电量显示电路的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电量显示电路。


背景技术：

[0002]
锂电池在日常使用中需要对电池的电量进行显示。常用的电量显示电路如图1所示，包括若干由电阻、稳压管和指示灯串联组成的电路连接在电池两端，当电池电压升高时，稳压管击穿，指示灯点亮。选择合适的稳压管的稳压值，就可以得到不同的电池电量显示值。但这种电路存在缺点，电量显示值受稳压管限制，很难精准显示电池电量，特别是充电时需要动态显示如指示灯闪亮，该电路显示电路无法做到。锂电池在使用时，都会有保护芯片存在，如果将电量显示电路集成在芯片内部，那么上述缺点将迎刃而解，但又产生另一个问题，数个指示灯需要有多个引脚提供支持，而集成电路的引脚资源是芯片设计时首要考量的问题，因为芯片引脚的多少直接关系到芯片的成本以及使用时的实际价值。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型主要是解决了常用电量显示电路不能精准显示电池电量，以及常用电量显示电路集成到芯片内部后需要多个引脚支持，增加成本，实际价值低的问题，提供了一种电量显示电路。
[0004]
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电量显示电路，包括电池组、电压电流转换单元和电量显示单元；
[0005]
电压电流转换单元，包括对应电量显示阶段的若干比较器、若干触发信号子电路、为各比较器提供不同基准电压的基准子电路，
[0006]
各比较器的正向输入端分别连接在电池组的正极端，各比较器的反向输入端分别连接到基准子电路对应分压点，
[0007]
各触发信号子电路相并接，并接后电路一端连接电源，另一端作为电压电流转换单元信号输出端，各触发信号子电路包括控制其工作的第一控制开关，各比较器的输出端分别连接至对应第一控制开关的控制端；
[0008]
电量显示单元，包括对应电量显示阶段的若干显示子电路、为各显示子电路提供不同控制电压的分压子电路，
[0009]
各显示子电路包括控制其工作的第二控制开关，第二控制开关分别连接至分压子电路对应分压点，电压电流转换单元信号输出端与分压子电路的输入端连接。
[0010]
本实用新型通过检测充电时电池组电压，在达到设定的充电电量阶段时输出控制信号到电路显示单元，控制相应显示子电路工作即将指示灯点亮。电池组每充电到一个阶段，点亮对应指示灯，使得能够精准显示电池组电量。本实用新型将电路设计成相应的电压电流转换单元和电量显示单元两部分，电压电流转换单元通过一个信号输出端实现对电路显示单元进行闪亮控制，便于将电压电流转换单元集成到集成芯片中，由于只有一个信号输出端，集成后只需提供一个引脚，减少了集成芯片的制造成本，提高了使用价值。
[0011]
本方案中基准子电路具有多个分压点，能够提供不同的基准电压，各比较器的反向输入端分别连接到对应的分压点获取相应的基准电压，通过与电池充电电压进行比较由比较器控制其对应的触发信号子电路导通工作，形成控制信号发送至电量显示单元。电量显示单元包括对应电量显示阶段的若干显示子电路，以及分压子电路，分压子电路具有多个分压点，为对应第二控制开关提供控制电压，控制信号经过分压子电路后对各第二控制开关进行通断控制，每当电池组充电到一个阶段，对应的第二控制开关受控制信号控制进行导通，则对应的显示子电路进行工作，即对应的指示灯进行点亮。
[0012]
作为一种优选方案，所述比较器根据设定的电量显示阶段包括对应数量的比较器bg1
…
bgn。
[0013]
作为一种优选方案，所述基准子电路包括基准电压源e0、对应电量显示等级的电阻re1
…
ren，电阻re1
…
ren相串联，串联后电路连接在基准电压源e0两端，基准电压源e0负极连接电池组负极端，比较器bgk的反向输入端连接在电阻rek与基准电压源e0正极相连的一端上，其中k=1
…
n。
[0014]
本方案中基准子电路为各比较器提供基准电压，电阻re1
…
ren相串联，串联后电路两端分别连接基准电压源两端，各电阻的端点形成分压点。其中电阻re1和电阻ren作为串联后电路的两端电阻，电阻re1一端连接基准电压源正极，电阻re1另一端连接电阻re2一端，电阻ren一端连接基准电压源负极，电阻ren另一端连接电阻ren-1一端。电阻rek与基准电压源e0正极相连的一端，即电阻rek直接与基准电压源e0正极相连的一端或是通过串联电阻后与基准电压源e0正极相连的一端。
[0015]
作为一种优选方案，所述触发信号子电路包括mos管qk、电阻rhk，其中k=1
…
n，第一控制开关为mos管qk，电阻rhk的一端连接电源，电阻rhk的另一端连接mos管qk的源极，mos管qk的漏极连接至电压电流转换单元信号输出端，mos管qk的栅极连接比较器bgk的输出端。本方案中mos管作为第一控制开关，控制触发信号子电路的通断，在电池组充电到一个阶段，对应比较器发送信号到对应的第一控制开关，使得对应的触发信号子电路导通，发送控制信号到电量显示单元。
