路就會輸出關(guān)機(jī)控制信號，報告電池電能用盡而使電子產(chǎn)品自動關(guān)機(jī)；該電子產(chǎn)品自動關(guān)機(jī)以后，電池的負(fù)載變小，電流隨之變小，電池的輸出電壓又會回升，甚至可能會回升至設(shè)定的自動關(guān)機(jī)電壓值之上，這時，電源電壓監(jiān)測電路又會改變關(guān)機(jī)控制信號，報告電池有電，用戶又可以開機(jī)，而在開機(jī)過程中，電流變大，電池的輸出電壓再一次降低，引起自動關(guān)機(jī)；這種現(xiàn)象可能反復(fù)出現(xiàn)，進(jìn)而可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，數(shù)據(jù)丟失。
為了防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，往往需要在電壓監(jiān)測電路中增加滯回的功能，使監(jiān)測電路判斷關(guān)機(jī)電壓的電壓值在電池電壓下降和上升時不一樣。而且，不同的設(shè)備和不同的電池往往需要不同的滯回參數(shù)才能達(dá)到好的效果；但是現(xiàn)有的帶有滯回功能的電壓監(jiān)測電路并不具有這種能力，因此在使用不方便。
針對以上所述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種電壓監(jiān)測的方法及其監(jiān)測裝置，其能有效地避開電子產(chǎn)品開機(jī)時出現(xiàn)沖擊電流對電池端電壓的影響。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種電壓監(jiān)測的方法及其監(jiān)測裝置，電壓監(jiān)測裝置輸出的關(guān)機(jī)控制信號與開機(jī)控制信號時的電池電壓不相同；并且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)滯回參數(shù)。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種電壓監(jiān)測的方法，將電壓輸入信號由電阻串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路分壓后與基準(zhǔn)電壓信號比較，比較結(jié)果信號再通過延時電路后輸出，同時該比較信號經(jīng)過滯回電路反饋；延時電路及滯回電路分別具有參數(shù)調(diào)節(jié)的功能，并且，經(jīng)過延時電路輸出的控制信號做為滯回電路的輸入信號。
所述的參數(shù)調(diào)節(jié)的功能是通過參數(shù)調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)的。
該延時電路中的參數(shù)調(diào)節(jié)裝置為一電容，該電容連接到延時電路的調(diào)節(jié)輸入端。
該滯回電路中的參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由一開關(guān)及一電阻串聯(lián)構(gòu)成，該開關(guān)的控制端連接到滯回電路的調(diào)節(jié)輸入端，其開關(guān)與電阻串聯(lián)構(gòu)成的回路與比較信號連接。
上面所述的開關(guān)為一開關(guān)三極管或一場效應(yīng)管。
一種電壓監(jiān)測裝置，它包括電壓信號輸入電路、基準(zhǔn)電壓電路、比較電路、延時電路及滯回電路；該比較電路的基準(zhǔn)信號輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，該比較電路的電壓信號輸入端與電壓信號輸入電路的輸出端連接；比較電路的輸出端連接到延時電路的輸入端，延時電路的輸出端為電壓監(jiān)測裝置的輸出端；該延時電路及滯回電路中還分別設(shè)有參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，并且，滯回電路的輸入端與延時電路的輸出端連接，滯回電路的輸出端連接到比較電路的電壓信號輸入端。
上述的比較電路為一運(yùn)算放大器或比較器。
延時電路中參數(shù)調(diào)節(jié)裝置為一電容，該電容連接到延時電路的調(diào)節(jié)輸入端。
滯回電路中參數(shù)調(diào)節(jié)裝置為由開關(guān)及電阻串聯(lián)構(gòu)成的開關(guān)電路，該開關(guān)的控制端連接到滯回電路的調(diào)節(jié)輸入端，該電阻連接到滯回電路的調(diào)節(jié)輸入端。
