CN106840444B - 双电池温度检测电路与双电池充电控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双电池温度检测电路与双电池充电控制方法，其特征是：利用一根信号线对双电池的温度进行检测，为基于温度的控制提供温度数据；主要包括充电模块、电池组、电源管理模块、温度检测切换电路、主控模块和温度调节模块。所述充电模块负责对电池组进行充电；所述电源模块负责管理各模块的不同电压；所述温度检测切换电路实现对电池组温度信号的采集和切换。所述温度调节模块用于模拟电池温度。所述主控模块实现对信号的处理。所述双电池充电控制方法依据采集到的温度，对电池充电时实施分时充电。本发明解决了双电池在温度检测时需要占用两根引脚的弊端，能够精确的检测双电池的温度，并根据检测温度对电池充电过程进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于智能眼镜的双电池温度检测电路及双电池充电控制方法，属于智能可穿戴产品的电池温度检测技术领域。
背景技术
随着智能可穿戴产品的迅速发展，智能穿戴产品逐渐改变着人们的日常生活。本发明内容依托于一款可穿戴多功能智能眼镜，其配备蓝牙、Wi-Fi、GPS、显示屏和多运动传感器，具有极强的工业应用和娱乐性。面对强大的应用功能，对智能眼镜的功耗和电池的续航能力提出了更高的要求，并且考虑到智能眼镜的结构对称性，采用双电池对设备进行供电。
智能眼镜独特的佩戴方式，使得对电池发热问题的要求显得尤为重要。电池发热问题不仅影响产品的性能，而且直接影响用户的体验。加上其佩戴于人体的头部，使得其安全性是首要考虑的问题。对电池温度的检测大多利用负温度系数检测理论，电池供应商对电池内部采用NTC（Negative Temperature Coefficiant，负温度系数）检测技术，单独引出一个温度检测引脚供开发者使用。单电池温度检测方法比较简单，并且存在不同的检测方法。然而，针对双电池的温度检测方法较少，并且大多需要占用CPU的两个引脚，严重浪费硬件资源。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双电池温度检测电路与双电池充电控制方法，解决了双电池在温度检测时需要占用两根引脚的弊端，能够精确的检测出双电池的温度，而且能够根据检测温度对电池充电过程进行控制，为基于温度的控制提供温度数据。
按照本发明提供的技术方案，一种双电池温度检测电路，其特征是，主要包括充电模块、电池组、电源管理模块、温度检测切换电路、主控模块和温度调节模块，所述电池组包括第一电池和第二电池，第一电池和第二电池分别引出正输出引脚、负输出引脚和NTC温度检测引脚；
所述充电模块与电池组、主控模块连接，充电模块负责为电池组进行充电；
所述电源管理模块与温度检测切换电路、主控模块、温度调节模块连接，电源管理模块负责管理上述各模块的不同电压；
所述温度检测切换电路主要包括模拟开关，该模拟开关对外引出6根引脚，分别为供电电源线VCC、接地线GND、第一引脚B1、第二引脚B2、采集电池温度的片选线S和采集温度输出线A；所述供电电源线VCC与电源管理模块连接；所述第一引脚B1和第二引脚B2分别接第一电池和第二电池的NTC温度检测引脚，实现温度检测；所述采集电池温度的片选线S通过上拉电阻与主控模块连接，根据主控模块发出的控制线号实现对第一电池和第二电池的选择；所述采集温度输出线A和主控模块连接，采集温度输出线A负责将采集到的电池温度数据传送到主控模块中；
所述温度调节模块与主控模块、电源管理模块连接，温度调节模块用于模拟电池温度；
所述主控模块和电源管理模块、温度检测切换电路以及温度调节模块连接，主控模块主要提供电源管理模块的电压控制信号、温度检测切换电路中的采集电池的片选线S的切换条件和温度输出线A的检测温度信号、以及提供温度保护控制的控制信号。
进一步的，所述第一电池和第二电池分别安装在智能眼镜镜脚的尾部，第一电池和第二电池为智能眼镜提供电源。
进一步的，所述第一电池和第二电池自身具有过压保护、过放保护和短路保护。
进一步的，所述模拟开关采用SN74LVC1G3157DBV模拟开关。
进一步的，所述主控模块包括主控芯片OMAP4460。
进一步的，所述主控模块内部集成存储器。
所述双电池充电控制方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤S1：当判断第一电池需要充电时，充电模块对第一电池进行充电；
步骤S2：在对第一电池充电前和充电中判断电池温度是否超过额定最高温度如果未超过额定最高温度，通过调整充电模块的充电电流对第一电池充电；如果判断结果超过额定最高温度，将充电模块切换到第二电池，对第二电池进行充电；
步骤S3：当第一电池充满后，结束对第一电池的充电动作；
步骤S4：在对第二电池进行充电时，判断电池温度是否超过额定最高温度，如果未超过则对第二电池充电，如果超过则切换到第一电池进行充电。
