一种电池电量检测分类装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电池电量检测分类装置，包括：基准电压源，所述基准电压源输入端与电源模块连接，输出端与电阻分压器相连；电阻分压器，其输入端与基准电压源连接，输出端与电压比较器反相输入端连接；电压比较器，其同相输入端与被测电池正极连接，输出端与译码器输入端连接；译码器，其输出端与寄存器输入端连接；寄存器，其输出端与反相器的输入端连接；反相器，其输出端与LED和继电器驱动电路连接；时钟脉冲延时电路，其输入端与电压比较器输出端连接，输出端与寄存器的CP时钟脉冲输入端连接。本发明可以随时对电池剩余电量进行检测，显示出剩余电量有多少,从而根据剩余电量多少对电池进行分类收纳，从而避免浪费电池。
【专利说明】—种电池电量检测分类装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电子信息【技术领域】，尤其涉及一种电池电量检测分类装置。
【背景技术】
[0002]随着现代电子技术的快速发展，小型便携设备功能越来越多，对于电池的需求量也越大，干电池作为高性价比的一次性能源被广泛应用于日常生活，随着现在数码产品、电动玩具等使用干电池供电的用电器的大量增加，对干电池的要求也越来越高。由于很多电器对电池电量的启动要求不同，很多电池虽然不能拖动A电器了，但其实很多时候里面剩余的电量还有一半，完全可以放到B电器中继续用。不同电量干电池混用，因低电量电池内阻增大，使高电量电池输出电压降低且使用的时间缩短，降低电池效率，高电量电池还会使低电量电池过度放电而造成漏液，损坏电器等现象发生。
[0003]因此，为了减少对电池资源的浪费，需要提供一种能够对电池的剩余电量进行检测的装置，以明确剩余电量可用时间，方便灵活管理电池。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够检测电池剩余电量的电池电量检测分类装置。
[0005]一种电池电量检测分类装置，包括:
[0006]基准电压源，其输入端与电源模块连接，输出端与电阻分压器相连，用于为电阻分压器提供一个基准电源电压；
[0007]电阻分压器，其输入端与基准电压源连接，输出端与电压比较器反相输入端连接，用于根据分压电阻的不同阻值为电压比较器的反相输入端提供不同的参考点电压；
[0008]电压比较器，其同相输入端与被测电池正极连接，输出端与译码器输入端连接，用于根据电阻分压器输出的参考点电压与被测电池的电压进行比较输出不同的电平值；
[0009]译码器，其输出端与寄存器输入端连接，用于将电压比较器输出的电平译为LED和继电器驱动电路的控制信号；
[0010]寄存器，其输出端与反相器的输入端连接，用于将译码器的结果进行锁存；
[0011]反相器，其输出端与LED和继电器驱动电路连接，用于将寄存器输出的低电平锁存信号反相；
[0012]时钟脉冲延时电路，其输入端与电压比较器输出端连接，输出端与寄存器的CP时钟脉冲输入端连接，用于将CP脉冲上升沿滞后于寄存器输入信号；
[0013]LED和继电器驱动电路，用于根据反相器和寄存器输出的控制信号执行LED开或关以及继电器的启动或关闭；
[0014]电源模块，用于为基准电压源、电压比较器、译码器、寄存器、反相器、LED和继电器驱动电路提供电源。
[0015]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述LED和继电器驱动电路包括4个执行模块，每个执行模块包括电阻、三极管、LED、继电器、二极管、分压电阻，所述电阻的输出端与三极管的基极连接，三极管的发射极接地，集电极分三路，一路与二极管的正极连接，一路与继电器的一端连接，一路与LED的负极连接，LED的正极与所述分压电阻的一端连接，分压电阻的另一端、继电器的另一端、二极管的负极与所述电源模块连接。
[0016]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述电压比较器包括第一运算放大器C1、第二运算放大器C2、第三运算放大器C3、第四运算放大器C4，四个运算放大器的同相输入端分别与被测电池的正极连接，其反相输入端与电阻分压器的输出端连接，第二运算放大器C2、第三运算放大器C3、第四运算放大器C4的输出端与译码器的输入端连接，第一运算放大器C1的输出端和译码器的使能端连接。
