一种电池电量监控电路的制作方法

本实用新型涉及一种监控电路，特别是涉及一种电池电量监控电路。

背景技术：

现有技术使用内置AD转换来进行电池电量监控，需要定时采样采集，功耗大于300UA。因为工业中电池ER26500的电池电压为3.6V，外部一般采用2个电阻进行串联分压，才能满足单片机AD转换最大 3.0V-3.3V的供电电压的要求，电阻到地也会产生一部分电流，所以整体功耗更大。ADC读取的是分压后一个电阻上的电压，电阻本身有一定的误差和温飘，精度也相对会差一些。

技术实现要素：

本实用新型针对现有电池电量监控电路功耗大的技术问题，提供一种功耗小的电池电量监控电路。

为此，本实用新型的技术方案是，设有单片机、电子开关模块、电压监控模块和电池，单片机的输出端与电子开关模块的输入端连接，电子开关模块的输出端与电压监控模块的输入端连接，电压监控模块的输出端与单片机的输入端连接，电子开关模块的输入端还与电池连接；电压监控模块数量为3个，且均设有电压监控芯片，3个电压监控芯片的电压阈值不相同，且电压阈值分别为3.08V、2.93V和2.63V；

电压监控芯片设有第2引脚、第3引脚，第2引脚为输入端，第3 引脚为输出端；第2引脚和第3引脚分别是引脚和VCC引脚，VCC 引脚与电阻连接后，与电子开关模块的输出端连接；VCC引脚与电容连接。

优选地，电子开关模块设有电子开关芯片，电子开关芯片为单刀单掷的8路电子开关芯片；电子开关芯片的输入端为第6引脚、第11引脚、第9引脚，电子开关芯片的输出端第13引脚、第14引脚和第15引脚，第6引脚为使能端，第11引脚、第10引脚和第9引脚为逻辑端；电子开关芯片还设有第3引脚，第3引脚为电量检测输入端，与电池连接。

优选地，单片机设有M430F149芯片，M430F149芯片设有3个输入端口、3个输出端口，输入端口为带中断的端口。

优选地，电压监控芯片为SGM809芯片，电子开关芯片为CD4051芯片。

本实用新型的有益效果是，通过3个不同电压阈值(3.08V、2.93V、 2.63V)的电压监控芯片SGM809芯片来监控电池的3个点的电压。 SGM809芯片工作原理是，当电压低于阈值时会产生一个由高到低的电平跳变信号。单片机芯片的3个输入端口用来接收高低电平，利用中断来监控SGM809芯片的输出状态，一旦电压值低于阈值时，产生中断，来判断电池的电量是否低于阈值。当电池电量低于3.08V时，中断产生，通过单片机的任意4个IO口采用SPI通讯连接到12864液晶屏显示电池电量掉了一格，然后通过电子开关CD4051芯片将SGM809芯片(3.08V) 的电源关闭，等待SGM809芯片(2.93V)来产生中断，同理SGM809 芯片(2.63V)。3个SGM809芯片的运行功耗为5-6UA，电子开关的运行功耗为5-8UA。

附图说明

图1是本实用新型连接示意图；

图2是本实用新型单片机的原理图；

图3是本实用新型电子开关模块的原理图；

图4是本实用新型第一电压监控模块的原理图；

图5是本实用新型第二电压监控模块的原理图；

图6是本实用新型第三电压监控模块的原理图。

图中符号说明

1.单片机；2.电子开关模块；3.电压监控模块；4.第一电压监控模块；5.第二电压监控模块；6.第三电压监控模块；7.电池。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，本实施例设有单片机1、电子开关模块2、电压监控模块4和电池7，单片机1的输出端与电子开关模块2的输入端连接，电子开关模块2的输出端与电压监控模块4的输入端连接，电压监控模块4 的输出端与单片机1的输入端连接。电压监控模块4包括第一电压监控模块5、第二电压监控模块6和第三电压监控模块7。电子开关模块2的输入端与电池7连接。

