CN109490789B - 电池在位检测电路、方法及智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池在位检测电路、方法及智能穿戴设备，该电池在位检测电路包括：放电电路，设置为在接收到放电控制信号时，对待测电池进行放电；分压检测电路，设置为在接收到检测控制信号时开启，以检测待测电池的电压；主控制器设置为在待测电池放电前的第一电压检测值小于第一预设电压值时，确定待测电池在位；或者在待测电池放电前的第一电压检测值大于或者等于第一预设电压值的条件下，在待测电池放电前的第一电压检测值与待测电池放电后的第二电压检测值的差值小于或等于第一预设差值时，确定待测电池在位。本发明实现了待测电池的在位检测。

Description

电池在位检测电路、方法及智能穿戴设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电池在位检测电路、方法及智能穿戴设备。

背景技术

目前，在智能穿戴设备的制作过程中，大多需要装配电池，以驱动智能穿戴设备工作，一旦漏装，则可能导致智能穿戴设备无法正常工作。

在少数对电池的充电芯片中，设置有在位检测模块，然而这种充电芯片的成本较高，且大多不会将检测结果反馈至智能穿戴设备的主控制器，主控制器无法确认电池是否在位。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电池在位检测电路、方法及智能穿戴设备，旨在实现电池在位检测。

为实现上述目的，本发明提出一种电池在位检测电路，所述电池在位检测电路包括：

主控制器，设置为在对所述待测电池进行在位检测时，输出放电控制信号和检测控制信号；

放电电路，设置为在接收到所述放电控制信号时，对所述待测电池进行放电；

分压检测电路，设置为在接收到所述检测控制信号时开启，以检测所述待测电池的电压；其中，检测的所述放电电路对所述待测电池放电前的电压为第一电压检测值，检测的所述放电电路对所述待测电池放电后的电压为第二电压检测值；

所述主控制器，还设置为在所述待测电池放电前的第一电压检测值小于第一预设电压值时，确定所述待测电池在位；或者在待测电池放电前的第一电压检测值大于或者等于第一预设电压值的条件下，在所述待测电池放电前的第一电压检测值与所述待测电池放电后的第二电压检测值的差值小于或等于第一预设差值时，确定所述待测电池在位。

可选地，所述电池在位检测电路还包括充电芯片，其输入端与直流母线连接，其输出端与待测电池连接，所述充电芯片，设置为将所述直流母线接入的电源电压输出至待测电池，以供电所述待测电池储能；以及，

在其输入端与所述直流母线连接时，断开所述待测电池与所述主控制器的电连接。

可选地，所述主控制器还包括计时器及控制单元，所述计时器与所述控制单元连接，所述控制单元的控制端与所述放电电路连接；

所述计时器，设置为在所述控制单元输出所述放电控制信号时开始计时，并在达到第一预设时间时，输出第一触发信号，并在达到第二预设时间时，输出第二触发信号；

所述控制单元，设置在接收到所述第一触发信号时，控制分压检测电路开启，以检测所述待测电池的电压；

在接收到所述第二触发信号时，控制所述放电电路停止放电，以及控制所述分压检测电路关闭。

可选地，所述放电电路包括第一开关管及第一电阻，所述第一开关管的受控端与所述主控制器连接，所述第一开关管的输入端与所述待测电池连接，所述第一开关管的输出端经所述第一电阻接地。

可选地，所述放电电路还包括第一瞬态抑制二极管，所述第一瞬态抑制二极管的一端与所述第一开关管的受控端连接，所述第一抑制二极管的另一端与所述第一开关管的输出端连接。

可选地，所述分压检测电路包括第二开关管、第二电阻及第三电阻，所述第二开关管的受控端与所述主控制器连接，所述第二开关管的输入端经所述第二电阻与所述待测电池连接，所述第二开关管的输出端经所述第三电阻接地；所述第二开关管与所述第二电阻的公共端与所述主控制器的的电压检测端连接。

可选地，所述分压检测电路还包括第二瞬态抑制二极管，所述第二瞬态抑制二极管的一端与所述第一开关管的受控端连接，所述第二抑制二极管的另一端与所述第二开关管的输出端连接。

