CN102683762A - 充电电池充放电保护方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池充放电保护方法，包括S1、根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；S2、将采样值与设定最小值比较，如采样值小于设定最小值则删除采样值，如采样值大于设定最小值，则到步骤S3；S3、将采样值与设定最大值比较，如采样值大于设定最大值则删除采样值，如采样值小于设定最大值，则到步骤S4；S4、对采样值进行取平均处理，得到平均采样值；S5、将平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；S6、根据比较结果对充电电池进行保护或者充放电操作。本发明还涉及一种电池充电保护电路，采用本发明通过删除异常值减小或去除偶然因素或硬件引起的波动对充电电池充放电的影响。

Description

充电电池充放电保护方法及电路

技术领域

本发明涉及电路应用领域，更具体地说，涉及一种充电电池充放电保护方法及电路。

背景技术

随着社会的发展，现在的手电特别是LED手电的电源都是采用充电电池，因此为了保证充电电池的持久耐用，充电电池都配有相应的充电保护电路，现在的充电保护电路一般都设置有最大充电保护电压和最小放电保护电压，通过检测充电电池的电压与保护电压的差值来实现充放电保护。但是对电池电压进行是否大于充电保护电压或是否小于放电保护电压的判定时，容易受到偶然因素或者硬件引起的波动的影响，造成误判，从而造成错误的接通充电电源或断开充电电源。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的充电保护电路的充电保护和放电保护判定容易受到偶然因素或硬件影响的缺陷，提供一种通过删除异常值减小或去除偶然因素或硬件引起的波动的影响的充电电池充放电保护方法及电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电池充放电保护方法，包括步骤：S1、根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；S2、将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值，返回步骤S1，如所述采样值大于所述设定最小值，则到步骤S3；S3、将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值，返回步骤S1，如所述采样值小于所述设定最大值，则到步骤S4；S4、对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；S5、将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；S6、根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作。

在本发明所述的电池充放电保护方法中，所述步骤S4为对设定数量或设定时间内的采样值进行取平均处理，得到平均采样值。

在本发明所述的电池充放电保护方法中，所述步骤S1之前包括步骤：S0、设定所述采样时间间隔、所述设定最小值以及所述设定最大值。

在本发明所述的电池充放电保护方法中，所述步骤S6为：如比较结果为所述平均采样值大于所述充电保护电压，则进行充电保护操作，如比较结果为所述平均采样值小于所述放电保护电压，则进行放电保护操作，如比较结果为其他情况，则进行正常的充放电操作。

在本发明所述的电池充放电保护方法中，所述步骤S6之后还包括步骤：S7、使用LED对所述充电电池的所述充电保护操作、所述放电保护操作以及所述正常的充放电操作进行提示。

本发明还构造一种电池充放电保护电路，其中包括：采样单元：用于根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；第一异常值去除单元：用于将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值；第二异常值去除单元：用于将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值；采样值处理单元：用于对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；比较单元：用于将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；以及输出单元：用于根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作。

在本发明所述的电池充放电保护电路中，所述采样值处理单元用于对设定数量或设定时间内的采样值进行取平均处理，得到平均采样值。

在本发明所述的电池充放电保护电路中，所述电池充放电保护电路还包括：设定单元：用于设定所述采样时间间隔、所述设定最小值以及所述设定最大值。

在本发明所述的电池充放电保护电路中，如比较结果为所述平均采样值大于所述充电保护电压，则所述输出单元进行充电保护操作，如比较结果为所述平均采样值小于所述放电保护电压，则所述输出单元进行放电保护操作，如比较结果为其他情况，则所述输出单元进行正常的充放电操作。

在本发明所述的电池充放电保护电路中，所述电池充放电保护电路还包括：LED提示单元：用于使用LED对所述充电电池的所述充电保护操作、所述放电保护操作以及所述正常的充放电操作进行提示。

实施本发明的充电电池充放电保护方法及电路，具有以下有益效果：通过删除异常值减小或去除偶然因素或硬件引起的波动的影响，避免了现有技术的充电保护电路的充电保护和放电保护判定容易受到偶然因素或硬件影响的缺陷。

使用平均采样值进行充放电保护判断，使得判断结果更加准确。事先设定采样时间间隔、设定最小值以及设定最大值可以对不同的充电电池实现相应的充放电保护判断。根据比较结果对充电电池采用不同的保护操作。使用LED进行操作提示使得用户对充电电池的状态得到更加直观的了解。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的充电电池充放电保护方法的第一优选实施例的流程图；