所述的開關(guān)為一開關(guān)三極管或一場效應(yīng)管。
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，通過在電壓監(jiān)測裝置中的延時電路及滯回電路中還分別設(shè)有用于調(diào)節(jié)其參數(shù)的裝置，并且使滯回電路的輸入直接連接到電壓監(jiān)測裝置的輸出端，有效地避開了電子產(chǎn)品開機(jī)時出現(xiàn)沖擊電流對電池端電壓的影響；同時，實(shí)現(xiàn)了使該電壓監(jiān)測裝置輸出的關(guān)機(jī)控制信號與開機(jī)控制信號時的電池電壓不相同；并且該電壓可以根據(jù)需要通過改變滯回電路的參數(shù)加以調(diào)節(jié)。
以下結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)的普通電壓監(jiān)測電路原理示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的帶有滯回功能的電壓監(jiān)測電路原理圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)的帶有滯回功能及延時電路的電壓監(jiān)測電路原理圖。
圖4為現(xiàn)有技術(shù)的電壓監(jiān)測電路輸出信號波形圖。
圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的電壓監(jiān)測電路原理圖。
圖6為本發(fā)明電壓監(jiān)測電路輸出信號波形圖。
如圖5、圖6所示，本發(fā)明的電壓監(jiān)測電路中設(shè)有由電阻R1和電阻R2所組成的分壓電路、電阻R3和穩(wěn)壓二極管組成的基準(zhǔn)電壓輸出裝置、以及一運(yùn)算放大器U1所構(gòu)成的電壓比較電路，通過電阻R1和電阻R2分壓，使得當(dāng)電池電壓V_BAT從高往低下降到預(yù)定的關(guān)機(jī)電壓時，運(yùn)算放大器U1的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑摧敵鲫P(guān)機(jī)信號；電壓監(jiān)測集成電路U2的輸入端與運(yùn)算放大器U1的輸出端連接，該電壓監(jiān)測集成電路U2提供了輸出延時功能；通過在電壓監(jiān)測集成電路U2的引腳CD外接一電容C1可以調(diào)節(jié)延時輸出時間。
當(dāng)運(yùn)算放大器U1的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖胶?，?jīng)過由電容C1所確定的一段延時后，電壓監(jiān)測集成電路U2的輸出控制信號才會由低電平變?yōu)楦唠娖剑摧敵鲫P(guān)機(jī)信號；而當(dāng)運(yùn)算放大器U1的輸出的高電平不到所述的延時時間就又變?yōu)榈碗娖綍r，電壓監(jiān)測集成電路U2的輸出控制信號將不出會出現(xiàn)高電平。
對于電池電壓V_BAT從高往低降到預(yù)定的關(guān)機(jī)電壓時所形成的“V”型槽的時間短于上述由電容C1所確定的延時時間的情況，本實(shí)施例的電壓監(jiān)測電路能有效的識別，其不在V”型槽出現(xiàn)時輸出關(guān)機(jī)控制信號。
當(dāng)V_BAT持續(xù)低于預(yù)定的關(guān)機(jī)電壓的時間超過由電容C1所確定的延時時間時，電壓監(jiān)測集成電路U2輸出高電平，即輸出關(guān)機(jī)信號，系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)；此時，電壓監(jiān)測集成電路U2輸出的高電平信號將場效應(yīng)管Q1置于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于在電阻R2上并聯(lián)一電阻，從而使電阻R1和電阻R2之間的分壓關(guān)系發(fā)生變化，當(dāng)運(yùn)算放大器U1的比較輸入端(第3腳)的電壓上升到預(yù)先設(shè)定的時，V-BAT必須再上升到一定的電壓值時，電壓監(jiān)測集成電路U2才將輸出的高電平關(guān)機(jī)控制信號改變?yōu)榈碗娖剑撮_機(jī)信號，如此實(shí)現(xiàn)了電壓監(jiān)測的滯回功能。
