电压检测装置、电池及电压检测方法
【专利摘要】本公开是关于电压检测装置、电池及电压检测方法，所述电压检测装置包括：电压检测模块和电路走线；其中，所述电路走线上的一段走线设置为走线电阻，所述电压检测模块的检测端通过测量线分别连接到所述走线电阻两端。本公开实施例通过将电路走线上的一段走线设置为走线电阻，使得检测走线电阻两端的电压即可，由于走线电阻本身是电路走线的一部分，其阻值不会随着电压和温度的变化发生较大的变化，具有较好的稳定性，因此电压测量比较准确。
【专利说明】电压检测装置、电池及电压检测方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及电路【技术领域】，尤其设及电压检测装置、电池及电压检测方法。
【背景技术】
[0002] 电源保护电路通过对电源通路上的电压进行检测，从而根据检测结果确定是否切 断电源通路，W便对电源起到保护作用。W电池内的电源保护电路为例，相关技术中，该电 源保护电路上的保护ICQntegrated circui t，集成电路）将测量线连接在MOS阳T(Meta l-〇xide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金氧半场效晶体管）两端，通过检测 M0SFET两端的电压获得电池电压，从而在电池电压异常时，切断电源保护电路与电巧间的 电源通路。
[000引但是，由于M0SFET本身的特性，在电池充放电过程中，其阻值会随着电压和温度 的变化发生较大的变化，使得电压测量不够准确，导致难W对电源通路起到良好的保护作 用。
【发明内容】
[0004] 本公开提供了电压检测装置、电池及电压检测方法，W解决相关技术中电压检测 不够准确，难W对电源通路起到良好保护作用的问题。
[0005] 根据本公开实施例的第一方面，提供一种电压检测装置，所述电压检测装置包括： 电压检测模块和电路走线；
[0006] 其中，所述电路走线上的一段走线设置为走线电阻，所述电压检测模块的检测端 通过测量线分别连接到所述走线电阻两端。
[0007] 可选的，所述电压检测模块包括；保护集成电路1C，或电量计。
[000引可选的，当所述电压检测模块为保护1C时，所述电压检测电路还包括：开关控制 线和金氧半场效晶体管M0SFET，所述保护1C通过所述开关控制线与所述M0SFET连接；
[0009] 所述电路走线的一端与所述M0S阳T连接，另一端用于连接电巧。
[0010] 可选的，当所述保护1C检测到所述走线电阻两端的电压不在预设的电压范围内 时，通过所述开关控制线断开与所述M0SFET的连接。
[0011] 可选的，所述走线电阻的长度满足如下公式：
[0012] L 其中，所述L为所述走线电阻的长度，所述R为所述走线电阻的电阻值， 所述S为所述走线电阻的截面积，所述为所述走线电阻的电阻率。
[0013] 可选的，所述走线电阻的预设电阻值为10毫欧。
[0014] 根据本公开实施例的第二方面，提供一种电池，所述电池包括；电源保护电路和电 巧；其中，
[0015] 所述电源保护电路包括保护1C，通过开关控制线与所述保护1C相连的M0SFET，W 及电路走线，所述电路走线的一端与所述M0SFET连接，另一端与所述电巧连接；
[0016] 其中，所述电路走线上的一段走线设置为走线电阻，所述保护IC的检测端通过测 量线分别连接到所述走线电阻两端。
[0017] 可选的，所述走线电阻的长度满足如下公式：
[0018] L 其中，所述L为所述走线电阻的长度，所述R为所述走线电阻的电阻值， 所述S为所述走线电阻的截面积，所述为所述走线电阻的电阻率。
[0019] 可选的，所述走线电阻的预设电阻值为10毫欧。
[0020] 根据本公开实施例的第=方面，提供一种电压检测方法，所述方法应用在前述电 池中，所述方法包括：
[0021] 保护1C通过测量线检测走线电阻两端的电池电压；
[0022] 判断检测到的所述电池电压是否在预设的电压范围内；
[0023] 当所述电压不在所述电压范围内时，通过所述开关控制线断开与MOSFET的连接。
[0024] 本公开的实施例提供的技术方案可W包括W下有益效果：
[0025] 本公开提供的电压检测装置，通过将电路走线上的一段走线设置为走线电阻，使 得电压检测模块检测走线电阻两端的电压即可，由于走线电阻本身是电路走线的一部分， 其阻值不会随着电压和温度的变化发生较大的变化，具有较好的稳定性，因此电压测量比 较准确。
[0026] 本公开电压检测装置中的电压检测模块可W具体为电池中的保护1C，或者专口用 于通过测量电压获得电流值的电量计，因此能够应用在不同的电压测量场景中。
[0027] 本公开中电压检测装置中的电压检测模块具体为保护1C时，该保护1C通过开关 控制线连接MOSFET，因此可W通过测量走线电阻两端的电压对MOSFET的通断进行控制，从 而对电源通路起到良好的保护作用。