图2是本发明的充电电池充放电保护方法的第二优选实施例的流程图；

图3是本发明的充电电池充放电保护方法的第三优选实施例的流程图；

图4是本发明的充电电池充放电保护方法的第四优选实施例的流程图；

图5是本发明的充电电池充放电保护方法的第五优选实施例的流程图；

图6是本发明的充电电池充放电保护电路的第一优选实施例的结构示意图；

图7是本发明的充电电池充放电保护电路的第二优选实施例的结构示意图；

图8是本发明的充电电池充放电保护电路的第三优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在图1所示的本发明的充电电池充放电保护方法的第一优选实施例的流程图中，所述充电电池充放电保护方法开始于步骤100，随后到下一步101，根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；随后到下一步102，将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值，返回步骤101，如所述采样值大于所述设定最小值，则到步骤103；随后到下一步103，将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值，返回步骤101，如所述采样值小于所述设定最大值，则到步骤104；随后到下一步104，对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；随后到下一步105，将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；随后到下一步106，根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作；最终方法结束于步骤107。采用本发明的充电电池充放电保护方法，以一定的采样时间间隔采集充电电池的电压值，由于外界偶然的因素或者硬件的干扰会造成采集到的电压值偏离充电电池的实际电压值，由于外界或硬件的干扰比较大，采集到的电压值会比较大的偏离实际电压值，与充电电池的实际波动值有区别，因此可以设置一个设定最小值和设定最大值，采集到的电压值如果小于设定最小值或者大于设定最大值即发生了异常的波动，认为这个采样值无效，应该删除，这样可以有效的将采集的异常值最大限度的删除掉；随后对获取的采样值进行取平均处理得到平均采样值，最后通过对平均采样值的判定确定进行保护操作或者充放电操作。本发明的充电电池充放电保护方法通过删除异常值减小或去除偶然因素或硬件引起的波动的影响，避免了现有技术的充电保护电路的充电保护和放电保护判定容易受到偶然因素或硬件影响的缺陷。

在图2所示的本发明的充电电池充放电保护方法的第二优选实施例的流程图中，所述充电电池充放电保护方法开始于步骤200，随后到下一步201，根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；随后到下一步202，将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值，返回步骤201，如所述采样值大于所述设定最小值，则到步骤203；随后到下一步203，将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值，返回步骤201，如所述采样值小于所述设定最大值，则到步骤204；随后到下一步204，对设定数量或设定时间内的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；随后到下一步205，将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；随后到下一步206，根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作；最终方法结束于步骤207。可以是对设定数量或设定时间内的采样值进行处理，如选择设定数量，则对10个或者20个采样值进行取平均处理，而不管中间由于异常检测删除了多少采样值，这样取得的采样平均值更加准确但是得到平均采样值的时间不一；如选择设定时间内，则可以保证得到平均采样值的时间相同，但是设定时间内可能只获取很少的采样值进行取平均处理，可能造成采样平均值准确度不高。用户可以根据自己的需要选择合适的平均采样值的获取方法。

在图3所示的本发明的充电电池充放电保护方法的第三优选实施例的流程图中，所述充电电池充放电保护方法开始于步骤300，随后到下一步301，设定所述采样时间间隔、所述设定最小值以及所述设定最大值；随后到下一步302，根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；随后到下一步303，将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值，返回步骤302，如所述采样值大于所述设定最小值，则到步骤304；随后到下一步304，将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值，返回步骤302，如所述采样值小于所述设定最大值，则到步骤305；随后到下一步305，对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；随后到下一步306，将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；随后到下一步307，根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作；最终方法结束于步骤308。事先设定采样时间间隔、设定最小值以及设定最大值可以对不同的充电电池实现相应的充放电保护判断。如更换了不同的充电电池，即要对设定最小值和设定最大值进行重新设定以符合现在充电电池的电压波动范围；如用户认为采样频率太低使得经常发生过充过放的问题，可以将采样时间间隔缩短使得对过充过放的判定更加及时。

在图4所示的本发明的充电电池充放电保护方法的第四优选实施例的流程图中，所述充电电池充放电保护方法开始于步骤400，随后到下一步401，根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；随后到下一步402，将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值，返回步骤401，如所述采样值大于所述设定最小值，则到步骤403；随后到下一步403，将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值，返回步骤401，如所述采样值小于所述设定最大值，则到步骤404；随后到下一步404，对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；随后到下一步405，将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；随后到下一步406，如比较结果为所述平均采样值大于所述充电保护电压，则进行充电保护操作，如比较结果为所述平均采样值小于所述放电保护电压，则进行放电保护操作，如比较结果为其他情况，则进行正常的充放电操作；最终方法结束于步骤407。根据比较结果在不影响充电电池的正常使用的情况下对充电电池采用不同的保护操作，其中充电保护电压与设定最大值相应，放电保护电压与设定最小值相应。

