一种便携式气体检测仪电池省电电路的制作方法

文档序号:14938569发布日期:2018-07-13 19:54阅读:316来源:国知局

本实用新型涉及气体检测技术领域,特别涉及一种便携式气体检测仪电池省电电路。



背景技术:

现在很多便携式气体检测仪使用锂电池供电,使用微控制器通过ADC模数转换来检测电池的电压,以得到电池电量。而电池电压3.7V左右,微控制器模数转换最大电压一般为3V左右,这时需要2个电阻将电池电压分压再检测。如图1所示,电池BT1的两端分别与电阻R5的一端和电阻R6的一端连接,电阻R5和电阻R6的阻值为10KΩ,电阻R5的另一端和电阻R6的另一端连接后接检测电池电压的电路,在使用时,电阻R5和电阻R6与电池BT1形成了回路,这样就会增加一部分电流从电池正极流向负极。在气体检测仪开机使用时这个电流(一百多uA)相对总电流(一般几十到一百多mA)来说很小,但是气体检测仪在关机状态下(关机是检测仪进入到一种低功耗状态,并不是完全的断电),关机状态下总电流(除去分压电阻电流后100uA左右)比较小,这个电流就相对比较大了。便携式气体检测仪大部分时间是在关机状态下,开机检测的时间占比非常小,有的甚至是放在那备用,长时间不开机。仪器长时间放置又不定期充电,很容易电量耗尽,甚至电池损坏。如果把分压电阻R5或R6的阻值提高特别多,则会影响模数转换的速度,也会影响转换的准确度。



技术实现要素:

本实用新型提出一种便携式气体检测仪电池省电电路,在保证电池电压检测准确度的同时,大大降低在关机状态下仪器的耗电量,延长电池使用寿命,降低电池耗尽及损坏的概率,结构简单,使用方便。

本实用新型的技术方案是这样实现的:

一种便携式气体检测仪电池省电电路,包括第一电阻R1,第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、NPN型三极管Q1和PNP型三极管,所述第一电阻 R1的一端与NPN型三极管Q1的基极连接,NPN型三极管Q1的发射极接地, NPN型三极管Q1的集电极接第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端接PNP 型三极管Q2的基极,PNP型三极管Q2的集电极与被测电池BT1的正极相连, PNP型三极管Q2的发射极与第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端连接,第四电阻R4的另一端与被测电池BT1的负极连接后接地,电阻R1的另一端与微控制器的信号输出端连接;所述电阻R3的阻值为15KΩ~150KΩ,所述电阻R4的阻值为15KΩ~150KΩ。

进一步的技术方案,所述电阻R3的阻值为100KΩ。

进一步的技术方案,所述电阻R4的阻值为100KΩ。

进一步的技术方案,所述电阻R1的阻值为100KΩ。

进一步的技术方案,所述电阻R2的阻值为100KΩ。

本实用新型的有益效果是:本实用新型适度加大了分压电阻R3和R4阻值下,还使用2个三极管Q1、Q2和2个电阻R1、R2,通过控制电池电压采样电路的通断来减少电流;本实用新型使用了较少的器件和微控制器I/O接口,使得便携式气体检测仪在关机状态下,节省了较多的电量;使仪器在关机状态下放置时间大大提高,极大地减小了电池放置耗尽损坏的概率;本实用结构简单,易于实现,使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为改进前的电路原理图;

图2为本实用新型的结构原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,本实用新型提出的一种便携式气体检测仪电池省电电路,包括第一电阻R1,第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、NPN型三极管Q1 和PNP型三极管,第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4的阻值均为100KΩ。第一电阻R1的一端与NPN型三极管Q1的基极连接,NPN 型三极管Q1的发射极接地,NPN型三极管Q1的集电极接第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端接PNP型三极管Q2的基极,PNP型三极管Q2的集电极与被测电池BT1的正极相连,PNP型三极管Q2的发射极与第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端连接,第四电阻R4的另一端与被测电池BT1的负极连接后接地,电阻R1的另一端与微控制器的信号输出端连接;电阻R3的阻值为15KΩ~150KΩ,电阻R4的阻值为15KΩ~150K Ω。第三电阻R3和第四电阻R4之间为电压检测点CH4。

本实用新型的原理是:本实用新型除了适度加大分压电阻R3和R4阻值外 (从10K提高到100K),还使用2个三极管Q1、Q2和2个电阻R1、R2,通过控制电池电压采样电路的通断来减少电流。当便携式气体检测仪正常开机使用时,微控制器控制的PB7端口输出为高电平,Q2的E极和C极导通,仪器可以连续的检测CH4点的电压值,流经分压电阻R3、R4的电流约20uA;当关机后,PB7输出为低电平,Q2的E极和C极关断,这样流经分压电阻的电流就接近0。

以PG810复合式气体检测仪为例,如果使用两个10KΩ的分压电阻,总的关机电流大约300μA;提高2个分压电阻阻值到100KΩ后,总的关机电流大约120μA;加入关断电路后总的关机电流大约100μA。总电量为3000mAH的锂电池,假设在剩余1500mAH的电量下进行关机放置,三种情况可以放置的时间分别为208天、520天、625天;假设在剩余1000mAH的电量下进行关机放置,可以放置的时间分别为139天、347天、417天。最终改良后放置时间提高到了原来的3倍,即使相对于较高分压电阻的电路也提高了20%。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明,但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本实用新型的保护范围内。

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