可选地，所述第一预设差值为1～3V。

本发明还提出一种电池在位检测方法，应用于电池充电电路中，所述电池充电电路包括充电芯片及待测电池，所述充电芯片的输入端与直流母线连接，所述充电芯片的输出端与所述待测电池连接，所述待测电池在位检测方法包括以下步骤：

在对所述待测电池进行在位检测时，获取所述待测电池的当前电压值，并记为第一电压检测值；

对所述待测电池进行放电，并获取放电后的待测电池的电压值，并记为第二电压检测值；

当所述第一电压检测值小于第一预设电压值时，确定所述待测电池在位；或者待测电池放电前的第一电压检测值大于或者等于第一预设电压值的条件下，在所述待测电池放电前的第一电压检测值与所述待测电池放电后的第二电压检测值的差值小于或等于第一预设差值时，确定所述待测电池在位。

可选地，所述对所述待测电池进行放电，并获取放电后的待测电池的电压值，并记为第二电压检测值的步骤包括：

在对所述待测电池放电时开始计时，并在达到预设时间时，对所述待测电池停止放电。

本发明还提出一种智能穿戴设备，包括待测电池及如上所述的电池在位检测电路。

本发明通过设置主控制器以在对待测电池进行待测电池在位检测时，控制分压检测电路开启，以检测待测电池当前的电压值。随后，控制分压检测电路关闭，并控制放电电路对待测电池进行放电。在放电一段时间后，控制分压检测电路再次开启，以检测待测电池放电后的电量。主控制器在电路检测的待测电池放电前的第一电压检测值小于第一预设电压值时，确定待测电池在位。在放电前的一电压值大于或者等于第一预设电压值时，则可以通过比较待测电池放电前的第一电压检测值与待测电池放电后的第二电压检测值的差值与第一预设差值来确定待测电池是否在位：当放电前后的第一电压检测值和第二电压检测值两者的差值小于第一预设差值时，则可以确定待测电池在位，反之则可以确定待测电池不在位。本发明实现了对待测电池的在位检测，解决了在智能穿戴设备中，漏装待测电池而导致智能穿戴设备无法正常工作的问题，此外，本发明通过设置主控制器放电电路，分压检测电路以实现对电池的在位检测，还可以解决且充电芯片无法反馈检测结果至智能穿戴设备的主控制器，而导致主控制器无法确认电池是否在位的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电池在位检测电路一实施例的功能模块构示意图；

图2为本发明电池在位检测电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本发明待测电池在位检测方法一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	充电芯片	R1	第一电阻
20	主控制器	R2	第二电阻
				30	放电电路	R3	第三电阻
40	分压检测电路	TVS1	第一瞬态抑制二极管
				Q1	第一开关管	TVS2	第二瞬态抑制二极管
Q2	第二开关管	BAT	待测电池
				VBUS	直流母线

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电池在位检测电路，适用于智能穿戴设备中或者智能穿戴设备的测试工装中。

该智能穿戴设备可以是智能手表、智能手环、3D眼镜、体感游戏头盔等。该智能穿戴设备的测试工装可以对智能穿戴设备的电流、电压等参数进行设定，以提高智能穿戴设备的良品率。本发明实施例以该电池在位检测电路设置于智能穿戴设备为例进行说明。

参照图1及图2，在本发明一实施例中，该电池在位检测电路包括：

主控制器20，设置为在对所述待测电池BAT进行在位检测时，控制所述充电芯片10关闭对所述待测电池BAT的充电功能，并输出放电控制信号EN1和检测控制信号EN2；

放电电路30，设置为在接收到所述放电控制信号EN1时，对所述待测电池BAT进行放电；

分压检测电路40，设置为在接收到所述检测控制信号EN2时开启，以检测待测电池的电压；其中，检测的所述放电电路30对所述待测电池BAT放电前的电压为第一电压检测值VBAT1，检测的所述放电电路30对所述待测电池BAT放电后的电压为第二电压检测值VBAT2；

