一种电池电量检测装置和灯具的制作方法

本发明属于电量检测领域，更具体地说，是涉及一种电池电量检测装置和灯具。

背景技术：

传统的电池电量检测装置中，磷酸铁锂电池的电压为2.5v-3.65v，但多数磷酸铁锂电池的电压集中在3.21-3.26v，只有0.06v的电压范围，使磷酸铁锂电池供电的灯具电压检测不够准确，如：功率到6w时亮灯，电池电压会被拉低到3.2左右，单片机就会误检测电池的电量，导致电池电量检测的准确性很低。

一般的，现在灯具的电池电量的电压取值，都是直接依靠单片机取值参数，没有经过稳定的处理，导致在进行电池电量检测时电量不稳定。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池电量检测装置和灯具，旨在实现提高磷酸铁锂电池电压检测的准确性和稳定性。

本发明实施例的第一方面提供了一种电池电量检测装置，包括：

校准模块，与外部电源连接，将电源电压校准为电池参考电压；

采集模块，与所述校准模块连接，采集电池两端电压，并对电池电压进行分压处理；

放大模块，与所述采集模块连接，对所述采集模块输出的电压进行放大处理；

显示模块，与所述放大模块连接，还与所述校准模块连接，对所述放大模块输出的电压进行电压补偿处理，并显示所述电池电量。

可选的，所述校准模块包括：基准电压源，输入端与外部电源连接，输出端与所述采集模块电连接。

可选的，所述校准模块还包括：第一电阻、第二电阻和第一运算放大器；

所述第一电阻第一端与所述基准电压源输出端连接，第二端与所述第二电阻连接；所述第二电阻另一端接地；

所述第一运算放大器的正相输入端与所述第一电阻的第二端连接，负相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端还与所述采集模块电连接。

可选的，所述采集模块包括：第二运算放大器、第三电阻和第四电阻；

所述第二运算放大器负相输入端与所述校准模块的输出端连接，正相输入端通过所述第三电阻与电池连接，输出端与所述放大模块的输入端连接，所述第二运算放大器输出端与所述第二运算放大器的负相输入端电连接；

所述第四电阻一端与所述第二运算放大器的正相输入端连接，另一端接地。

可选的，所述采集模块还包括：

第五电阻，一端与所述第二运算放大器的输出端连接，另一端与所述第二运算放大器的负相输入端连接；

所述第二运算放大器的负相输入端通过所述第五电阻与所述第二运算放大器的输出端电连接。

可选的，所述电压放大模块包括：第三运算放大器、第六电阻和第七电阻；

所述第三运算放大器的正相输入端与所述采集模块的输出端连接，负相输入端通过所述第七电阻接地，输出端通过所述第六电阻与所述第三运算放大器的负相输入端连接。

可选的，所述显示模块包括stm8s105k4芯片；

所述stm8s105k4芯片的ain0/pb0引脚与所述放大模块的输出端电连接；所述stm8s105k4芯片的vss引脚、vcap引脚、vdd引脚、vddio引脚和vssa引脚均接地，所述stm8s105k4芯片的vdda引脚与所述校准模块的输出端连接；所述vdd引脚和所述vddio引脚还适于与外部电源连接。

可选的，所述显示模块还包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感；

所述第一电容正极与所述vcap引脚连接，负极与所述第二电容负极连接，所述第一电容的负极接地；

所述第二电容的正极与所述vdd引脚和所述vddio引脚的公共端连接；

所述第一电感第一端与所述校准模块的输出端连接，第二端与所述vdda引脚连接；

所述第二电感第一端与所述vssa引脚连接，第二端接地；

所述第三电容正极与所述第一电感第二端连接，负极与所述第二电感的第一端连接。

可选的，所述电池电量检测装置还包括：第八电阻和第四电容；

所述第八电阻的第一端与所述放大模块的输出端连接，第二端与所述显示模块的输入端连接；

所述第四电容正极与所述第八电阻的第二端连接，负极接地。

本发明实施例的第二方面提供了一种灯具，包括蓝牙灯和电池，以及与所述蓝牙灯和所述电池连接的如实施例第一方面中任一项所述的电池电量检测装置。

本发明实施例中电池电量检测装置和灯具与现有技术相比的有益效果在于：在本实施例中，校准模块将电源电压校准为电池参考电压；采集模块采集电池两端电压，并对电池电压进行分压处理；放大模块对采集模块输出的电压进行放大处理；显示模块与放大模块连接，还与所述校准模块连接，对放大模块输出的电压进行电压补偿处理。通过校准模块的将电源电压校准为电池参考电压，同时显示模块对检测的电池电压补偿，实现了提高电池电量检测的准确性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电池电量检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电池电量检测装置的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的基准电压源的电路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的stm8s105k4芯片的电路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电池电量检测装置检测电池电量的实现流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本发明实施例提供的一种电池电量检测装置，包括校准模块100、采集模块200、放大模块300和显示模块400。