[0017]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述电阻分压器包括第一电阻札、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，所述第一电阻R1的一端与基准电压源连接，第一电阻R1另一端与第二电阻R2 —端的连接点与第一运算放大器C1的反相输入端连接；第二电阻R2另一端与第三电阻R3 —端的连接点与第二运算放大器C2的反相输入端连接；第三电阻R3另一端与第四电阻R4 —端的连接点与第三运算放大器C3的反相输入端连接；第四电阻R4另一端与第五电阻R5 —端的连接点与第四运算放大器C4的反相输入端连接；第五电阻R5另一端接地，电阻分压器所提供的参考点电压分别为U1 = 1.5V，U2 =
1.35V, U3 = 1.2V, U4 = 0.5V。
[0018]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述译码器为74LS138译码器，译码器的地址输入端Atl对应与第四运算放大器C4的输出端连接，地址输入端A1对应与第三运算放大器C3的输出端连接，地址输入端A2对应与第二运算放大器C2的输出端连接，译码器的使能端与第一运算放大器C1的输出端连接。
[0019]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述寄存器为74LS175寄存器，寄存器的低三位数据输入端分别与译码器的三个输出端对应连接，寄存器的最高位数据输入端与译码器的使能端连接，与寄存器的最高位数据输入端对应的最高位数据输出端直接与LED和继电器驱动电路的其中一个执行模块连接，与寄存器的三个低三位数据输入端对应的低三位数据输出端分别与反相器的输入端对应连接。
[0020]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述反相器为74LS04反相器，反相器的三个输入端分别与寄存器的三个低三位数据输出端对应连接，反相器的三个输出端与另外三个执行模块对应连接。
[0021]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述时钟脉冲延时电路包括第六电阻R6、电容C1,所述电容C1的一端接地,另一端与第六电阻R6的一端和寄存器的CP时钟脉冲输入端的连接点连接，第六电阻R6的另一端与第四运算放大器C4的输出端连接。
[0022]进一步地，如上所述的电池电量检测分类装置，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻&的阻值之比为=R1 =R2 =R3 =R4 =R5 = 36:3:3:14:10。
[0023]本发明可以随时对电池剩余电量进行检测，显示出剩余电量有多少，从而根据剩余电量多少对电池进行分类收纳，从而避免浪费电池。待测电池盒大小可调节，可适用于各种型号电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明电池电量检测分类装置电路结构框图；
[0025]图2为本发明电池电量检测分类装置电路结构示意图；
[0026]图3为本发明电源模块电路结构示意图；
[0027]图4为本发明电池电量检测分类装置实物结构图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]图1为本发明电池电量检测分类装置电路结构框图，如图1所示，本方提供的电池电量检测分类装置包括:
[0030]基准电压源，其输入端与电源模块连接，输出端与电阻分压器相连，用于为电阻分压器提供一个基准电源电压；
[0031]电阻分压器，其输入端与基准电压源连接，输出端与电压比较器反相输入端连接，用于根据分压电阻的不同阻值为电压比较器的反相输入端提供不同的参考点电压；
[0032]电压比较器，其同相输入端与被测电池正极连接，输出端与译码器输入端连接，用于根据电阻分压器输出的参考点电压与被测电池的电压进行比较输出不同的电平值；
[0033]译码器，其输出端与寄存器输入端连接，用于将电压比较器输出的电平译为LED和继电器驱动电路的控制信号；