[002引本公开中在确定走线电阻长度时，可W根据走线电阻的预设电阻值，走线电阻的 截面积，W及走线电阻的电阻率，按照预设公式进行计算，并可W在实际应用中通过调试， 获得合适的走线长度，从而满足电压检测的需求，提高电压检测的准确度。
[0029] 本公开提供的电池及其应用在该电池内的电压检测方法，通过电源保护电路对电 路走线上的走线电阻进行测量，可W获得准确的电压值，通过电压值可W对MOSFET的通断 进行控制，W便在电巧充放电过程中，可W对电巧起到良好的保护作用。
[0030] 应当理解的是，W上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本公开。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施 例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0032] 图1是本公开根据一示例性实施例示出的一种电压检测装置的结构示意图。
[0033] 图2是本公开根据一示例性实施例示出的另一种电压检测装置的结构示意图。
[0034] 图3是本公开根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图。
[0035] 图4是本公开根据一示例性实施例示出的一种电压检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0036] 该里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述设及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。W下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0037] 在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。 在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的"一种"、"所述"和"该"也旨在包括多 数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语"和/或"是指 并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[003引应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第=等来描述各种信息，但该 些信息不应限于该些术语。该些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离 本公开范围的情况下，第一信息也可W被称为第二信息，类似地，第二信息也可W被称为第 一信息。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可W被解释成为"在……时"或"当…… 时"或"响应于确定"。
[0039] 如图1所示，图1是本公开根据一示例性实施例示出的一种电压检测装置的结构 示意图，该电压检测装置包括；电压检测模块110和电路走线120。
[0040] 本实施例中在检测电压时，无需对专口的电路器件进行检测，例如，专口设置的检 测电阻，或者检测装置中设置的MOSFET等，而是将电路走线120上的一段走线设置为走线 电阻121，电压检测模块110的检测端111通过测量线112分别连接到走线电阻121两端。 因此，电压检测模块110检测走线电阻121两端的电压即可，由于走线电阻121本身是电路 走线120的一部分，其阻值不会随着电压和温度的变化发生较大的变化，具有较好的稳定 性，因此电压测量比较准确，检测精度较高。需要说明的是，图1中的走线电阻121用加粗 线条进行了示例，实际应用中，该走线电阻121的厚度和宽度与电路走线120的其他部分相 同，因此图1中用加粗线条示例的走线电阻121仅为示例清楚，并不用于限制走线电阻121 的实际形态。
[0041] 本实施例中，要将电路走线120上的一段走线设置为走线电阻121时，需要预先确 定走线电阻的长度，在确定走线电阻的长度时，可W采用如下公式： RxS
[0042] L = 其中，L为走线电阻的长度；参数R为走线电阻的电阻值，该R的预设值 为10m Q (毫欧）；参数S为走线电阻的截面积，当电路走线120确定后，该S的值也可W确 定；参数为走线电阻的电阻率，电阻率是表示物质电阻特性的物理量，因此当电路走线120 的材质确定时，该值也确定。根据上述确定的参数值，可W初步计算出L的理论值，并基于L 的理论值对走线电阻的实际长度进行进一步调试，在调试时，可W测量L为理论值时，走线 电阻的实际值是否为预设的lOmQ，如果小于lOmQ，则可W增加走线电阻的长度，直至将 测量到走线电阻为10m Q时的走线电阻长度确定为L的实际值，并按照L的实际值，将电压 检测模块110的测量线112分别连接到走线电阻121两端。