所述主控制器20，还设置为在所述待测电池BAT放电前的第一电压检测值VBAT1大于或等于第一预设电压值(VBATREG-0.1V)时，确定所述待测电池BAT在位，或者在所述待测电池BAT放电后的第二电压检测值VBAT2和第一电压检测值VBAT1之间的差值小于或等于第一预设差值ΔV时，确定所述待测电池BAT在位。

在一实施例中，电池在位检测电路还包括充电芯片10，其输入端与直流母线VBUS连接，其输出端与待测电池BAT连接，所述充电芯片10，设置为将所述直流母线VBUS接入的电源电压输出至待测电池BAT，以供电所述待测电池BAT储能；

所述充电芯片10，还设置于在其输入端与所述直流母线VBUS连接时，断开所述待测电池BAT与所述主控制器20的电连接。

本实施例中，充电芯片的受控端与主控制器20连接，充电芯片基于主控制器20的控制，以在直流母线VBUS接入电源电压时，对待测电池BAT进行充电控制。充电芯片10中，还可以设置有DC-DC转换电路，以将接入的电源电压转换为待测电池BAT的储能电压后输出。电池在位检测电路还可以设置由电阻、电容及电感等分立的元件组成的滤波电路，通过阻容感器件处理后得到稳定的电能，例如在一些实施例中，电阻、电容及电感等元件组成的滤波电路可以设置于充电芯片的输入端或者输出端，进而对输入或者输出的电能进行滤波处理。充电芯片10可以在对待测电池BAT进行充电时，断开待测电池BAT与主控制器20的电连接，此时智能穿戴设备中的各电路模块，例如显示屏、无线电路等均由直流母线VBUS接入的电源电压直接进行供电。而在未使用USB或其它类型接口进行充电时，控制待测电池BAT与主控制器20为待测电池BAT电连接，而由待测电池BAT进行供电。充电芯片10还可以控制待测电池BAT进行涓流充电，恒流充电，或者恒压充电，以实现对待测电池BAT进行快充或者缓慢充电等充电模式。

主控制器20可以采用单片机、DSP及FPGA等微处理器来实现。本领域的技术人员能够通过在主控制器20中集成一些硬件电路和软件程序或算法，利用各种接口和线路连接整个电池在位检测电路的各个部分，通过运行或执行主控制器20内的软件程序和/或模块，以及调用主控制器20内的数据，执行的各种功能和处理数据，从而对电池在位检测电路进行整体监控。控制器中还集成有A/D转换电路，分析比较电路等硬件和软件程序和/或模块。主控制器20可以根据用户触发的待测电池BAT在位检测信号，对待测电池BAT进行在位检测。

具体地，在对待测电池BAT进行在位检测时，直流母线VBUS接入电源电压，主控制器20输出控制信号至电源转换电路，以控制电源转换电路停止对待测电池BAT进行充电，也即控制电源转换电路关闭对待测电池BAT的充电功能。同时主控制器20控制分压检测电路40开启，以检测待测电池BAT当前的电压值，此时放电电路30不放电，分压检测电路40检测的待测电池BAT放电前的电压值为第一电压检测值VBAT1。随后，主控制器20控制分压检测电路40关闭，并控制放电电路30对待测电池BAT进行放电，在这个过程中，主控制器20可以控制放电电路30的放电时间，例如可以设置为5s，在5s之后，主控制器20控制分压检测电路40开启，以检测待测电池BAT放电后的电压，分压检测电路40检测的待测电池BAT放电后的电压为第二电压检测值VBAT2。其中，第一预设电压值(VBATREG-0.1V)中的VBATREG可以设置为恒压输出电压，按照待测电池BAT支持的可充电限制电压的不同一般可设置为4.2V或者4.35V。第一预设差值ΔV可以根据待测电池BAT的电容量以及待测电池BAT的放电速度进行设置，设置为1～3V之间，本实施例可选为2V。例如可以在5s的放电时间内，将第一预设差值ΔV设置为2V。可以理解的是，在对待测电池BAT进行在位检测时，待测电池BAT一般处于未充满状态，因此当放电前的待测电池BAT电量不在第一电压检测值VBAT1附近，也即第一电压检测值VBAT1<VBATREG-0.1，则可以表示此时待测电池BAT在位，当放电前的待测电池BAT电量在第一电压检测值VBAT1附件附近时，也即第一电压检测值VBAT1>VBATREG-0.1时，此时可能存在两种情况：