在图5所示的本发明的充电电池充放电保护方法的第五优选实施例的流程图中，所述充电电池充放电保护方法开始于步骤500，随后到下一步501，根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；随后到下一步502，将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值，返回步骤501，如所述采样值大于所述设定最小值，则到步骤503；随后到下一步503，将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值，返回步骤501，如所述采样值小于所述设定最大值，则到步骤504；随后到下一步504，对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；随后到下一步505，将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；随后到下一步506，根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作；随后到下一步507，使用LED对所述充电电池的所述充电保护操作、所述放电保护操作以及所述正常的充放电操作进行提示；最终方法结束于步骤508。使用LED进行操作提示使得用户对充电电池的状态得到更加直观的了解，例如当进行充电保护时可以使用LED长闪烁，当进行放电保护时可以使用LED短闪烁，充电电池正常使用时可以LED常亮，LED的提示方式可以事先设定，用户通过观察LED的状态快速的得知充电电池正处于什么状态。

本发明还涉及一种电池充放电保护电路，如图6所示的本发明的充电电池充放电保护电路的第一优选实施例的结构示意图中，所述电池充放电保护电路包括采样单元1、第一异常值去除单元2、第二异常值去除单元3、采样值处理单元4、比较单元5以及输出单元6，采样单元1用于根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；第一异常值去除单元2用于将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值；第二异常值去除单元3用于将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值；采样值处理单元4用于对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；比较单元5用于将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；输出单元6用于根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作。采用本发明的充电电池充放电保护电路，采样单元1以一定的采样时间间隔采集充电电池的电压值，由于外界偶然的因素或者硬件的干扰会造成采集到的电压值偏离充电电池的实际电压值，由于外界或硬件的干扰比较大，采集到的电压值会比较大的偏离实际电压值，与充电电池的实际波动值有区别，因此可以设置一个设定最小值和设定最大值，采集到的电压值如果小于设定最小值或者大于设定最大值即发生了异常的波动，认为这个采样值无效，第一异常值去除单元2和第二异常值去除单元3将其删除，这样可以有效的将采集的异常值最大限度的删除掉；随后采样值处理单元4对获取的采样值进行取平均处理得到平均采样值，最后比较单元5通过对平均采样值的判定确定输出单元6进行保护操作或者充放电操作。本发明的充电电池充放电保护方法通过删除异常值减小或去除偶然因素或硬件引起的波动的影响，避免了现有技术的充电保护电路的充电保护和放电保护判定容易受到偶然因素或硬件影响的缺陷。

作为本发明的电池充放电保护电路的优选实施例，所述采样值处理单元4用于对设定数量或设定时间内的采样值进行取平均处理，得到平均采样值。采样值处理单元4可以是对设定数量或设定时间内的采样值进行处理，如选择设定数量，则对10个或者20个采样值进行取平均处理，而不管中间由于异常检测删除了多少采样值，这样取得的采样平均值更加准确但是得到平均采样值的时间不一；如选择设定时间内，则可以保证得到平均采样值的时间相同，但是设定时间内可能只获取很少的采样值进行取平均处理，可能造成采样平均值准确度不高。用户可以根据自己的需要选择合适的平均采样值的获取方法。

如图7所示的本发明的充电电池充放电保护电路的第二优选实施例的结构示意图中，所述电池充放电保护电路还包括设定单元7，设定单元7用于设定所述采样时间间隔、所述设定最小值以及所述设定最大值。设定单元7事先设定采样时间间隔、设定最小值以及设定最大值可以对不同的充电电池实现相应的充放电保护判断。如更换了不同的充电电池，设定单元7即要对设定最小值和设定最大值进行重新设定以符合现在充电电池的电压波动范围；如用户认为采样频率太低使得经常发生过充过放的问题，设定单元7可以将采样时间间隔缩短使得对过充过放的判定更加及时。

作为本发明的电池充放电保护电路的优选实施例，如比较结果为所述平均采样值大于所述充电保护电压，则所述输出单元6进行充电保护操作，如比较结果为所述平均采样值小于所述放电保护电压，则所述输出单元6进行放电保护操作，如比较结果为其他情况，则所述输出单元6进行正常的充放电操作。根据比较结果在不影响充电电池的正常使用的情况下对充电电池采用不同的保护操作，其中充电保护电压与设定最大值相应，放电保护电压与设定最小值相应。

