电池电量显示设定方法和设定电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池电量检测领域，且特别涉及一种电池电量显示设定方法和设定电路。
【背景技术】
[0002]目前，随着电气设备的迅速发展，用户不仅对设备的功能、可靠性与可操作性提出了很高的要求。对于含电池的电气设备，为保证设备的可靠运行，用户需要精确知晓电池的使用时间，及时为电池充电或更换电池，故当前电池电量的精确显示将成为用户重点关注的设计指标。
[0003]目前，电池电量的显示控制主要通过以下两种方式来实现。第一种是通过单独的MCU来实现，这种显示控制方式单独的MCU所需外围元器件比较多，不仅设计成本高且所占用的体积也较大。为了减小成本，第二种方法是将电池电量显示功能被集成于电路控制芯片中，这种设计方案，由于所有的元件进行集成后，其只有固定的电池电量比较基准，即只能针对单一的、固定的某一款电池进行电量检测显示，对于不同的电池，由于特性不同而存在电池电量显示不准确的问题。进一步的，在上述两种方案中，电池电量等级确定通常需要三个甚至多个比较器，而不同比较器之间具有的不同失调电压，导致电池电量等级确定结果不准确。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服现有电池电量显示设定方法精确度低的问题，提供一种电池电量显示精度高且成本低的电池电量显示设定方法及设定电路。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种电池电量显示设定方法，包括:
[0006]获得表征当前电池电量的电池的开路电压；
[0007]将获得的开路电压逐次与预设的至少两个以上的电池电压比较基准进行比较，获得当前电池电量等级并输出显示信号；
[0008]根据显示信号显示当前电池电量等级。
[0009]于本发明一实施例中，获得表征当前电池电量的电池的开路电压的步骤包括:
[0010]获取当前电池的充电电流和放电电流；
[0011]获取当前电池的工作电压；
[0012]根据充电电流和充电补偿电阻获得电池的充电补偿电压，根据放电电流和放电补偿电阻获得放电补偿电压；
[0013]根据工作电压、充电补偿电压和放电补偿电压获得电池的开路电压。
[0014]于本发明一实施例中，根据工作电压、充电补偿电压和放电补偿电压获得电池的开路电压的方法为:
[0015]Vbat(Ocv) — V bat(o)_Vchg+Vdischg
[0016]其中，VBAT{ocv)为开路电压，V 为工作电压，V GHG为充电补偿电压，V DIseHG为放电补偿电压。
[0017]于本发明一实施例中，采用一个比较器来逐次比较开路电压和预设的至少两个以上的电池电压比较基准。
[0018]于本发明一实施例中，在显示当前电池电量等级时采用与电池电量显示等级数相同的N个显示灯进行显示，在显示时，对显示信号进行处理，使得驱动N个显示灯的显示端口数量为M，在一个检测周期内，M个显示端口与部分电池电压比较基准设置端口分时复用，M的值为:
[0019]M = 1+N/2(N 为偶数，MeN);
[0020]M=I+ (N+1) /2 (N 为奇数，M e N)。
[0021]本发明另一方面，还提供一种电池电量显示设定电路，包括开路电压获取模块、电量检测控制模块和显示模块。开路电压获取模块获得表征当前电池电量的电池的开路电压。电量检测控制模块将获得的开路电压逐次与预设的至少两个以上的电池电压比较基准进行比较，获得当前电池电量等级并输出显示信号。显示模块根据显示信号显示当前电池电量等级。
[0022]于本发明一实施例中，开路电压获取模块包括电流采样模块、工作电压采样模块、补偿电压采样模块和计算模块。电流采样模块获取当前电池的充电电流和放电电流。工作电压采样模块获取当前电池的工作电压。补偿电压采样模块包括充电补偿电压采样单元和放电补偿电压采样单元，充电补偿电压采样单元根据充电电流和充电补偿电阻获得电池的充电补偿电压，放电补偿电压采样单元根据放电电流和放电补偿电阻获得放电补偿电压。计算模块根据工作电压、充电补偿电压和放电补偿电压获得电池的开路电压。