一、待测电池BAT此时处于充满状态，因此其电量将在第一电压检测值VBAT1附近；

二、由于电源转换电路与直流母线VBUS连接，直流母线VBUS有电源电压输入，电源转换电路的输出端此时为高电平，而在待测电池BAT在为检测时，是对待测电池BAT正极端和负极端两端的电压进行检测的，待测电池BAT的正极端是与电源转换电路的输出端连接，因此检测的第一电压检测值VBAT1在VBATREG附近，其实质为电源转换电路的输出电压，而待测电池BAT并不在位。

为了避免因为待测电池BAT存在以上种情况而出现误判，本实施例还通过主控制器20控制放电电路30进行放电，并在放电一段时间后，控制分压检测电路40开启，以检测待测电池BAT放电后的电压，检测的电压值即为第二电压检测值VBAT2，然后结束放电。再将检测的待测电池BAT放电前后的第一电压检测值VBAT1和第二电压检测值VBAT2进行差值计算，再将两者的差值与第一预设差值进行比较。根据待测电池BAT的放电特性，在一定时间内，例如5s内，待测电池BAT在位时，待测电池BAT在放电电路30的放电电流的作用下，对应的VBAT电压也会跌落，其放电量一般不会超过1V。待测电池BAT不在位时，电源转换电路与待测电池BAT连接的接入点，也即电源转换电路的输出端带载电流很弱，输出端的放电电路30启动后，由于放电电流较大超出电源转换电路的输出端在待测电池BAT不在位时的带载电流。因此电压下降会很大，使得分压检测电路40检测的第二电压值与第一电压检测值VBAT1之间会有很大的跌落，此时第二电压检测值VBAT2可以跌落到1V以下。当两者的电压差值大于第一预设差值ΔV，也即VBAT1-VBAT2>ΔV时，则表示待测电池BAT是不在位的。这样可以进一步通过放电电路30导通前后的VBAT的电压差值，来检测采集待测电池BAT是否在位。

可以理解的是，本实施例中可以通过放电前的待测电池BAT电量检测值，也即第一电压检测值VBAT1来控制待测电池BAT是否放电，以及检测放电后的电量检测值，也即第二电压检测值VBAT2。当第一电压检测值VBAT1小于第一预设电压值(VBATREG-0.1V)时，既可以确认待测电池BAT在位，则无需控制放电电路30放电，开关电压检测电路也无需再进行检测。而在第一电压检测值VBAT1大于或者等于第一预设电压值(VBATREG-0.1V)时，再控制放电电路30放电，以及控制开关电压检测电路再进行检测。本实施也可以先对待测电池BAT放电前后的电压值进行检测后，再根据第一电压检测值VBAT1与第一预设电压值(VBATREG-0.1V)的比较关系，确定是否需要对第一电压检测值VBAT1和第二电压检测值VBAT2进行差值计算，以及将差值与第一预设差值ΔV进行比较，此处不做限制。

本发明通过设置电源转换电路以在直流母线VBUS接入电源电压时，为待测电池BAT进行充电。并设置主控制器20以在对待测电池BAT进行待测电池BAT在位检测时，控制电源转换电路关闭对待测电池BAT的充电功能，并控制分压检测电路40开启，以检测待测电池BAT当前的电压值。随后，控制分压检测电路40关闭，并控制放电电路30对待测电池BAT进行放电。在放电完成后，控制分压检测电路40再次开启，以检测待测电池BAT放电后的电量。主控制器20在分压检测电路40检测的待测电池BAT放电前的第一电压检测值VBAT1小于第一预设电压值(VBATREG-0.1V)时，确定待测电池BAT在位。在放电前的第一电压值大于或者等于第一预设电压值(VBATREG-0.1V)时，则可以通过比较待测电池BAT放电前的第一电压检测值VBAT1与待测电池BAT放电后的第二电压检测值VBAT2的差值与第一预设差值ΔV来确定待测电池BAT是否在位：当放电前后的第一电压检测值VBAT1和第二电压检测值VBAT2两者的差值小于第一预设差值ΔV时，则可以确定待测电池BAT在位，反之则可以确定待测电池BAT不在位。本发明实现了对待测电池BAT的在位检测，解决了在智能穿戴设备中，漏装待测电池而导致智能穿戴设备无法正常工作的问题。此外，本发明通过设置主控制器20、放电电路30，分压检测电路40以实现对电池的在位检测，还可以解决充电芯片10无法反馈检测结果至智能穿戴设备的主控制器，而导致主控制器20无法确认电池是否在位的问题。