如图8所示的本发明的充电电池充放电保护电路的第三优选实施例的结构示意图中，所述电池充放电保护电路还包括LED提示单元8，LED提示单元8用于使用LED对所述充电电池的所述充电保护操作、所述放电保护操作以及所述正常的充放电操作进行提示。使用LED提示单元8进行操作提示使得用户对充电电池的状态得到更加直观的了解，例如当进行充电保护时LED提示单元8可以LED长闪烁，当进行放电保护时LED提示单元8可以LED短闪烁，充电电池正常使用时LED提示单元8可以LED常亮，LED提示单元8的提示方式可以事先设定，用户通过观察LED的状态快速的得知充电电池正处于什么状态。

本发明的充电电池充放电保护方法及电路可针对手电筒LED电源的电压数据采样时外部原因所带来的波动干扰，手电筒LED电源一般是充电电池提供，充电电池在充满电时有一个最大值，充电电池放电到一定程度时设一个最小值(这个值由充电电池材质决定)。整个系统中都通过单片机控制，当单片机检测到最大值时，单片机发信号给充电保护模块，禁止外部给充电电池充电，对充电电池过充保护；当单片机检测到最小值时，关掉LED驱动模块，对充电电池过放动作。当手电筒LED电源电压处在这些值时，会产生报警操作，为避免外部的波动干扰所造成不必要的报警动作影响手电筒的正常工作，在电压数据采集时设定一个采集范围(一般这个采集范围大于最大值，小于最小值)，当采集到的电压数据超出此范围就去掉该值，当采集到的数据在此范围中时数据累加，数据总和除去采集次数就得出准确的采样平均值，通过该采样平均值驱动单片机进行控制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池充放电保护方法，其特征在于，包括步骤：

S1、根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；

S2、将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值，返回步骤S1，如所述采样值大于所述设定最小值，则到步骤S3；

S3、将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值，返回步骤S1，如所述采样值小于所述设定最大值，则到步骤S4；

S4、对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；

S5、将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；

S6、根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作。

2.根据权利要求1所述的电池充放电保护方法，其特征在于，所述步骤S4为对设定数量或设定时间内的采样值进行取平均处理，得到平均采样值。

3.根据权利要求1所述的电池充放电保护方法，其特征在于，所述步骤S1之前包括步骤：

S0、设定所述采样时间间隔、所述设定最小值以及所述设定最大值。

4.根据权利要求1所述的电池充放电保护方法，其特征在于，所述步骤S6为：如比较结果为所述平均采样值大于所述充电保护电压，则进行充电保护操作，如比较结果为所述平均采样值小于所述放电保护电压，则进行放电保护操作，如比较结果为其他情况，则进行正常的充放电操作。

5.根据权利要求1所述的电池充放电保护方法，其特征在于，所述步骤S6之后还包括步骤：

S7、使用LED对所述充电电池的所述充电保护操作、所述放电保护操作以及所述正常的充放电操作进行提示。

6.一种电池充放电保护电路，其特征在于，包括：

采样单元(1)：用于根据设定的采样时间间隔采样充电电池的输出电压值，得到采样值；

第一异常值去除单元(2)：用于将所述采样值与设定最小值比较，如所述采样值小于所述设定最小值，则删除所述采样值；

第二异常值去除单元(3)：用于将所述采样值与设定最大值比较，如所述采样值大于所述设定最大值，则删除所述采样值；

采样值处理单元(4)：用于对获取的采样值进行取平均处理，得到平均采样值；

比较单元(5)：用于将所述平均采样值分别与充电保护电压和放电保护电压比较，产生比较结果；以及

输出单元(6)：用于根据所述比较结果对所述充电电池进行保护或者充放电操作。

7.根据权利要求6所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述采样值处理单元(4)用于对设定数量或设定时间内的采样值进行取平均处理，得到平均采样值。

8.根据权利要求6所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述电池充放电保护电路还包括：

设定单元(7)：用于设定所述采样时间间隔、所述设定最小值以及所述设定最大值。

9.根据权利要求6所述的电池充放电保护电路，其特征在于，如比较结果为所述平均采样值大于所述充电保护电压，则所述输出单元(6)进行充电保护操作，如比较结果为所述平均采样值小于所述放电保护电压，则所述输出单元(6)进行放电保护操作，如比较结果为其他情况，则所述输出单元(6)进行正常的充放电操作。

10.根据权利要求6所述的电池充放电保护电路，其特征在于，所述电池充放电保护电路还包括：

LED提示单元(8)：用于使用LED对所述充电电池的所述充电保护操作、所述放电保护操作以及所述正常的充放电操作进行提示。

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