校准模块100，与外部电源连接，将电源电压校准为电池参考电压。

采集模块200，与所述校准模块100连接，采集电池两端电压，并对电池电压进行分压处理。

放大模块300，与所述采集模块200连接，对所述采集模块200输出的电压进行放大处理。

显示模块400，与所述放大模块300连接，还与所述校准模块100连接，对所述放大模块300输出的电压进行电压补偿处理，并显示所述电池电量。

上述电池电量检测装置，校准模块100将电源电压校准为电池参考电压，采集模块200采集电池两端电压并对电池电压进行分压处理，放大模块300对所述采集模块200输出的电压进行放大，显示模块400对所述放大模块300输出的电压进行电压补偿处理。通过校准模块的将电源电压校准为电池参考电压，同时显示模块对检测的电池电压补偿，实现了提高电池电量检测的准确性和稳定性。

参阅图2和图3，一个实施例中，校准模块100可以包括基准电压源u11。基准电压源u11的输入端接外部电源，输出端与所述采集模块200电连接。具体的，参见图3，为本发明实施例提供的基准电压源u11的电路结构示意图，所述基准电压源u11的vin引脚和en引脚接5.5v的外部电源，同时与电容c30的正极连接。所述电容c30的负极与所述基准电压源u11的gnd引脚连接，电容c30的负极接地。所述基准电压源u11的vref引脚与所述采集模块200电连接，同时与电容c31的正极连接，所述电容c31的负极接地。

进一步的，校准模块100还可以包括第一电阻r36、第二电阻r41和第一运算放大器u7a。具体的，所述第一电阻r36的第一端与所述基准电压源u11的输出端连接，第一电阻r36的第二端与所述第二电阻r41连接。所述第二电阻r41另一端接地。所述第一运算放大器u7a的正相输入端与所述第一电阻r36的第二端连接，所述第一运算放大器u7a的负相输入端与所述第一运算放大器u7a的输出端连接，所述第一运算放大器u7a的输出端还与所述采集模块200电连接。

其中，所述第一电阻r36和所述第二电阻r41具有降压作用，将所述基准电压源u11的电压降为电池的参考电压。具体的，所述基准电压源u11的3.3v电压经过第一电阻r36和所述第二电阻r41后，输出电压为电池的参考电压。优选的，本实施例中电池的参考电压为2.5v。

参阅图2，一个实施例中，采集模块200可以包括第二运算放大器u7b、第三电阻r40和第四电阻r42。

具体的，所述第二运算放大器u7b的负相输入端与所述校准模块100的输出端连接，正相输入端通过所述第三电阻r40与电池连接，输出端与所述放大模块300的输入端连接，所述第二运算放大器u7b的输出端与所述第二运算放大器u7b的负相输入端电连接。所述第四电阻r42一端与所述第二运算放大器u7b的正相输入端连接，另一端接地。其中，所述第三电阻r40和所述第四电阻r42具有分压作用，对采集的电池电压进行分压。

进一步的，所述采集模块200还可以包括：第五电阻r31和电阻r37。

具体的，第五电阻r31一端与所述第二运算放大器u7b的输出端连接，另一端与所述第二运算放大器u7b的负相输入端连接。所述第二运算放大器u7b的负相输入端通过所述第五电阻r31与所述第二运算放大器u7b的输出端电连接。电阻r37一端与所述校准模块100电连接，另一端与所述第二运算放大器u7b的负相输入端连接。

参阅图2，一个实施例中，放大模块300可以包括：第三运算放大器u7d、第六电阻r32和第七电阻r34。

具体的，所述第三运算放大器u7d的正相输入端与所述采集模块200的输出端连接，第三运算放大器u7d负相输入端通过所述第七电阻r34接地，第三运算放大器u7d输出端通过所述第六电阻r32与第三运算放大器u7d的负相输入端连接。另外，放大模块300还可以包括电阻r39，所述电阻r39一端与所述采集模块200输出端连接，另一端与所述第三运算放大器u7d正相输入端连接。

其中，所述第六电阻r32和所述第七电阻r34对所述采集模块200输出的电池电压进行放大作用。放大模块300正相比例放大采集模块200输出的电池电压，通过第六电阻r32和第七电阻r34将所述采集模块200输出的电池电压进行放大，优选的，放大比例为(r32/r34)+1。