在一些实施例中，电池在位检测电路还可以设置声光报警电路，例如发光二极管或者蜂鸣器等，通过控制声光报警电路，还可以在电池在位或者不在位时，输出相应的检测结果。

参照图1及图2，在一实施例中，所述主控制器20还包括计时器(图未示出)及控制单元(图未示出)，所述计时器与所述控制单元连接，所述控制单元的控制端与所述放电电路30连接；

所述计时器，设置为在所述控制单元输出所述放电控制信号EN1时开始计时，并在达到第一预设时间时，输出第一触发信号，在达到第二预设时间时，输出第二触发信号；

所述控制单元，所述控制单元，设置在接收到所述第一触发信号时，控制分压检测电路开启，以检测所述待测电池BAT的电压；

在接收到所述第二触发信号时，控制所述放电电路停止放电，以及控制所述分压检测电路关闭。

本实施例中，计时器的计时时间可以根据待测电池BAT的电容量以及待测电池BAT的放电速度进行设置，本实施例可以设置为5s，5s后即可对待测电池BAT进行放电后的电压检测。在控制单元输出放电控制信号EN1并控制放电电路30进行放电时，开启计时，并在计时时间到时，触发控制单元控制分压检测电路40开始检测待测电池BAT的放电后的电压，此时放电电路30相当于待测电池BAT的负载，通过检测电池的带载电压，进而实现对待测电池BAT的放电后的电压进行检测。在第二预设时间后，也即完成对待测电池BAT的放电后的电压检测后，断开放电电路30和分压检测电路40。

参照图1及图2，在一实施例中，所述放电电路30包括第一开关管Q1及第一电阻R1，所述第一开关管Q1的受控端与所述主控制器20连接，所述第一开关管Q1的输入端与所述待测电池BAT连接，所述第一开关管Q1的输出端经所述第一电阻R1接地。

本实施例中，第一开关管Q1可以采用三极管、MOS管、IGBT等开关管来实现，第一电阻R1为放电电阻，第一电阻R1的阻值可选用阻值比较小的电阻，有利于提高对待测电池BAT的放电速度。第一开关管Q1基于主控制器20的控制，在接收到主控制器20的放电控制信号EN1时，开启并与放电电阻组成放电电路30，从而对待测电池BAT进行放电。而在主控制器20的计时时间到时，基于主控制器20的控制而截至，从而停止对待测电池BAT进行放电。本实施例中，还可以通过控制开关的导通程度来控制放电电流大小，本实施例可选将放电电流控制在待测电池BAT容量的1C以内。

参照图1及图2，在一实施例中，所述放电电路30还包括第一瞬态抑制二极管TVS1，所述第一瞬态抑制二极管TVS1的一端与所述第一开关管Q1的受控端连接，所述第一抑制二极管的另一端接地。

本实施例中，第一瞬态抑制二极管TVS1用于在第一开关管Q1的受控端受到瞬态高能量冲击时，快速将第一瞬态抑制二极管TVS1两极间的高阻抗变为低阻抗，也即导通，以吸收第一开关管Q1的浪涌，从而避免第一开关管Q1因静电、浪涌等冲击而损坏。

