CN106932721A - 充电完成检测电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电路及其控制方法，具体公开了充电完成检测电路及其控制方法，该电路包括电池模块和MCU模块，还包括与所述电池模块的输出连接的电压分压模块和电流采样模块，以及与所述MCU模块的输出连接的充电完成检测模块；所述电压分压模块、电流采样模块的输出分别连接所述MCU模块的输入；所述充电完成检测模块由电压电流计算模块和电压电流检测模块串接构成，其中所述电压电流检测模块中包含有计数器。所述控制方法由所述充电完成检测模块实现，包括空闲、充电中、充电完成状态。本发明是通过同时检测充电时电池端的电压和电池端的电流，能够准确的判断出充电完成状态，大大降低了充电误判的几率。

Description

充电完成检测电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电路及其控制方法，具体涉及用于无线充接收设备电池的充电完成检测电路及其控制方法。
背景技术
无线充电是借助电磁场或电磁波进行能量传输的一种技术。由于无线充电技术的多功能性好，可靠性，柔性好，安全性、可靠性、使用寿命较高，以及它的无接触、无磨损的特性，无线充电技术能够满足不同条件下电子设备的用电需求，同时兼顾信息传输功能的需求。
小功率便携式电器（如笔记本电脑、手机、音乐播放器等）是当前无线充电的主要实现载体。在用于小功率移动终端进行充电时，常常需要相应的电路及方法来进行判断电池是否充满。通常的方法是检测移动终端的电压，将实时检测到的电压与预设的基准电压进行比较确定是否完成充电。这种判断电池电压的方法应用在便携式电器的电池时，由于电池的特性曲线决定了电池电压达到预设的基准电压后，电池的电量并未到达满电量，该方法在此类情况时会产生误判。
发明内容
本发明的目的是解决上述背景技术中的问题，为此本发明提供了充电完成检测电路及其控制方法，该电路及其控制方法与传统的检测电池电压的方法相比，具有更高的判断准确性。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种充电检测电路，包括电池模块和MCU模块，其特征在于，还包括与所述电池模块的输出连接的电压分压模块和电流采样模块，以及与所述MCU模块的输出连接的充电完成检测模块；所述电压分压模块、电流采样模块的输出分别连接所述MCU模块的输入；所述充电完成检测模块由电压电流计算模块和电压电流检测模块串接构成，其中所述电压电流检测模块中包含有计数器。
上述的电压分压模块由第一电阻（R1）和第二电阻（R2）串接构成。
上述的电流采样模块包括高精度采样电阻、运算放大器、第三电阻（R3）和第四电阻（R4）。
上述的MCU模块包括一ADC模块。
本发明还提供了一种基于上述的充电检测电路实现的控制方法，该方法的实现流程如下：（1）所述充电检测电路初始通过所述MCU模块设为空闲状态，并将所述计数器清零；（2）待该电路进入充电状态后，通过所述充电完成检测模块判断计数器的值是否大于阈值1，如果是，该电路进入充电完成状态；如果不是，则继续进行下一步骤（3）的判断；（3）再次通过所述充电完成检测模块判断当前采样的电压值是否大于阈值2且采样的电流值是否小于阈值3，如果是，则计数器加1，返回充电中状态；如果不是，则清零计数器，返回充电中状态。
本发明的有益效果是：本发明中所涉及的电路及其控制方法是通过同时检测充电时电池端的电压和电池端的电流，从两个方面联合判断电池的电量，与传统的判断方法相比，更能够准确的判断出充电完成状态，大大降低了充电误判的几率；而且通过本发明的电路便于充电检测的实施，其检测状态通过计数器显示也清晰明了。
附图说明
图1，本发明的电路组成框图；
图2，图1中的电压分压模块的一种组成框图；
图3，图1中的电流采样模块的一种组成框图；
图4，图1中充电完成检测模块的组成框图；
图5，本发明控制方法的状态流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及优选的方案对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如附图1所示，是本发明的电路的组成框图，具体是一种充电检测电路的组成框图，该电路包括电池模块、电压分压模块、电流采样模块、MCU模块和充电完成检测模块；所述电池模块的输出分别连接电压分压模块、电流采样模块的输入，该电池模块用来样电池电压以及电池电流；所述电流采样模块用于产生适用于采样量程的电流信号；所述电压分压模块用于产生适用于采样量程的电压信号；所述电压分压模块、电流采样模块的输出都与所述MCU模块的输入连接，所述MCU模块的输出与所述充电完成检测模块的输入连接，MCU模块接收由电压分压模块产生的电压分压信号，并转换成电压采样值，该模块还接收电流采样模块产生的电流信号，并转换成电流采样值。其中，所述的充电完成检测模块的组成框图如附图4所示，该充电完成检测模块由电压电流计算模块和电压电流检测模块串接构成，所述电压电流检测模块中包含有计数器；所述充电完成检测模块接收MCU模块发送的电压和电流值，并根据电压电流值产生充电完成判断信号。
如附图2所示，是本发明的电压分压模块的一种组成框图，所述电压分压模块由第一电阻（R1）和第二电阻（R2）串接构成。
如附图3所示，是本发明的电流采样模块的一种组成框图，所述电流采样模块包括高精度采样电阻、运算放大器、第三电阻（R3）和第四电阻（R4）。
如附图5所示，是本发明控制方法的状态流程图。结合附图5来说明基于本发明的充电检测电路的控制方法包括：（1）所述充电检测电路初始通过所述MCU模块设为空闲状态，并将所述计数器清零；（2）待该电路进入充电状态后，通过所述充电完成检测模块判断计数器的值是否大于阈值1，如果是，该电路进入充电完成状态；如果不是，则继续进行下一步骤（3）的判断；（3）再次通过所述充电完成检测模块判断当前采样的电压值是否大于阈值2且采样的电流值是否小于阈值3，如果是，则计数器加1，返回充电中状态；如果不是，则清零计数器，返回充电中状态。
实施例：本实施例结合优选的方案来说明，本发明电路中的电压分压模块包括R1和R2，这两个电阻对输入的电池电压进行分压，产生适用于MCU模块采样量程的电压。所述电流采样模块包括高精度采样电阻、运算放大器、R3和R4，高精度采样电阻用于产生放大前的电流信号；运算放大器用于放大高精度采样电阻输入的电流信号；R3和R4用于配置运算放大器的放大系数。所述MCU模块包括ADC模块，该模块用于采样电压分压模块的输出电压采样点和电流采样模块的输出电流采样点，并转换为相应的电压采样ADC值和电流采样ADC值。所述充电完成检测模块包括电压电流计算模块和电压电流检测模块，电压电流计算模块根据MCU模块的输出电压采样ADC值和电流采样ADC值，计算电压值和电流值；电压电流检测模块根据电压电流计算模块输出的电压值和电流值，判断是否充电完成。其中电压电流计算模块的计算公式如下：电压的计算公式 Vbat = ADCvol / 2^N * Vref * (R1+R2) / R2；其中Vbat为电池的电压，ADCVol为电压采样ADC值，N为ADC的位宽，Vref为ADC的量程范围，R1为电阻1的阻值，R2为电阻2的阻值。电流的计算公式 Ibat = ADCcur / 2^N * Vref * Rsample * R3/R4；其中Ibat为电池的电流，ADCcur为电流采样ADC值，N为ADC的位宽，Vref为ADC的量程范围，Rsample为高精度采样电阻的阻值，R3为电阻3的阻值，R4为电阻4的阻值。充电完成检测模块控制整个设备的充电完成状态，包括空闲、充电中、充电完成等状态。具体的控制方法如下：电路设备初始为空闲状态，清零寄存器。进入充电中状态后，判断计数器是否大于阈值1，如果是，则进入充电完成状态；如果否，则继续判断当前采样的电压值Vbat是否大于阈值2且采样的电流值Ibat是否小于阈值3，如果是，则计数器加1，返回充电中状态；如果否，则清零计数器，返回充电中状态。