[0034]寄存器，其输出端与反相器的输入端连接，用于将译码器的结果进行锁存；
[0035]反相器，其输出端与LED和继电器驱动电路连接，用于将寄存器输出的低电平锁存信号反相；
[0036]时钟脉冲延时电路，其输入端与电压比较器输出端连接，输出端与寄存器的CP时钟脉冲输入端连接，用于将CP脉冲上升沿滞后于寄存器输入信号；
[0037]LED和继电器驱动电路，用于根据反相器和寄存器输出的控制信号执行LED开或关以及继电器的启动或关闭；
[0038]电源模块，用于为基准电压源、电压比较器、译码器、寄存器、反相器、LED和继电器驱动电路提供电源。所述电源模块包括通过9V电池的供电的电源电压和通过USB接口供电的电源电压，以及将两种电源电压经过转换后得到的5V直流电源。
[0039]本发明可以随时对电池进行检测，显示出剩余电量有多少，根据电量多少进行分类收纳，从而避免浪费电池。
[0040]图4为本发明电池电量检测分类装置实物结构图，结合图1及图4，该实物装置包括电池分类收纳盒、电池电量测量电路、供电电源(通过9V电池和USB接口转换的5V直流电源)、4个电池分类存放盒、存放盒对应的指示LED、存放盒对应的开关控制继电器、待测电池盒。所述电量测量电路设置在电池分类收纳盒内部，所述待测电池盒用于放置待测电池，4个电池分类存放盒分别用于存放电池满电的电池、电量较高的电池、电量较低的电池、电量很低的电池，其中，用于存放电池满电的电池存放盒、电量较高的电池存放盒、电量较低的电池存放盒、电量很低的电池存放盒分别对应设置有一个指示LED，并且分别对应设置有一个用于打开这4个存放盒的开关控制继电器。所述的电量测量电路一端与被测电池相连，一端将测量结果输出，控制存放盒指示LED和存放盒开关控制继电器。
[0041]本发明电池电量检测分类装置为对应不同电量级别的电池提供了不同的起到收纳作用的存放盒，用以投入并存放检测后不同电量的电池，通过控制各分类存放盒门的开关继电器，实现在被测电池电量级别所对应指示灯亮的同时，为其对应存放盒门开锁，其他电量级别对应指示灯灭的同时对应存放盒门闭锁，从而防止电池误投，实现电池电量检测及分类收纳的功能。
[0042]本发明被测电池盒大小可调节，可适用于各种型号电池。
[0043]图2为本发明电池电量检测分类装置电路结构示意图，如图2所示，所述LED和继电器驱动电路包括4个执行模块，每个执行模块包括电阻、三极管、LED、继电器、二极管、分压电阻，所述电阻的输出端与三极管的基极连接，三极管的发射极接地，集电极分三路，一路与二极管的正极连接，一路与继电器的一端连接，一路与LED的负极连接，LED的正极与所述分压电阻的一端连接，分压电阻的另一端、继电器的另一端、二极管的负极与所述电源模块连接。
[0044]具体地，所述4个执行模块分别对应用于存放电池满电的电池存放盒、用于存放电池电量较高的电池存放盒、用于存放电池电量较低的电池存放盒、用于存放电池电量很低的电池存放盒,每个电池盒设置有一个LED和用于将电池盒打开的继电器驱动电路。表I为对应4个执行模块中电池电量及其控制信号的对应表格。
[0045]表1电池电量及其控制信号
[0046]
【权利要求】
1.一种电池电量检测分类装置，其特征在于，包括: 基准电压源，其输入端与电源模块连接，输出端与电阻分压器相连，用于为电阻分压器提供一个基准电源电压； 电阻分压器，其输入端与基准电压源连接，输出端与电压比较器反相输入端连接，用于根据分压电阻的不同阻值为电压比较器的反相输入端提供不同的参考点电压； 电压比较器，其同相输入端与被测电池正极连接，输出端与译码器输入端连接，用于根据电阻分压器输出的参考点电压与被测电池的电压进行比较输出不同的电平值； 译码器，其输出端与寄存器输入端连接，用于将电压比较器输出的电平译为LED和继电器驱动电路的控制信号； 寄存器，其输出端与反相器的输入端连接，用于将译码器的结果进行锁存； 反相器，其输出端与LED和继电器驱动电路连接，用于将寄存器输出的低电平锁存信号反相； 时钟脉冲延时电路，其输入端与电压比较器输出端连接，输出端与寄存器的CP时钟脉冲输入端连接，用于将CP脉冲上升沿滞后于寄存器输入信号； LED和继电器驱动电路，用于根据反相器和寄存器输出的控制信号执行LED开或关以及继电器的启动或关闭； 电源模块，用于为基准电压源、电压比较器、译码器、寄存器、反相器、LED和继电器驱动电路提供电源。