如图2所示，单片机1设有M430F149芯片UE2，M430F149芯片 UE2设有输入端口、输出端口，输入端口为端口P20、P21和P22，输出端口为端口P24、P25、P26和P27。端口P20、P21和P22是MSP430F149 芯片UE2带中断的端口。

如图3所示，电子开关模块2采用CD4051芯片UE4，CD4051为单刀单掷的8路电子开关芯片。CD4051芯片UE4的第6引脚、第11引脚、第9引脚为输入端，分别与M430F149芯片UE2的端口P24、P25、P26、 P27连接。其中，第6引脚为使能端，第11引脚、第10引脚和第9引脚为逻辑端。CD4051芯片UE4的第13引脚、第14引脚和第15引脚为输出端，且分别与第一电压监控模块5、第二电压监控模块6和第三电压监控模块7的输入端连接。第3引脚为输入端接到电池7，第16引脚为VCC 引脚，也是由电池7进行供电。

MSP430F149芯片UE2的端口P24-P27用来控制CD4051芯片UE4 的第13引脚、第14引脚和第15引脚中的哪个输出，第6引脚为使能端，第11引脚、第10引脚和第9引脚为逻辑端。若第11引脚、第10引脚和第9引脚输入逻辑电平为000，则第11引脚输出。

如图4-6所示，第一电压监控模块4设有第一电压监控芯片UA2，第一电压监控芯片UA2设有第1引脚、第2引脚和第3引脚，第3引脚为输出端，第2引脚为输出端。第1引脚、第2引脚和第3引脚分别是 GND引脚、引脚和VCC引脚。GND引脚接地，VCC引脚与电阻 RE7连接后，与CD4051芯片UE4的第13引脚连接。VCC引脚与电容 CE6连接后接地。引脚与M430F149芯片UE2的端口P20连接。

第二电压监控模块5设有第二电压监控芯片UA3，第二电压监控芯片UA3设有第1引脚、第2引脚和第3引脚，第3引脚为输出端，第2 引脚为输入端。第1引脚、第2引脚和第3引脚分别是GND引脚、引脚和VCC引脚。GND引脚接地，VCC引脚与电阻RE8连接后，与电子开关CD4051芯片UE4的第14引脚连接。VCC引脚与电容CE7连接后接地。引脚与M430F149芯片UE2的端口P21连接。

第三电压监控模块6设有第三电压监控芯片UA4，第三电压监控芯片UA4设有第1引脚、第2引脚和第3引脚，第3引脚为输出端，第2 引脚为输出端。第1引脚、第2引脚和第3引脚分别是GND引脚、引脚和VCC引脚。GND引脚接地，VCC引脚与电阻RE9连接后，与电子开关CD4051芯片UE4的第15引脚连接。VCC引脚与电容CE8连接后接地。引脚与M430F149芯片UE2的端口P22连接。

第一电压监控芯片UA2、第二电压监控芯片UA3和第三电压监控芯片UA4为不同电压阈值的SGM809芯片，其电压阈值分别为3.08V、 2.93V、2.63V。电阻RE7-RE9为限流电阻，电阻CE6-CE8为去耦电容。

本实施例通过3个不同电压阈值(3.08V、2.93V、2.63V)的电压监控芯片SGM809芯片来监控电池的3个点的电压，SGM809工作原理是当电压低于阈值时会产生一个由高到低的电平跳变信号。MSP430F149 芯片UE2的端口P20、P21、P22用来接收高低电平，利用中断来监控 SGM809的输出状态，一旦电压值低于阈值时，产生中断，来判断电池的电量是否低于阈值。

当电池电量低于3.08V时，中断产生，通过单片机的任意4个IO口采用SPI通讯连接到12864液晶屏显示电池电量掉了一格，然后通过电子开关CD4051芯片UE4将SGM809芯片(3.08V)的电源关闭，等待SGM809芯片(2.93V)来产生中断，同理SGM809芯片(2.63V)。3 个SGM809芯片的运行功耗为5-6UA，电子开关的运行功耗为5-8UA。采用内置AD转换方法，需要定时采样采集，功耗大于300UA，加上外部匹配的电路的功耗整体功耗要远大于本实施例。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。