进一步的，所述步骤S2和步骤S4的具体过程为：第一电池和第二电池的NTC温度检测引脚分别与温度检测切换电路的第一引脚B1和第二引脚B2连接，为温度检测切换电路提供温度检测电压值；由温度检测切换电路的采集温度输出线A将采集到的电池温度数据传送到主控模块中，主控模块实现对电压数据和温度数据的转换；主控模块根据切换获得到电池温度作为对第一电池或第二电池进行充电的判断依据。
进一步的，所述步骤S2和步骤S4获取的电池温度作为设备基于电池温度控制的数据，当电池温度高于额定最高温度或低于最低温度时，对设备实施关机操作。
本发明所述双电池温度检测与充电控制电路克服了双电池在温度检测时需要占用两根引脚的弊端，利用一根信号线就能实现双电池的温度检测，并且给出了根据检测温度对双电池充电控制的方法。本发明不仅能够精确的检测出双电池的温度，而且能够根据检测温度对电池充电过程进行控制，为基于温度的控制提供温度数据。
附图说明
图1为本发明所述双电池温度检测电路的框图。
图2为所述温度检测切换电路的示意图。
图3为基于温度检测的双电池充电控制流程图。
附图标记说明：1-充电模块、2-电池组、201-第一电池、202-第二电池、3-电源管理模块、4-温度检测切换电路、401-模拟开关、402-上拉电阻、5-主控模块、6-温度调节模块。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述双电池温度检测电路主要包括充电模块1、电池组2、电源管理模块3、温度检测切换电路4、主控模块5和温度调节模块6。
所述充电模块1和电池组2、主控模块5电连接，充电模块1主要负责为电池组2进行充电。
所述电源管理模块3和温度检测切换电路4、主控模块5、温度调节模块6电连接，电源管理模块3主要负责管理上述各模块的不同电压。
所述电池组2包括第一电池201和第二电池202，第一电池201和第二电池202分别安装在智能眼镜镜脚的尾部，第一电池201和第二电池202为整个智能眼镜提供电源。所述第一电池201和第二电池202采用规格相同的专用于可穿戴产品上的锂电池，具有体积小、质量轻和容量大的优点。所述第一电池201和第二电池202分别引出正输出引脚、负输出引脚和NTC温度检测引脚。所述第一电池201和第二电池202自身具有过压保护、过放保护和短路保护。所述第一电池201和第二电池202的NTC温度检测引脚分别连接到温度检测切换电路4的第一引脚B1和第二引脚B2，为温度检测切换电路4提供温度检测电压值。
所述温度检测切换电路4是本发明的创新电路，温度检测切换电路4采用SN74LVC1G3157DBV模拟开关401配备外设电子元器件，实现对智能眼镜双电池温度的检测。如图2所示，所述温度检测切换电路4主要包括SN74LVC1G3157DBV模拟开关401和10K上拉电阻402，该模拟开关401对模拟信号和数字信号都适用，对外引出6根引脚，分别为供电电源线VCC、接地线GND、第一引脚B1、第二引脚B2、采集电池温度的片选线S和采集温度输出线A。所述供电电源线VCC与电源管理模块3连接，由电源管理模块3提供1.8V的供电电压。所述第一引脚B1和第二引脚B2分别接第一电池201和第二电池202的NTC温度检测引脚的GPADC_IN10和GPADC_IN11，实现电池组2中第一电池201和第二电池202的温度检测。所述采集电池温度的片选线S为温度检测切换电路4的片选引脚，该采集电池温度的片选线S通过外接的上拉电阻402与主控模块5的BAT_NTC_S引脚相连，主要根据主控模块5发出的控制信号0/1来实现对第一电池201和第二电池202的选择。所述采集温度输出线A和主控模块5的GPADC_IN1引脚相连，负责将采集到的电池温度数据传送到主控模块5中，结合软件算法，实现对电压数据和温度数据的转换，并且为温度保护控制提供判断依据。
所述主控模块5是智能眼镜控制的核心模块，由主控芯片OMAP4460和外围电路构成，主要实现控制算法和对各种信号的处理。所述主控模块5和电源管理模块3、温度检测切换电路4以及温度调节模块6电连接。本发明实施例中主控模块5主要提供电源管理模块3的控制信号、温度检测切换电路4中的采集电池温度的片选线S的切换条件和采集温度检测切换电路4中温度输出引脚A的检测温度信号，以及提供温度保护控制的控制信号。
除此之外，所述主控模块5是软件应用程序运行的载体，内部集成Flash存储器，能够存储智能眼镜运行时的应用程序。本发明实施例中主要负责对采集到的电池温度电压值进行转化，使采集的电压值和实际温度相对应，并且提供温度检测切换电路4中采集电池温度的片选线S的切换条件。采集到的电压值换算成温度值采用查表的方式。本发明实施例中每秒钟分别采集20组第一电池201和第二电池202的温度电压值，选取最优值作为此时的电压值，然后通过查询录入的标准的NTC热敏电阻R/T对照表，换算成实际电池的温度，为基于温度的控制提供控制依据。
