一种电池电压的检测电路及电压检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种电池电压的检测电路及电压检测方 法。
【背景技术】
[0002] 随着手持电子设备和低功耗电子设备的种类逐渐增多，对电子设备的供电模块的 电压检测成为电子设备的常规模块，通常的方法是使用升压芯片来作为基准源测量电压 值。
[0003] 如图1所示，为现有技术中常用的基于内部集成ADC模块的单片机MCU检测电路示 意图，在所述检测电路的基准电压输入端设置有升压芯片和稳压芯片。在电压检测过程，电 池电压Vbat经过所述升压芯片升到固定电压后，再输入稳压芯片中，最后作为基准参考源 输入到所述ADC模块的Vref端，同时，电池电压Vbat还作为采集电压输入到所述ADC模块的 Vin端，同时所述ADC模块根据所述电压Vbat得到转换数值、即Vin数字量。假设所述ADC模块 的精度为n bit，则所述ADC模块的满量程为2n-l，根据两个模拟电压之比Vbat/Vref，等于 对应的所述ADC模块转换值之比（Vin数字量)/(2 n-l)，得到下面的关系式Vbat=(Vin数字 量)/(2n-l)*Vref，Vbat即为电池的当前电压值。
[0004] 但是上述检测电路中升压芯片和稳压芯片的成本较高且电路结构较复杂，满足不 了降低成本、简单易用的用户需求。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例中提供了一种电池电压的检测电路及电压检测方法，以解决现有技 术中的电池电压检测电路成本高的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
[0007] 根据本发明实施的第一方面，提供了一种电池电压的检测电路，包括限流电阻R、 二极管D和单片机MCU，其中：
[0008] 所述限流电阻R的一端用于连接待测电池的正极、另一端连接在所述二极管D的正 向输入端，所述二极管D的输出端用于连接所述待测电池的负极；
[0009] 所述单片机Μ⑶内设置有ADC模块，所述ADC模块的Vin接口连接在所述二极管D的 正向输入端、Vref接口用于连接所述待测电池的正极。
[0010] 优选地，所述检测电路还包括稳压电容C，所述稳压电容C并联在所述二极管D的两 端。
[0011] 优选地，所述二极管D包括正向压降为0.5-0.7 V的硅基二极管D。
[0012] 优选地，所述限流电阻R的阻值为100-500K。
[0013] 根据本发明实施的第二方面，提供了一种电池电压的电压检测方法，利用电池电 压的检测电路，包括：
[0014] 通过标准参考电压源，向所述ADC模块的Vref接口端输入标准电压；
[0015] 根据所述标准电压，计算出所述二极管D的真实正向压降Vo;
[0016] 将待测电池接入所述待检测电路，计算出所述待测电池的实际电压值Vbat。
[0017] 优选地，所述将待测电池接入所述待检测电路，计算出所述待测电池的实际电压 值Vbat，包括：
[0018] 将待测电池接入所述待检测电路，获取所述ADC模块中Vin端的Vin数字量N;
[0019] 根据所述ADC模块的精度位数n，所述正向压降Vo和所述Vin数字量N，得出所述待 测电池的实际电压值，其中，Vbat = (Vo/N) * (2n_ 1)。
[0020] 优选地，所述将待测电池接入所述待检测电路，计算出所述待测电池的实际电压 值Vbat，包括：
[0021] 将具有不同参考电压的参考电压源接入所述待检测电路，相应的获取所述ADC模 块中Vin端的Vin数字量；
[0022] 根据不同的所述参考电压、以及与所述参考电压相对应的Vin数字量，建立所述 Vin数字量与所述参考电压相对应的标定关系表；
[0023]将待测电池接入所述待检测电路，获取所述ADC模块中Vin端输出的Vin数字量见；
[0024] 根据所述Vin数字量他和所述标定关系表，利用查表插值法计算出所述待测电池 的实际电压值Vbat。
[0025] 优选地，所述将待测电池接入所述待检测电路，计算出所述待测电池的实际电压 值Vbat，包括：
[0026] 将具有不同参考电压的参考电压源接入所述待检测电路，相应的获取所述ADC模 块中Vin端输出的Vin数字量；
[0027] 根据不同的所述参考电压、以及与所述参考电压相对应的Vin数字量，获得所述参 考电压随所述Vin数字量变化的特征曲线；
[0028]将待测电池接入所述待检测电路，获取所述ADC模块中Vin端的Vin数字量N2;
[0029] 将所述Vin数字量N2代入所述特征曲线，计算出所述待测电池的实际电压值Vbat。