参照图1及图2，在一实施例中，所述分压检测电路40包括第二开关管Q2、第二电阻R2及第三电阻R3，所述第二开关管Q2的受控端与所述主控制器20连接，所述第二开关管Q2的输入端经所述第二电阻R2与所述待测电池BAT连接，所述第二开关管Q2的输出端经所述第三电阻R3接地；所述第二开关管Q2与所述第二电阻R2的公共端与所述主控制器20的的电压检测端连接。

本实施例中，第二开关管Q2可以采用三极管、MOS管、IGBT等开关管来实现。第二电阻R2和第三电阻R3在第二开关Q2导通时，组成分压检测电路，第二电阻R2和第三电阻R3可选采用阻值比较大的电阻来实现，根据串联分压原理，第二电阻R2和第三电阻R3的比值越大，第三电阻R3分得的电压越多，因此，通过调节第二电阻R2和/或第三电阻R3的阻值，还可以调节输出至主控制器20的检测信号的大小，具体可以根据电压检测值的精度来设置，此处不做限制。在第二开关管Q2导通时，分压检测电路的电流控制在几十uA以内，因此在检测时，分压检测电路40其自身的电能消耗较小，可以保证电压检测值的检测准确性。

上述实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2可以设置为高电平导通，或者低电平导通，具体可根据第一开关管Q1和第二开关管Q2设置的类型进行设置。本实施例可选采用高电平导通的开关管，例如NPN型三极管、N-MOS管等开关管来实现。

参照图1及图2，在一实施例中，所述分压检测电路40还包括第二瞬态抑制二极管TVS2，所述第二瞬态抑制二极管TVS2的一端与所述第一开关管Q1的受控端连接，所述第二抑制二极管的另一端接地。

本实施例中，第二瞬态抑制二极管TVS2用于在第二开关管Q2的受控端受到瞬态高能量冲击时，快速将第二瞬态抑制二极管TVS2两极间的高阻抗变为低阻抗，也即导通，以吸收第二开关管Q2的浪涌，从而避免第二开关管Q2因静电、浪涌等冲击而损坏。

本发明还提出一种电池在位检测方法，应用于电池充电电路中，所述电池充电电路包括待测电池，所述待测电池在位检测方法包括以下步骤：

步骤100、在对所述待测电池进行在位检测时，获取所述待测电池的当前电压值，并记为第一电压检测值；

步骤200、对所述待测电池进行放电，并获取放电后的待测电池的电压值，并记为第二电压检测值；

步骤300、当所述第一电压检测值VBAT1小于第一预设电压值时，确定所述待测电池在位；以及待测电池放电前的第一电压检测值大于或者等于第一预设电压值的条件下，在待测电池放电前的第一电压检测值与待测电池放电后的第二电压检测值的差值小于或等于第一预设差值时，确定所述待测电池在位。

本实施例中，充电电路还包括充电芯片，所述充电芯片的输入端与直流母线连接，所述充电芯片的输出端与所述待测电池连接，控制所述充电芯片关闭对所述待测电池充电的充电功能；在待测电池进行在位检测时，直流母线接入电源电压，控制电源转换电路停止对待测电池进行充电，也即控制电源转换电路关闭对待测电池的充电功能，此时主控制器。

第一预设电压值可以设置为恒压输出电压，第一预设差值可以根据待测电池的电容量以及待测电池的放电速度进行设置，例如可以在5s的放电时间内，将第一预设差值ΔV设置为2V。可以理解的是，在对待测电池进行在位检测时，待测电池一般处于未充满状态，因此当放电前的待测电池电量不在第一电压检测值VBAT1附近，也即第一电压检测值VBAT1<VBATREG-0.1，则可以表示此时待测电池在位，当放电前的待测电池电量在第一电压检测值VBAT1附件时，也即第一电压检测值VBAT1>VBATREG-0.1时，此时可能存在两种情况：

一、待测电池此时处于充满状态，因此其电量将在第一电压检测值VBAT1附近

二、由于电源转换电路与直流母线连接，直流母线有电源电压输入，电源转换电路的输出端此时为高电平，而在待测电池在为检测时，是对待测电池正极端和负极端两端的电压进行检测的，待测电池的正极端是与电源转换电路的输出端连接，因此检测的第一电压检测值VBAT1在第一预设电压值(VBATREG-0.1V)附近，其实质为电源转换电路的输出电压，而待测电池并不在位。