[0023]于本发明一实施例中，计算模块包括加法器和减法器，减法器的两个输入端分别电性连接工作电压采样模块和充电补偿电压采样单元，加法器的两个输入端分别电性连接减法器的输出端和放电补偿电压采样单元。
[0024]于本发明一实施例中，电量检测控制模块包括基准单元、比较器和控制单元。基准单元由至少两个电阻组成，形成至少两个电池电压比较基准设置端。比较器的数量为一个，比较器电性连接开路电压获取模块和基准单元，逐次将比较开路电压和至少两个电池电压比较基准，获得当前电池电量等级。控制单元电性连接比较器和显示单元，根据比较器的输出结果输出控制信号至显示单元。
[0025]于本发明一实施例中，显示单元包括多个多路模拟开关和与电池电量显示等级数相同的N个显示灯，多个多路模拟开关将电量检测控制模块输出的驱动N个显示灯的信号进行转换，形成M个显示端口，在一个检测周期内，M个显示端口与部分电池电压比较基准端口分时复用，M的值为:
[0026]M = 1+N/2(N 为偶数，MeN)
[0027]M=I+ (N+1) /2 (N 为奇数，M e N)。
[0028]本发明提供的电池电量显示设定方法及设定电路通过在电池的工作状态下获得准确表征电池当前电量的开路电压，消除电池内阻上的压降，大大提高了对当前电池电量的采样精度。通过将获得的开路电压与至少两个以上的电池电压比较基准进行比较，从而得到电池电量等级，电池电压比较基准个数越多，电池电量的等级显示精确度越高。
[0029]此外，由于电池充电状态下的内阻和放电状态下的内阻不同，本发明通过设置充电补偿电阻和放电补偿电阻来得到充电状态下的充电补偿电压和放电状态下的放电补偿电压。通过工作电压和充电补偿电压和放电补偿电压之间的关系来得到电池在工作状态下精确的开路电压。采用一个比较器来逐次比较开路电压和多组电池电压比较基准，避免了多个比较器之间失调电压不同造成的电池电量等级确定结果不准确的问题，进一步提高电池电量的显示精度。为降低成本、减小电路端口的使用，本发明采用多个多路模拟开关来实现显示端口数量的减小，并设置在一个检测周期内，显示端口与电池电压比较基准设置端口分时复用，大大提高了电路端口的使用效率，不仅降低了设计成本，同时也减小了电路的体积。
[0030]为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0031]图1所示为本发明一实施例提供的电池电量显示设定方法的流程图。
[0032]图2所示为图1所示的流程图中步骤SlO的步骤流程图。
[0033]图3所示为本发明一示例提供的电池电量显示设定电路的原理框图。
[0034]图4所示为本发明一示例提供的电池电量显示设定电路的原理图。
[0035]图5所示为图4中开关Kl和K2导通的时序图。
[0036]图6所不为米用图4的设定电路进彳丁电量等级为L3的显不时序图。
[0037]图7所示为采用图4的设定电路进行电量等级为L2的显示时序图。
【具体实施方式】
[0038]如图1所示，本实施例提供的电池电量显示设定方法包括:
[0039]步骤S1、获得表征当前电池电量的电池的开路电压Vbat03ct)。本实施例的开路电压vBAT(OCT)为电池在工作状态下的开路电压。开路电压V 和电池电量Q之间具有对应关系，可通过实际测量得出。
[0040]在电池处于工作状态时，电池的开路电压VBAT_)无法直接获得，可以直接获得的是电池的工作电压νΒΑΤ。当电池处于充电状态时，根据电流的流向，工作电压Vbat等于开路电压VBAT_加上充电电流在电池内阻上的压降。而当电池处于放电状态时，根据电流的流向，此时工作电压Vbat等于开路电压VBAT_减去放电电流在电池内阻上的压降。进一步的，由于电池在充电状态和放电状态时电池内阻不同，产生的压降也不同。因此，为了获得电池的开路电压，于本实施例中，通过设置充电补偿电阻Rrae和放电补偿电阻R DI■来抵消充电状态下内阻的压降和放电状态下电池内阻所产生的压降，从而精确得到电池在工作状态