Claims (5)

1.一种充电检测电路，包括电池模块和MCU模块，其特征在于，还包括与所述电池模块的输出连接的电压分压模块和电流采样模块，以及与所述MCU模块的输出连接的充电完成检测模块；所述电压分压模块、电流采样模块的输出分别连接所述MCU模块的输入；所述充电完成检测模块由电压电流计算模块和电压电流检测模块串接构成，其中所述电压电流检测模块中包含有计数器。
2.根据权利要求1所述的充电检测电路，其特征在于，所述电压分压模块由第一电阻和第二电阻串接构成。
3.根据权利要求1所述的充电检测电路，其特征在于，所述电流采样模块包括高精度采样电阻、运算放大器、第三电阻和第四电阻。
4.根据权利要求1所述的充电检测电路，其特征在于，所述MCU模块包括一ADC模块。
5.基于权利要求1所述的充电检测电路的控制方法，其特征在于，该方法的实现流程如下：（1）所述充电检测电路初始通过所述MCU模块设为空闲状态，并将所述计数器清零；（2）待该电路进入充电状态后，通过所述充电完成检测模块判断计数器的值是否大于阈值1，如果是，该电路进入充电完成状态；如果不是，则继续进行下一步骤（3）的判断；（3）再次通过所述充电完成检测模块判断当前采样的电压值是否大于阈值2且采样的电流值是否小于阈值3，如果是，则计数器加1，返回充电中状态；如果不是，则清零计数器，返回充电中状态。
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