[0016]
作为一种优选方案，所述触发信号子电路包括mos管qk、恒流源idk，其中k=1
…
n，第一控制开关为mos管qk，恒流源idk正极连接电源，恒流源idk负极连接mos管qk源极，mos管qk漏极连接至电压电流转换单元信号输出端，mos管qk栅极连接比较器bgk的输出端。本方案中电压通过恒流源后连接至mos管，提供恒定电流，mos管作为第一控制开关，控制触发信号子电路的通断，在电池组充电到一个阶段，对应比较器发送信号到对应的第一控制开关，使得对应的触发信号子电路导通，发送控制信号到电量显示单元。
[0017]
作为一种优选方案，所述分压子电路包括对应电量显示阶段的电阻rf1
…
rfn，电阻rf1
…
rfn相串联，串联后的电路一端作为电量显示电路的输入端与电压电流转换电路信号输出端连接，串联后的电路另一端接地。本方案中分压电路的电阻数量根据电量显示阶段进行设定，电阻相串联，电阻的端点形成分压点。具体的，电阻rf1
…
rfn相串联成一个串联电路，其中电阻rf1和电阻rfn为串联电路两端的电阻，电阻rf1电阻一端与电压电流转换电路信号输出端连接，电阻rf1另一端与电阻rf2一端连接，电阻rfn一端接地，电阻rfn另一端与电阻rfn-1连接。
[0018]
作为一种优选方案，所述显示子电路包括电阻rlk、发光二极管ledk、mos管gk，其
中k=1
…
n，第二控制开关为mos管gk，电阻rlk一端连接电源，电阻rlk另一端连接发光二极管ledk正极，发光二极管ledk负极连接mos管gk漏极，mos管gk源极接地，mos管gk栅极连接在电阻rfk与电路显示电路输入端相连的一端上。本方案显示子电路数量对应电路显示阶段，当充电到一个阶段时，对应阶段的显示子电路mos管gk检测到栅极电压达到导通要求，mos管gk导通，则其所在的显示子电路导通，发光二极管进行闪亮。其中电阻rfk与电路显示电路输入端相连的一端为直接与电路显示电路输入端连接的一端或是通过串联其他电阻后与电路显示电路输入端连接的一端。
[0019]
作为一种优选方案，所述电流显示单元还包括振荡器h，振荡器h连接在电压电流转换单元信号输出端上。本方案中各触发信号子电路并接后通过连接振荡器再连接至信号输出端，信号输出端与电量显示单元连接，通过振荡器的作用电路显示单元的指示灯能够进行闪亮，使得电池组充电时能够动态显示电量。
[0020]
作为一种优选方案，所述显示子电路还包括振荡器hk，其中k=1
…
n，振荡器hk的一端与mos管qk漏极端相连，振荡器hk的另一端接至电压电流转换单元信号输出端。本方案在各触发信号子电路上都连接振荡器，在触发信号子电路导通后，信号经过振荡器传送至信号输出端，信号输出端与电量显示单元连接，通过振荡器的作用电路显示单元的指示灯能够进行闪亮，使得电池组充电时能够动态显示电量。
[0021]
作为一种优选方案，所述电压电流转换电路集成在集成芯片内，电压电流转换电路信号输出端形成集成芯片一个引脚。本方案中电压电流转换电路集成在集成芯片内，其信号输出只需要一个引脚，减少了成本。
[0022]
因此，本实用新型的优点是：
[0023]
1.采用比较器对电池充电时电压进行比较检测，在达到设定电压时控制对应的指示灯点亮，使得能精准显示电池电量。
[0024]
2.通过振荡器的作用指示灯能够进行闪亮，使得电池组充电时能够动态显示电路。
[0025]
3.电压电流转换电路只有一个信号输出端，集成到芯片内部后只需提供一个引脚支持，减少了集成芯片的制造成本，提高了实际使用价值。
附图说明
[0026]
图1是现有技术中常用的电量显示电路的一种电路结构示意图；
[0027]
图2是本实用新型一种电路结构示意图；
[0028]
图3是本实用新型第二种电路结构示意图。
[0029]
1-电压电流转换单元 2-电量显示单元 3-触发信号子电路 4-基准子电路 5-显示子电路 6-分压子电路 7-比较器。
具体实施方式
[0030]
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0031]
实施例1：
[0032]
本实施例一种电量显示电路，如图2所示，包括电池组b、电压电流转换单元1和电量显示单元2。电池组由若干电池b1
…
bn串联构成，电池组在充电时，电池组正极连接电源，
负极接地。电压电流转换单元1包括对应电量显示阶段的若干比较器7、若干触发信号子电路3、为各比较器提供不同基准电压的基准子电路4。各比较器的正向输入端分别连接在电池组b的正极，各比较器的反向输入端分别连接到基准子电路上对应分压点。各触发信号子电路相并接，并接后电路一端连接电源，另一端连接振荡器一端，振荡器另一端作为电压电流转换单元信号输出端。各触发信号子电路包括控制其工作的第一控制开关，各比较器的输出端分别连接至对应第一控制开关的控制端。电量显示单元2包括对应电量显示阶段的若干显示子电路5、为各显示子电路提供不同控制电压的分压子电路6，各显示子电路包括控制其工作的第二控制开关，第二控制开关分别连接至分压子电路上对应的分压点，电压电流转换单元信号输出端与分压子电路的输入端连接。另外电压电流转换单元集成在集成芯片中，电压电流转换单元采用一个信号输出端，集成后只需要一个引脚支持，连接到电量显示单元。