一个实施例中，显示模块400可以包括stm8s105k4芯片。

具体的，参见图4，为本发明实施例提供的stm8s105k4芯片的电路结构示意图。所述stm8s105k4芯片的ain0/pb0引脚与所述放大模块300的输出端电连接。所述stm8s105k4芯片的vss引脚、vcap引脚、vdd引脚、vddio引脚和vssa引脚均接地，所述stm8s105k4芯片的vdda引脚与所述校准模块100的输出端连接。所述vdd引脚和所述vddio引脚还适于与外部电源连接。

进一步的，显示模块400还可以包括第一电容c4、第二电容c6、第三电容c7、第一电感l2和第二电感l3。

具体的，所述第一电容c4的正极与所述stm8s105k4芯片的vcap引脚连接，负极与所述第二电容c6负极连接，所述第一电容c4的负极接地。所述第二电容c6的正极与所述stm8s105k4芯片的vdd引脚和所述vddio引脚的公共端连接。所述第一电感l2的第一端与所述采集模块100的输出端连接，第二端与所述stm8s105k4芯片的vdda引脚连接。所述第二电感l3的第一端与所述vssa引脚连接，第二端接地。所述第三电容c7的正极与所述第一电感l2第二端连接，负极与所述第二电感l3的第一端连接。

可选的，本实施例提供的第一电容c4的值为1uf，第二电容c6的值为0.1uf，第三电容c7的值为0.1uf，第一电感l2的值为10mh，第二电感l3的值为10mh。

进一步地，所述电池电量检测装置还可以包括第八电阻r38和第四电容c24。其中，所述第八电阻r38的第一端与所述放大模块300的输出端连接，所述第八电阻r38的第二端与所述显示模块400的输入端连接。所述第四电容c24的正极与所述第八电阻r38的第二端连接，负极接地。

以下对所述电池电量检测装置实现检测电池电量的具体过程进行说明，详述如下：

s501，校准模块100将基准电压u11的3.3v电压校准为电池参考电压2.5v，并输入到采集模块200。

基准电压u11为3.3v，与外部电源连接，电压经过第一电阻r36和第二电阻r41，将基准电压降为电池参考电压。例如，磷酸铁锂电池的电压范围为2.5v-3.65v，参考电压为2.5v，即校准模块100将基准电压降为电池参考电压2.5v，通过基准电压确定检测电压的稳定。

s502，采集模块200采集电池电压，根据第三电阻r40和第四电阻r42对电池电压进行分压作用，并将分压后的电池电压输入放大模块300。

校准模块100输出的电池参考电压经过电阻r37进入采集模块200，同时采集模块200采集电池两端电压。采集模块200通过第三电阻r40和第四电阻r42将采集的电池电压进行分压处理，以稳定电池电压。采集模块200将所述电池参考电压和经过分压处理后的电池电压输入第二运算放大器u7b，所述第二运算放大器u7b再将电压输出给放大模块300。

s503，放大模块300根据第六电阻r32和第七电阻r34阻值将采集模块200输出的电池电压进行放大处理，并输入到显示模块400。

放大模块300接收采集模块200输出的电压。放大模块300正相比例放大采集模块200输出的电池电压，通过第六电阻r32和第七电阻r34将所述采集模块200输出的电池电压进行放大，优选的，放大比例为(r32/r34)+1。经过放大模块300的放大处理，把电池电压放大范围为2.5-3.65v。

s504，显示模块400根据校准模块100的电池参考电压对放大模块300输出的电池电压进行电压补偿处理，并显示检测的电池电量。

经过放大模块300的放大处理的电压经过r38进入显示模块400。所述显示模块400的stm8s105k4芯片将连续变量的模拟电压信号转换为离散数字电压信号。与校准模块100连接接收所述电池参考电压，所述stm8s105k4芯片根据所述电池参考电压对接收的经过放大处理的电池电压进行电压补偿，并显示检测的电池电量，提高电池电量检测的准确性。

在本实施例中，校准模块将电源电压校准为电池参考电压，采集模块采集电池两端电压，并对电池电压进行分压处理，放大模块对所述采集模块输出的电压进行放大处理，显示模块与所述放大模块连接，还与所述校准模块连接，采用stm8s105k4芯片，用于对所述放大模块输出的电压进行电压补偿处理，实现了提高电池电量检测的准确性和稳定性。

实施例二

本实施例提供了一种灯具，包括蓝牙灯和电池，以及与所述蓝牙灯和所述电池连接的如实施例一中所述的任一电池电量检测装置，且具有上述电池电量检测装置所具有的有益效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。