圖5中虛線框內(nèi)的部分可以集成為一集成電路，其可外接電阻R5及電容C1來滿足不同的電壓監(jiān)測要求。
權(quán)利要求
1.一種電壓監(jiān)測的方法，將電壓輸入信號由電阻串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路分壓后與基準(zhǔn)電壓信號比較，比較結(jié)果信號再通過延時電路后輸出，同時該比較信號經(jīng)過滯回電路反饋；延時電路及滯回電路分別具有參數(shù)調(diào)節(jié)的功能，并且，經(jīng)過延時電路輸出的控制信號做為滯回電路的輸入信號。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓監(jiān)測的方法，其特征在于所述的參數(shù)調(diào)節(jié)的功能是通過參數(shù)調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓監(jiān)測的方法，其特征在于延時電路中的參數(shù)調(diào)節(jié)裝置為一電容，該電容連接到延時電路的調(diào)節(jié)輸入端。
4.如權(quán)利要求2所述的電壓監(jiān)測的方法，其特征在于滯回電路中的參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由一開關(guān)及一電阻串聯(lián)構(gòu)成，該開關(guān)的控制端連接到滯回電路的調(diào)節(jié)輸入端，其開關(guān)與電阻串聯(lián)構(gòu)成的回路與比較信號連接。
5.如權(quán)利要求4所述的電壓監(jiān)測的方法，其特征在于所述的開關(guān)為一開關(guān)三極管或一場效應(yīng)管。
6.一種電壓監(jiān)測裝置，它包括電壓信號輸入電路、基準(zhǔn)電壓電路、比較電路、延時電路及滯回電路；該比較電路的基準(zhǔn)信號輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，該比較電路的電壓信號輸入端與電壓信號輸入電路的輸出端連接；比較電路的輸出端連接到延時電路的輸入端，延時電路的輸出端為電壓監(jiān)測裝置的輸出端；其特征在于該延時電路及滯回電路中還分別設(shè)有參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，并且，滯回電路的輸入端與延時電路的輸出端連接，滯回電路的輸出端連接到比較電路的電壓信號輸入端。
7.如權(quán)利要求6所述的電壓監(jiān)測裝置，其特征在于所述的比較電路為一運(yùn)算放大器或比較器。
8.如權(quán)利要求6所述的電壓監(jiān)測裝置，其特征在于延時電路中的參數(shù)調(diào)節(jié)裝置為一電容，該電容連接到延時電路的調(diào)節(jié)輸入端。
9.如權(quán)利要求6所述的電壓監(jiān)測裝置，其特征在于滯回電路中的參數(shù)調(diào)節(jié)裝置為由開關(guān)及電阻串聯(lián)構(gòu)成的開關(guān)電路，該開關(guān)的控制端連接到滯回電路的調(diào)節(jié)輸入端，該電阻連接到滯回電路的調(diào)節(jié)輸入端。
10.如權(quán)利要求9所述的電壓監(jiān)測的方法，其特征在于所述的開關(guān)為一開關(guān)三極管或一場效應(yīng)管。
全文摘要
一種電壓監(jiān)測的方法及其裝置,將輸入電壓與基準(zhǔn)電壓號比較,比較結(jié)果通過延時后輸出,同時經(jīng)滯回電路反饋;該延時電路及滯回電路的參數(shù)可以調(diào)節(jié),通過在電壓監(jiān)測裝置中的延時電路及滯回電路中分別設(shè)有參數(shù)調(diào)節(jié)裝置,使滯回電路的輸入直接連接到電壓監(jiān)測裝置的輸出端,從而,有效地避開了電子產(chǎn)品開機(jī)時沖擊電流對電池端電壓的影響,使該電壓監(jiān)測裝置的關(guān)機(jī)信號與開機(jī)信號的電池電壓不相同,且該電壓可以調(diào)節(jié)。
文檔編號H02J7/04GK1389739SQ01115949
公開日2003年1月8日 申請日期2001年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月6日
發(fā)明者李建鄴 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司