一种用于监测电池电量的监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于监测电池电量的监测系统，包括电流监测电路，所述电流监测电路包括由电阻R28、R31并联连接的并联电阻，并联电阻与电池正极连接，两端分别连接有电流输出端和电流输入端，电池负极接地，电流输出端通过电容C22接地；还包括运算放大器U2，运算放大器U2的正输入端、负输入端分别通过电阻R11、R13与电流输出端、电流输入端连接，负输入端通过电阻R15与输出端连接，运算放大器U2的正电源端通过电阻R8与电源端连接，运算放大器U2的负电源端接地；运算放大器U2的输出端通过电阻R208与电流监测端连接，电流监测端分别通过电容C156、电阻R212接地。本实用新型电路简单，成本低、易实现。
【专利说明】—种用于监测电池电量的监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通讯【技术领域】，尤其涉及一种用于监测电池电量的监测系统。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的不断发展，电子设备的功能越来越强大，对电池容量的需求越来越大；为了让电子设备的使用不受影响，一般需要先监测电池容量，提前对其充电；因此很多的电子设备都开发了电池电量的监测系统；然而，目前很多的监测系统只能大致的给出电量，如手机电量，在手机上显示电池形状，通过电池形状内填充条的多少来显示剩余电量，并没有准确的给出电池剩余电量，从而导致需要频繁的给电池充电，有些电池具有惰性，多次的在电量较多的情况下充电，导致总电量减少或充不进电；影响到电池的使用寿命O
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于监测电池电量的监测系统，该监测系统可以监测出电池的用电电量，使用方便；减少充电次数，延长电池的使用寿命。
[0004]本实用新型采用的技术方案为:
[0005]一种用于监测电池电量的监测系统，包括电流监测电路，所述电流监测电路包括由电阻R28、R31并联连接的并联电阻，并联电阻与电池正极连接，并联电阻的两端分别连接有电流输出端VBAT_0UT和电流输入端VBAT_IN，电池负极接地，电流输出端VBAT_0UT通过电容C22接地；还包括运算放大器U2，运算放大器U2的正输入端+IN、负输入端-1N分别通过电阻R11、R13与电流输出端VBAT_0UT、电流输入端VBAT_IN连接，其中，负输入端-1N通过电阻R15与输出端VOUT连接，运算放大器U2的正电源端+Vs通过电阻R8与电源端VCC_5V连接，运算放大器U2的负电源端-Vs接地；运算放大器U2的输出端VOUT通过电阻R208与电流监测端CBAT_DET连接，电流监测端CBAT_DET分别通过电容C156、电阻R212接地。
[0006]进一步地，所述一种用于监测电池电量的监测系统，还包括模数转换电路和处理器，电流监测端通过模式转换电路与处理器连接。
[0007]进一步地，电池负极分别通过电容C19、C20与电池正极连接。
[0008]进一步地，运算放大器U2的正电源端+Vs通过电容C4接地。
[0009]进一步地，还包括电压监测电路，电池正极与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端接地，电阻R27的一端与电压输出端BAT_DET连接，电压输出端BAT_DET通过模数转换电路与处理器连接。
[0010]进一步地，所述电池正极通过电容C13接地，电压输出端BAT_DET通过电容C15接地。
[0011]本实用新型的有益效果为:本实用新型通过对使用中的电池电流、电压的检测，从 而推断出电池的容量以及用量，且本实用新型电路简单，成本低、易实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电流检测电路示意图。
[0013]图2为本实用新型的电压检测电路示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图1至图2以及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
[0015]实施例:
[0016]一种用于监测电池电量的监测系统，包括电流监测电路，所述电流监测电路包括由电阻R28、R31并联连接的并联电阻，并联电阻与电池正极连接，并联电阻的两端分别连接有电流输出端VBAT_0UT和电流输入端VBAT_IN，电池负极接地，电流输出端VBAT_0UT通过电容C22接地；还包括运算放大器U2，运算放大器U2的正输入端+IN、负输入端-1N分别通过电阻R11、R13与电流输出端VBAT_0UT、电流输入端VBAT_IN连接，其中，负输入端-1N通过电阻R15与输出端VOUT连接，运算放大器U2的正电源端+Vs通过电阻R8与电源端VCC_5V(电池设备提供的5V电压)连接，运算放大器U2的负电源端-Vs接地；运算放大器U2的输出端VOUT通过电阻R208与电流监测端CBAT_DET连接，电流监测端CBAT_DET分别通过电容C156、电阻R212接地。
[0017]在电池的充放电过程中，并联电阻R28和R31两端会形成电压差，电压差为电流输出端VBAT_0UT电压减去电流输入端VBAT_IN电压，可表示为:VBAT_OUT_V_VBAT_IN_V ;并联电阻的阻值为R，则电池电流为Ibat=( VBAT_OUT_V-VBAT_IN_V)/R0
[0018]运算放大器U2通过电阻R15将输出信号反馈到负输入端，根据运放的“虚断”，则有:电流从电流输入端至输出端VOUT的电流保持不变，即:(VBAT_IN_V-V_IN_V) /Rl3=- (V0UT_V-V_IN_V) /Rl5 ；VBAT_IN_V表示电流输入端电压，V_IN_V表示负输入端电压，V0UT_V表示输出端电压，R13、R15分别表示相应的电阻值。