[0033]
下面对电路显示电路的具体结构展开说明，电路显示电路将电池充电电量分成n个阶段进行显示，则电压电流转换单元具有有n个比较器7，对应比较器具有n个触发信号子电路3，电量显示单元对应具有n个显示子电路。
[0034]
如图2所示，比较器包括比较器bg1
…
bgn，比较器包括正向输入端 、反向输入端和输出端。
[0035]
基准子电路包括基准电压源e0、对应电量显示等级的电阻re1
…
ren，电阻re1
…
ren相串联，串联后电路连接在基准电压源e0两端，具体的，电阻re1和电阻ren为串联后电路两端的电阻，电阻re1一端作为串联后电路输入端连接基准电压源正极，电阻ren的一端作为串联后电路输出端连接基准电压源负极。基准电压源e0负极连接电池组负极端，比较器bgk的反向输入端连接在电阻rek与基准电压源e0正极相连的一端上，其中k=1
…
n，如图2中所示，比较器bg1的反向输入端连接在电阻re1和电阻re2之间连接点上，其他比较器反向输入端连接结构以此类推，也是连接在对应的两个电阻之间，比较器bgn的反向输入端连接在电阻ren与基准电压源e0的正极之间连接点。
[0036]
触发信号子电路包括mos管qk、电阻rhk，其中k=1
…
n，其中第一控制开关为mos管qk。电阻rhk的一端连接电源，电阻rhk的另一端连接mos管qk的源极，mos管qk的漏极连接至振荡器的一端，振荡器另一端连接至电压电流转换单元信号输出端，mos管qk的栅极连接比较器bgk的输出端。另外触发信号子电路中的电阻rhk可以用恒流源idn进行代替。
[0037]
分压子电路包括对应电量显示阶段的电阻rf1
…
rfn，电阻rf1
…
rfn相串联，两个电阻之间的点形成分压点。串联后的电路一端作为电路显示电路的输入端与电压电流转换电路信号输出端连接，串联后的电路另一端接地。具体的，电阻rf1和电阻rfn为串联电路两端的电阻，电阻rf1电阻一端形成串联后电路的输入端，电阻rfn一端形成接地。
[0038]
显示子电路包括电阻rlk、发光二极管ledk、mos管gk，其中k=1
…
n，第二控制开关为mos管gk，电阻rlk一端连接电源，电阻rlk另一端连接发光二极管ledk正极，发光二极管ledk负极连接mos管gk漏极，mos管gk源极接地，mos管gk栅极连接在电阻rfk与电路显示电路输入端相连的一端上，具体的如图2中所示，mos管g1的栅极连接在电阻rf1与电流显示单元输入端之间连接点上，mos管g2的栅极连接在电阻rf1与电阻rf2之间连接点上（图中未示出），连接结构以此类推，mos管gn的栅极连接在电阻rfn-1和电阻rfn之间连接点上。
[0039]
电池组进行充电时，电池组正极电压升高，当比较器bg1正向输入端的电压达到反
向输入端电压值时，比较器bg1输出端输出高电平到mos管q1，mos管q1导通，则其所在的信号触发子电路导通，信号触发子电路输出的控制信号通过振荡器后进入电量显示单元，在电路显示单元内经过分压子电路到达mos管gn栅极，其中mos管g1栅极电压达到开启电压，mos管g1导通，其所在的显示子电路导通，发光二极管led1进行闪亮，动态显示充电电池当前电量。当电池组正极电压继续升高，然后比较器bg2正向输入端电压达到反向输入电压值时，按上述相应步骤，直到发光二极管led2进行闪亮，以此类推，在充电过程中发光二极管ledn逐个闪亮，动态对充电电池的电量进行显示。
[0040]
实施例2：
[0041]
本实施例给出了第二种电量显示电路，如图3所示，与实施例1不同的地方在于电压电流转换单元内取消了原有的振荡器h，触发信号子电路包括mos管qk、恒流源idk，振荡器hk，其中k=1
…
n，恒流源idk正极连接电源，恒流源idk负极连接mos管qk源极，mos管qk漏极连接振荡器h输入端，振荡器hk输出端连接至电压电流转换单元信号输出端，mos管qk栅极连接比较器bgk的输出端，另外该恒流源idk也可以采用电阻。这样在每个触发信号子电路中增加振荡器，在触发信号子电路导通时，控制信号直接通过其振荡器调整输出至电压电流转换单元信号输出端，同样的各触发信号子电路是并接后连接至电压电流转换单元信号输出端，只有一个信号输出端。实施例2中的其他结构与实施例1中一样。
[0042]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0043]
尽管本文较多地使用了电压电流转换单元、电量显示单元、触发信号子电路、基准子电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。