为了避免因为待测电池存在以上种情况而出现误判，本实施例还通过主控制器控制放电电路进行放电，并在放电一段时间后，控制分压检测电路开启，以检测待测电池放电后的电压，检测的电压值即为第二电压检测值VBAT2。再将检测的待测电池放电前后的第一电压检测值VBAT1和第二电压检测值VBAT2进行差值计算，再将两者的差值与第一预设差值ΔV进行比较。根据待测电池的放电特性，在一定时间内，例如5s内，待测电池在位时，待测电池在放电电路的放电电流的作用下，对应的VBAT电压也会跌落，其放电量一般不会超过1V。待测电池不在位时，电源转换电路与待测电池连接的接入点，也即电源转换电路的输出端带载电流很弱，输出端的放电电路启动后，由于放电电流较大超出电源转换电路的输出端在待测电池不在位时的带载电流，因此电压下降会很大，使得主控制器检测的第二电压检测值VBAT2与第一电压检测值VBAT1之间会有很大的跌落，使得第二电压检测值VBAT2可以跌落到1V以下，当两者的电压差值大于第一预设差值ΔV，也即VBAT1-VBAT2>2V，则表示待测电池是不在位的。这样可以进一步通过放电电路导通前后的VBAT的电压差值，来检测采集待测电池是否在位。

可以理解的是，本实施例中可以通过放电前的待测电池电量检测值，也即第一电压检测值VBAT1来控制待测电池是否放电，以及检测放电后的电量检测值，也即第二电压检测值。当第一电压检测值VBAT1小于第一预设电压值时，既可以确认待测电池在位，则无需控制放电电路放电，开关电压检测电路也无需再进行检测。而在第一电压检测值VBAT1大于或者等于第一预设电压值时，再控制放电电路放电，以及控制开关电压检测电路再进行检测。本实施也可以先对待测电池放电前后的电压值进行检测后，再根据第一电压检测值VBAT1与第一预设电压值的比较关系，确定是否需要对第一电压检测值VBAT1和第二电压检测值VBAT2进行差值计算，以及将差值与第一预设差值ΔV进行比较，此处不做限制。

本发明通过在对所述待测电池进行在位检测时，控制电源转换电路关闭对待测电池的充电功能，并获取待测电池当前的电压值。随后，对待测电池进行放电。在放电完成后，以检测待测电池放电后的电量。在检测的待测电池放电前的电压检测值小于第一预设电压值时，确定待测电池在位。在放电前的第一电压值大于或者等于第一预设电压值时，则可以通过比较待测电池放电前的第一电压检测值VBAT1与待测电池放电后的第二电压检测值VBAT2的差值与第一预设差值ΔV来确定待测电池是否在位：当放电前后电压检测值的差值小于第一预设差值ΔV时，则可以确定待测电池在位，反之则可以确定待测电池不在位。本发明实现了对待测电池的在位检测，解决了在智能穿戴设备中，漏装待测电池而导致智能穿戴设备无法正常工作的问题。

在一实施例中，所述对所述待测电池进行放电，并获取放电后的待测电池的电压值，并记为第二电压检测值VBAT2的步骤包括：

在对所述待测电池放电时开始计时，并在达到第一预设时间时，检测所述待测电池的电压，在达到第二预设时间后，对所述待测电池停止放电。

本实施例中，第一预设时间的计时时间可以根据待测电池的电容量以及待测电池的放电速度进行设置，本实施例可以设置为5s。在放电开始后，开启计时，并在计时时间到时，停止放电。

本发明还提出一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备包括待测电池及如上所述的电池在位检测电路。该电池在位检测电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明智能穿戴设备中使用了上述电池在位检测电路，因此，本发明智能穿戴设备的实施例包括上述电池在位检测电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，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/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池在位检测电路，其特征在于，所述电池在位检测电路包括：