[0019]再根据运算的虚短、虚断，则有VBAT_0UT_V (电流输出端电压)=V+IN_V(正输入端电压)=V_IN_V (负输入端电压)；即正输入端与负输入端电压相等，进而有:VBAT_0UT_V=V_IN_V ；
[0020]故有:(VBAT_IN_V-VBAR_OUT_V)/Rl3=- (V0UT_V-VBAT_0UT_V) /Rl5 ；
[0021]推导出运放输出电压:V0UT_V=R15/R13(VBAT_OUT_V-VBAT_IN_V) +VBAT_0UT_V。
[0022]电流监测端CBAT_DET输出的电压为:
[0023]CBAT_DET_V=VOUT_V* R212 / (R208+R212) ;R208、R212 分别表示电阻 R208，电阻R212的阻值。
[0024]最后推导:CBAT_DET_V=R212/(R208+R212)*R15/R13*R*Ibat+R212/(R208+R212)* VBAT_0UT_V ；
[0025]电流监测端CBAT_DET 输出的电流为:CBAT_DET_I= CBAT_DET_V/R212=R15*R*Ibat /[(R208+R212)* R13] + VBAT_0UT_V /(R208+R212)；
[0026]由于阻值均为定值，可表示为:CBAT_DET_I=A*Ibat+B*VBAT_OUT_V ;A、B均可以根据设计的阻值计算出，均为定值。因此可以通过对CBAT_DET_I的测量，得到Ibat值，对Ibat积分便可以等到其用电电量。
[0027]进一步地，所述一种用于监测电池电量的监测系统，还包括模数转换电路和处理器，电流监测端通过模式转换电路与处理器连接。
[0028]模数转换电路将电流监测端的电流信号转变为数字信号，并输送给处理器；处理器可以计算出Ibat值。
[0029]进一步地，电池负极分别通过电容C19、C20与电池正极连接。
[0030]电容C19、C20为滤波电容，用于抑制电池供电时的高频、低频干扰。
[0031]进一步地，运算放大器U2的正电源端+Vs通过电容C4接地。
[0032]C4和R8配合，保证电源VCC_5V对U2供电的稳定和无干扰。
[0033]进一步地，还包括电压监测电路，电池正极与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端接地，电阻R27的一端与电压输出端BAT_DET连接，电压输出端BAT_DET通过模数转换电路与处理器连接。
[0034]通过电阻R24、R27对电池正极进行分压，将分压后的电压信号经过模数转换输入给处理器，处理器可以推算出电池正极的电压Vb。
[0035]进一步地，所述电池正极通过电容C13接地，电压输出端BAT_DET通过电容C15接地。
[0036]电容Cl3、Cl5用以滤波，使得输出的电压值稳定。
[0037]进一步地，根据所得的电流与电压值可以算出电池的内阻Rb，然后可以得到开路电压 Vbk=Vb+Ibat*Rb= Vb+Ibat*Rb。
[0038]进一步地，根据电池的开路电压与电池电量的对应关系曲线(OCV)，设电池开路电压为Vbk，电池电量为Qb。可得到OCV的函数Vbk=M*Qb*Qb*Qb+N*Qb*Qb+L, M，N和L为一定值。
[0039]进一步地，根据函数三个函数可以得出电池电量。CBAT_DET_V=R212/(R208+R212) *R15/R13*R*Ibat+R212/(R208+R212)* VBAT_0UT_V
[0040]Vbk=Vb+Ibat*Rb 。
[0041]Vbk=M*Qb*Qb*Qb+N*Qb*Qb+L。从而可以精确的监测电池电量。
[0042]以上仅是本申请的较佳实施例，在此基础上的等同技术方案仍落入申请保护范围。
【权利要求】
1.一种用于监测电池电量的监测系统，其特征在于:包括电流监测电路，所述电流监测电路包括由电阻R28、R31并联连接的并联电阻，并联电阻与电池正极连接，并联电阻的两端分别连接有电流输出端VBAT_OUT和电流输入端VBAT_IN，电池负极接地，电流输出端VBAT_OUT通过电容C22接地；还包括运算放大器U2，运算放大器U2的正输入端+IN、负输入端-1N分别通过电阻Rl1、Rl3与电流输出端VBAT_OUT、电流输入端VBAT_IN连接，其中，负输入端-1N通过电阻Rl5与输出端VOUT连接，运算放大器U2的正电源端+Vs通过电阻R8与电源端VCC_5V连接，运算放大器U2的负电源端-Vs接地；运算放大器U2的输出端VOUT通过电阻R208与电流监测端CBAT_DET连接，电流监测端CBAT_DET分别通过电容C156、电阻R212接地。
2.根据权利要求1所述的一种用于监测电池电量的监测系统，其特征在于:所述一种用于监测电池电量的监测系统，还包括模数转换电路和处理器，电流监测端通过模式转换电路与处理器连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于监测电池电量的监测系统，其特征在于:电池负极分别通过电容C19、C20与电池正极连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于监测电池电量的监测系统，其特征在于:运算放大器U2的正电源端+Vs通过电容C4接地。
5.根据权利要求4所述的一种用于监测电池电量的监测系统，其特征在于:还包括电压监测电路，电池正极与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端接地，电阻R27的一端与电压输出端BAT_DET连接，电压输出端BAT_DET通过模数转换电路与处理器连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于监测电池电量的监测系统，其特征在于:所述电池正极通过电容C13接地，电压输出端BAT_DET通过电容C15接地。
【文档编号】G01R31/36GK203720332SQ201420078189
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】戎海峰, 王芳德, 李抢满 申请人:东莞市远峰科技有限公司