[0030] 由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种电池电压的检测电路，包括限流 电阻R、二极管D和单片机MCU，其中：所述限流电阻R的一端用于连接待测电池的正极、另一 端连接在所述二极管D的正向输入端，所述二极管D的输出端用于连接所述待测电池的负 极;所述单片机MCU内设置有ADC模块，所述ADC模块的Vin接口连接在所述二极管D的正向输 入端、Vref接口用于连接所述待测电池的正极。在电池电压检测过程，待测电池接入所述检 测电路，由于所述二极管D两端加正向电压使其导通后，其正向压降具有基本保持不变的特 性，所以通过逆向推导的方法，便可以计算出所述待测电池接入所述Vref接口的参考电压， 即为所述待测电池的实际电压值。所述检测电路通过一个电阻和二极管替代现有技术中的 升压芯片和稳压芯片，元件成本低，可以有效的降低检测电路的成本;并且所述检测电路中 的电阻和二极管体积较小，电路集成度高，可以有效节省电路板的面积。
[0031] 同时，本发明实施例提供的电压检测方法中，还提供了对所述二极管D的实际正向 压降的标定步骤，进而可以有效提高对电池电压的测量精度。
【附图说明】
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而 言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1为本发明实施例提供的现有技术中基于内部集成ADC模块的单片机检测电路 示意图；
[0034] 图2为本发明实施例提供的一种电池电压的检测电路示意图；
[0035]图3为本发明实施例提供的一种电池电压的电压检测方法的流程结构；
[0036] 图4为本发明实施例提供的又一种电池电压的电压检测方法的流程结构；
[0037] 图5为本发明实施例提供的又一种电池电压的电压检测方法的流程结构。
【具体实施方式】
[0038] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅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 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护 的范围。
[0039] 参见图1，为本发明实施例提供的一种电池电压的检测电路示意图，所述检测电路 包括限流电阻R、二极管D和单片机MCU。
[0040] 所述限流电阻R的一端用于连接待测电池的正极、另一端连接在所述二极管D的正 向输入端，所述二极管D的输出端用于连接所述待测电池的负极;所述单片机MCU内设置有 ADC模块，所述ADC模块的Vin接口连接在所述二极管D的正向输入端、Vref接口用于连接所 述待测电池的正极;其中，所述单片机Μ⑶的Vcc接口也可以连接在所述待测电池的正极，用 于为所述单片机MCU供电。
[0041] 进一步的，为了提高所述检测电路的抗干扰性，所述检测电路还包括稳压电容C， 所述稳压电容C并联在所述二极管D的两端。
[0042] 本实施例中，所述二极管可以为开关二极管或整流二极管等，只要在较宽温度下 满足精度即可，比如，可以采用价格低廉、通用性好，正向压降为0.5-0.7V的高精度IN4148 硅基二极管；为了降低所述检测电路的功耗，所述限流电阻R的阻值为100-500K，当然并不 限于所述数值范围，还可以根据实际需要选用其它型号的二极管或电阻。
[0043] 本发明实施例，根据现有技术中的单片机大多数是支持宽电压范围供电的，所以 参考电压部分替代现有技术中的升压芯片，直接使用电池电压Vbat输入到所述Vref接口作 为参考电压，即Vref = Vbat。
[0044] 通过一个大的限流电阻R和二极管D串联后，接入电池电压Vbat，同时根据二极管 两端加正向电压使其导通后，其正向压降具有基本保持不变的特性，在所述二极管D的正向 输入端接入所述ADC模块的Vin接口连接。
[0045] 本实施例中，所述ADC模块的精度为12bit，根据Vin=(Vin数字量)/4095*Vref，则 可以反向推导出Vref的电压为Vref = Vin/(Vin数字量)*4095;进一步，根据Vin等于所述二 极管D的正向管压降，则可以求而出Vref，即为电池电压Vbat。当然，所述ADC模块的精度还 可以为其它值。
[0046]本实施例中，所述检测电路通过所述限流电阻R和所述二极管D替代现有技术中的 升压芯片和稳压芯片，元件成本低，可以有效的降低检测电路的成