所述温度调节模块6和主控模块5、电源管理模块3电连接，温度调节模块6用于模拟电池温度，在软件开发过程中负责提供不同温度对应的电压值，有利于前期软件开发的调试工作。所述温度调节模块6不仅能够模拟软件算法开发时的温度电压值，而且在无电池插入时提供基准电压，保证CPU可以正常工作。所述温度调节模块6在产品投入应用时是处于未接入状态。
如图3所示，为基于温度检测的双电池充电控制流程图。所述智能眼镜的双电池充电控制方法主要过程如下：
当判断第一电池201需要充电时，充电模块1对第一电池201进行充电；
在对第一电池201充电前和充电中判断电池温度是否超过额定最高温度45℃，如果未超过额定最高温度，通过调整充电模块1的充电电流对第一电池201充电；如果判断结果超过额定最高温度，将充电模块1切换到第二电池202；
进一步的，当第一电池201充满后，就结束对第一电池201的充电动作。
类似地，在对第二电池202充电时，具有类似的控制策略。
除此之外，本发明还可以为基于电池温度的控制提供温度数据。例如在电池温度高于额定最高温度和低于额定最低温度时，对智能眼镜实施关机操作。
Claims (7)
1.一种双电池温度检测电路，其特征是：包括充电模块（1）、电池组（2）、电源管理模块（3）、温度检测切换电路（4）、主控模块（5）和温度调节模块（6），所述电池组（2）包括第一电池（201）和第二电池（202），第一电池（201）和第二电池（202）分别引出正输出引脚、负输出引脚和NTC温度检测引脚；
所述充电模块（1）与电池组（2）、主控模块（5）连接，充电模块（1）负责为电池组（2）进行充电；
所述电源管理模块（3）与温度检测切换电路（4）、主控模块（5）、温度调节模块（6）连接，电源管理模块（3）负责管理上述各模块的不同电压；
所述温度检测切换电路（4）主要包括模拟开关（401），该模拟开关（401）对外引出6根引脚，分别为供电电源线VCC、接地线GND、第一引脚B1、第二引脚B2、采集电池温度的片选线S和采集温度输出线A；所述供电电源线VCC与电源管理模块（3）连接；所述第一引脚B1和第二引脚B2分别接第一电池（201）和第二电池（202）的NTC温度检测引脚，实现温度检测；所述采集电池温度的片选线S通过上拉电阻（402）与主控模块（5）连接，根据主控模块（5）发出的控制线号实现对第一电池（201）和第二电池（202）的选择；所述采集温度输出线A和主控模块（5）连接，采集温度输出线A负责将采集到的电池温度数据传送到主控模块（5）中；
所述温度调节模块（6）与主控模块（5）、电源管理模块（3）连接，温度调节模块（6）用于模拟电池温度；
所述主控模块（5）和电源管理模块（3）、温度检测切换电路（4）以及温度调节模块（6）连接，主控模块（5）主要提供电源管理模块（3）的电压控制信号、温度检测切换电路（4）中的采集电池的片选线S的切换条件和温度输出线A的检测温度信号、以及提供温度保护控制的控制信号；
当判断第一电池（201）需要充电时，充电模块（1）对第一电池（201）进行充电；
在对第一电池（201）充电前和充电中判断电池温度是否超过额定最高温度如果未超过额定最高温度，通过调整充电模块（1）的充电电流对第一电池（201）充电；如果判断结果超过额定最高温度，将充电模块（1）切换到第二电池（202），对第二电池（202）进行充电；
当第一电池（201）充满后，结束对第一电池（201）的充电动作；
在对第二电池（202）进行充电时，判断电池温度是否超过额定最高温度，如果未超过则对第二电池（202）充电，如果超过则切换到第一电池（201）进行充电；
所述第一电池（201）和第二电池（202）的NTC温度检测引脚分别与温度检测切换电路（4）的第一引脚B1和第二引脚B2连接，为温度检测切换电路（4）提供温度检测电压值；由温度检测切换电路（4）的采集温度输出线A将采集到的电池温度数据传送到主控模块（5）中，主控模块（5）实现对电压数据和温度数据的转换；主控模块（5）根据切换获得到电池温度作为对第一电池（201）或第二电池（202）进行充电的判断依据。
2.如权利要求1所述的双电池温度检测电路，其特征是：所述第一电池（201）和第二电池（202）分别安装在智能眼镜镜脚的尾部，第一电池（201）和第二电池（202）为智能眼镜提供电源。
3.如权利要求1所述的双电池温度检测电路，其特征是：所述第一电池（201）和第二电池（202）自身具有过压保护、过放保护和短路保护。
4.如权利要求1所述的双电池温度检测电路，其特征是：所述模拟开关（401）采用SN74LVC1G3157DBV模拟开关。
5.如权利要求1所述的双电池温度检测电路，其特征是：所述主控模块（5）包括主控芯片OMAP4460。
6.如权利要求1所述的双电池温度检测电路，其特征是：所述主控模块（5）内部集成存储器。
7.如权利要求1所述的双电池温度检测电路，其特征是：所述电池温度作为设备基于电池温度控制的数据，当电池温度高于额定最高温度或低于最低温度时，对设备实施关机操作。
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