主控制器，设置为在对待测电池进行在位检测时，输出放电控制信号和检测控制信号；

放电电路，设置为在接收到所述放电控制信号时，对所述待测电池进行放电；

分压检测电路，设置为在接收到所述检测控制信号时开启，以检测所述待测电池的电压；其中，检测的所述放电电路对所述待测电池放电前的电压为第一电压检测值，检测的所述放电电路对所述待测电池放电后的电压为第二电压检测值；

所述主控制器，还设置为在所述待测电池放电前的第一电压检测值小于第一预设电压值时，确定待测电池在位；或者在待测电池放电前的第一电压检测值大于或者等于第一预设电压值的条件下，在所述待测电池放电前的第一电压检测值与所述待测电池放电后的第二电压检测值的差值小于或等于第一预设差值时，确定所述待测电池在位；

所述主控制器包括计时器及控制单元，所述计时器与所述控制单元连接，所述控制单元的控制端与所述放电电路连接；

所述放电电路包括第一开关管及第一电阻，所述第一开关管的受控端与所述主控制器连接，所述第一开关管的输入端与所述待测电池连接，所述第一开关管的输出端经所述第一电阻接地；

所述分压检测电路包括第二开关管、第二电阻及第三电阻，所述第二开关管的受控端与所述主控制器连接，所述第二开关管的输入端经所述第二电阻与所述待测电池连接，所述第二开关管的输出端经所述第三电阻接地；所述第二开关管与所述第二电阻的公共端与所述主控制器的电压检测端连接。

2.如权利要求1所述的电池在位检测电路，其特征在于，所述电池在位检测电路还包括充电芯片，其输入端与直流母线连接，其输出端与所述待测电池连接，所述充电芯片，设置为将所述直流母线接入的电源电压输出至待测电池，以供电所述待测电池储能；以及，

在其输入端与所述直流母线连接时，断开所述待测电池与所述主控制器的电连接。

3.如权利要求1所述的电池在位检测电路，其特征在于，所述计时器，设置为在所述控制单元输出所述放电控制信号时开始计时，并在达到第一预设时间时，输出第一触发信号，并在达到第二预设时间时，输出第二触发信号；

所述控制单元，设置在接收到所述第一触发信号时，控制分压检测电路开启，以检测所述待测电池的电压；

在接收到所述第二触发信号时，控制所述放电电路停止放电，以及控制所述分压检测电路关闭。

4.如权利要求1所述的电池在位检测电路，其特征在于，所述放电电路还包括第一瞬态抑制二极管，所述第一瞬态抑制二极管的一端与所述第一开关管的受控端连接，所述第一瞬态抑制二极管的另一端与所述第一开关管的输出端连接；

所述分压检测电路还包括第二瞬态抑制二极管，所述第二瞬态抑制二极管的一端与所述第二开关管的受控端连接，所述第二瞬态抑制二极管的另一端与所述第二开关管的输出端连接。

5.如权利要求1至4任意一项所述的电池在位检测电路，其特征在于，所述第一预设差值为1～3V。

6.一种电池在位检测方法，应用于待测电池充电电路中，所述电池充电电路包括充电芯片及待测电池，所述充电芯片的输入端与直流母线连接，所述充电芯片的输出端与所述待测电池连接，其特征在于，所述待测电池在位检测方法包括以下步骤：

在对所述待测电池进行在位检测时，获取所述待测电池的当前电压值，并记为第一电压检测值；

对所述待测电池进行放电，并获取放电后的待测电池的电压值，并记为第二电压检测值；

当所述第一电压检测值小于第一预设电压值时，确定所述待测电池在位，或者在待测电池放电前的第一电压检测值大于或者等于第一预设电压值的条件下，所述第一电压检测值与所述待测电池放电后的第二电压检测值的差值小于或等于第一预设差值时，确定所述待测电池在位。

7.如权利要求6所述的电池在位检测方法，其特征在于，所述对所述待测电池进行放电，并获取放电后的待测电池的电压值，并记为第二电压检测值的步骤包括：

在对所述待测电池放电时开始计时，并在达到第一预设时间时，检测所述待测电池的电压，在达到第二预设时间后，对所述待测电池停止放电。

8.一种智能穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的电池在位检测电路。

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