2.根据权利要求1所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述LED和继电器驱动电路包括4个执行模块，每个执行模块包括电阻、三极管、LED、继电器、二极管、分压电阻，所述电阻的输出端与三极管的基极连接，三极管的发射极接地，集电极分三路，一路与二极管的正极连接，一路与继电器的一端连接，一路与LED的负极连接，LED的正极与所述分压电阻的一端连接，分压电阻的另一端、继电器的另一端、二极管的负极与所述电源模块连接。
3.根据权利要求2所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述电压比较器包括第一运算放大器C1、第二运算放大器C2、第三运算放大器C3、第四运算放大器C4,四个运算放大器的同相输入端分别与被测电池的正极连接，其反相输入端与电阻分压器的输出端连接，第二运算放大器C2、第三运算放大器C3、第四运算放大器C4的输出端与译码器的输入端连接，第一运算放大器C1的输出端和译码器的使能端连接。
4.根据权利要求3所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述电阻分压器包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，所述第一电阻R1的一端与基准电压源连接，第一电阻R1另一端与第二电阻R2—端的连接点与第一运算放大器C1的反相输入端连接；第二电阻R2另一端与第三电阻R3 —端的连接点与第二运算放大器C2的反相输入端连接；第三电阻R3另一端与第四电阻R4 —端的连接点与第三运算放大器C3的反相输入端连接；第四电阻R4另一端与第五电阻R5 —端的连接点与第四运算放大器C4的反相输入端连接；第五电阻R5另一端接地，电阻分压器所提供的参考点电压分别为U1 =1.5V, U2 = 1.35V, U3 = 1.2V, U4 = 0.5V。
5.根据权利要求4所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述译码器为74LS138译码器，译码器的地址输入端Atl对应与第四运算放大器C4的输出端连接，地址输入端A1对应与第三运算放大器C3的输出端连接，地址输入端A2对应与第二运算放大器C2的输出端连接，译码器的使能端与第一运算放大器C1的输出端连接。
6.根据权利要求5所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述寄存器为74LS175寄存器，寄存器的低三位数据输入端分别与译码器的三个输出端对应连接，寄存器的最高位数据输入端与译码器的使能端连接，与寄存器的最高位数据输入端对应的最高位数据输出端直接与LED和继电器驱动电路的其中一个执行模块连接，与寄存器的三个低三位数据输入端对应的低三位数据输出端分别与反相器的输入端对应连接。
7.根据权利要求6所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述反相器为74LS04反相器，反相器的三个输入端分别与寄存器的三个低三位数据输出端对应连接，反相器的三个输出端与另外三个执行模块对应连接。
8.根据权利要求7所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述时钟脉冲延时电路包括第六电阻R6、电容C1,所述电容C1的一端接地,另一端与第六电阻R6的一端和寄存器的CP时钟脉冲输入端的连接点连接，第六电阻R6的另一端与第四运算放大器C4的输出端连接。
9.根据权利要求1-8任一所述的电池电量检测分类装置，其特征在于，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5的阻值之比为=R1 =R2 =R3 =R4 =R5 =36:3:3:14:10o
【文档编号】G01R31/36GK104133179SQ201410349908
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】潘启明, 周跃佳, 崔莉, 马文龙, 韩轶男 申请人:东北林业大学