[0043] 在一个实现方式中，电压检测模块110可W具体为电池内的保护1C，该保护1C可 W通过开关控制线与MOSFET连接，其中，电路走线120的一端与MOSFET连接，另一端用于 连接电巧，当保护1C检测到走线电阻两端的电压不在预设的电压范围内时，可W通过开关 控制线断开与MOSFET的连接，由此通过对MOSFET的通断进行控制，从而可W对电源通路起 到良好的保护作用。
[0044] 在另一个实现方式中，电压检测模块可W具体为测量电池电量的电量计，电量计 是一种测量电池累计电量的增加或减少的功能器件，用于确定可充电电池中的剩余电量W 及在特定工作条件下电池还能持续供电的时间，能够精确估计电池的电量。在本实施例中， 电量计可W直接通过测量走线电阻两端的电压获得电压值，并可W根据该电压值和走线电 阻的电阻值计算出电流值，从而实现对电流的精确测量。
[0045] 如图2所示，图2是本公开根据一示例性实施例示出的另一种电压检测装置的结 构示意图，该电压检测装置可W具体应用在电池中，该电压检测装置包括；保护IC210,开 关控制线220, M0S阳T230和电路走线240。
[0046] 其中，保护IC210通过开关控制线220与M0S阳T230连接，电路走线240的一端与 M0SFET230连接，另一端用于连接电巧。本实施例中，将电路走线240上的一段走线设置为 走线电阻241，保护IC210的检测端211通过测量线212分别连接到走线电阻241两端。因 此，保护IC210检测走线电阻241两端的电压即可获得电池电压，由于走线电阻241本身是 电路走线240的一部分，其阻值不会随着电压和温度的变化发生较大的变化，具有较好的 稳定性，因此电压测量比较准确，测量精度较高。需要说明的是，图2中的走线电阻241用 加粗线条进行了示例，实际应用中，该走线电阻241的厚度和宽度与电路走线240的其他部 分相同，因此图2中用加粗线条示例的走线电阻241仅为示例清楚，并不用于限制走线电阻 241的实际形态。
[0047] 本实施例中，保护IC210为一种硬件电路，当该保护IC210的测量线212连接到走 线电阻241两侧时，可W实时测量走线电阻241两端的电压，从而获得电路电压。其中，当 保护IC210检测到走线电阻241两端的电压不在预设的电压范围内时，可W通过开关控制 线220断开与M0SFET230的连接。因此本实施例可W通过测量走线电阻241两端的电压对 M0SFET的通断进行控制，从而对电源通路起到良好的保护作用。
[0048] 另外，图2中作为示意仅示出了一个M0S阳T，实际应用中，保护1C在控制M0S阳T 通断时，电路中可W包括两个M0SFET元件，保护1C的两根测量线分别连接到该两个M0SFET 元件的两侧。本实施例中，走线电阻的长度确定方式与前述图1中的相关描述一致，在此不 再寶述。
[0049] 如图3所示，图3是本公开根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图；
[0050] 本实施例中的电池主要指具有充放电功能的充电电池，充电电池使用过程中，过 充电、过放电、或者过电流都会影响电池使用寿命和性能，因此需要对电池内部的电压进行 检测W防止对电池产生损害。本实施例中示例的电池包括；电源保护电路310和电巧320。 其中，电池保护电路310用于对电池内部的电压进行检测，电巧320是电池的容量来源，用 于进行能量储存；为了对电巧320进行保护，可W通过电源保护电路310对电池电压和电流 进行测量，从而在电压或电流异常时，切断与电巧320间的电池通路，W起到对电池的保护 作用
[0化1] 本实施例中，电源保护电路310进一步包括；保护IC311、通过开关控制线312与 保护IC311相连的M0S阳T313, W及电路走线314,该电路走线314的一端与M0S阳T313连 接，另一端与电巧320连接。电路走线314上的一段走线设置为走线电阻3141，保护IC311 的检测端3111通过测量线3112分别连接到走线电阻3141两端。其中，MOS阳T313受保护 IC311的控制，在保护IC311检测到电压或电流异常时，通过控制M0S阳T313的通断，起到与 电巧之间连接或断开的开关作用。
[0052] 本实施例中的电源保护电路310在检测电池电压时，与图2描述的电压检测装置 一致，在此不再寶述。
[0053] 由上述实施例可见，该实施例提供的电池，通过电源保护电路对电路走线上的走 线电阻进行测量，可W获得准确的电压值，通过电压值可W对M0SFET的通断进行控制，W 便在电巧充放电过程中，可W对电巧起到良好的保护作用。
[0054] 如图4是所示，图4是本公开根据一示例性实施例示出的一种电压检测方法的流 程图，该方法可W应用在图3所示电池中，包括如下步骤：
[0化5] 在步骤401中，保护1C通过测量线检测走线电阻两端的电池电压。
[0化6] 结合图3可知，保护1C的检测端通过测量线连接到走线电阻两端，该保护1C为一 种硬件电路，可W实时测量走线电阻两端的电压，从而获得电池电压。
[0化7] 在步骤402中，判断检测到的电池电压是否在预设的电压范围内。
[0化引本实施例中，电池的主要工作状态包括充电状态和放电状态，因此预设的电压范 围可W由充电状态下的最高电压和放电状态下的最低电压进行限定。
[0化9] 在步骤403中，当电池电压不在电压范围内时，通过开关控制线断开与M0SFET的 连接。
[0060] 当电池电压在电压范围内时，电池可W自由充放电，此时保护1C通过开关控制线 控制M0S阳T处于接通状态。
[0061] 当电池电压不在电压范围内时，对于电池电压超过最高电压值时的过充电状态， 此时保护1C通过开关控制线控制M0SFET处于关断状态，从而停止对电巧进行充电；对于电 池电压低于最低电压值时的过放电状态，此时保护1C也通过开关控制线控制M0SFET处于 关断状态，从而停止电巧对负载放电。
[0062] 由上述实施例可见，该实施例提供的电压检测方法，通过电源保护电路对电路走 线上的走线电阻进行测量，可W获得准确的电压值，通过电压值可W对M0SFET的通断进行 控制，W便在电巧充放电过程中，可W对电巧起到良好的保护作用。
[0063] 本领域技术人员在考虑说明书及实践该里公开的发明后，将容易想到本公开的其 它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，该些变型、用途或 者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本【技术领域】中的公知常识 或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的 权利要求指出。
[0064] 应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并 且可W在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
【权利要求】
1. 一种电压检测装置，其特征在于，所述电压检测装置包括：电压检测模块和电路走 线； 其中，所述电路走线上的一段走线设置为走线电阻，所述电压检测模块的检测端通过 测量线分别连接到所述走线电阻两端。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压检测模块包括：保护集成电路 1C，或电量计。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，当所述电压检测模块为保护IC时，所述电 压检测电路还包括：开关控制线和金氧半场效晶体管MOSFET，所述保护IC通过所述开关控 制线与所述MOSFET连接； 所述电路走线的一端与所述MOSFET连接，另一端用于连接电芯。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，当所述保护IC检测到所述走线电阻两端 的电压不在预设的电压范围内时，通过所述开关控制线断开与所述MOSFET的连接。
5. 根据权利要求1至4任一所述的装置，其特征在于，所述走线电阻的长度满足如下公 式：
;其中，所述L为所述走线电阻的长度，所述R为所述走线电阻的电阻值，所述 S为所述走线电阻的截面积，所述P为所述走线电阻的电阻率。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述走线电阻的预设电阻值为10毫欧。
7. -种电池，其特征在于，所述电池包括：电源保护电路和电芯；其中， 所述电源保护电路包括保护1C，通过开关控制线与所述保护IC相连的M0SFET，以及电 路走线，所述电路走线的一端与所述MOSFET连接，另一端与所述电芯连接； 其中，所述电路走线上的一段走线设置为走线电阻，所述保护IC的检测端通过测量线 分别连接到所述走线电阻两端。
8. 根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述走线电阻的长度满足如下公式：
其中，所述L为所述走线电阻的长度，所述R为所述走线电阻的电阻值，所述 S为所述走线电阻的截面积，所述P为所述走线电阻的电阻率。
9. 根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述走线电阻的预设电阻值为10毫欧。
10. -种电压检测方法，其特征在于，所述方法应用在如权利要求7至9任一所述的电 池中，所述方法包括： 保护IC通过测量线检测走线电阻两端的电池电压； 判断检测到的所述电池电压是否在预设的电压范围内； 当所述电压不在所述电压范围内时，通过所述开关控制线断开与MOSFET的连接。
【文档编号】G01R19/00GK104502670SQ201410828976
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】孙伟, 孙长宇, 王向东 申请人:小米科技有限责任公司