CN110445212A - 一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,通过检测电路对电池组的输出电压信号采样,通过输出电压信号判断电池组电容量信号,并通过输出电压信号的降幅减少放大电路的放大倍数,调节驱动端的功率输出,控制放电电流的大小,保持实时输出电压值Urms在允许最低输出电压Umin之上。本发明通过获取电池组的输出电压,协调电池组剩余电容量和功放放大单元的输出功率,进而控制电池组的放电电流,保护电池,避免电池组放电时单位时间内放电电流超过允许最大输出电流,提高电池组的安全和性能,在满足相同功放功率输出前提下,能配更小电容量的电池组达到听音要求,相同电容量电池组使用更长时间。

Description

一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法
技术领域
本发明涉及电池电压限幅领域,特别是一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法。
背景技术
每一种充电电池,铅酸,镍镉,镍氢,锂电,磷酸铁锂,都有自己的充电电压,放电电压,这个电压的确定的范围指标就是寿命,对于同一块电池选择不同的电压充放电寿命不同,电池容量也不同。在使用过程中的电池过放电还是可以放出一些电量,但是会对电池造成损伤。
电池组在使用的过程中随着功率的输出,电容量随之下降,在下降过程中,驱动端的驱动能力还在大功率输出时,电池组的将输出电压将会拉低,为了保证大功率输出增加放电单位时间里的电流,长期过大的放电电流将会对电池造成损伤,影响其使用寿命。同时目前电池组都存在电压过低的保护机制或保护电路,当输出电压降至较低时,会触发保护电路的保护,断开驱动端的供电,造成电池组中剩余电容量浪费。
上述情形,尤其对音响功放更有着至关重要的影响,音响功放要求电池组随着负载的变化自动调整输出电压并进行功率调节,以提高电池组动态性能并降低音响功放内部损耗。市面上的供电电池在负载变化时输出的稳定电压无法满足需求。在电池组输出功率的超过允许最大功率的时,输出电压会进行拉低电压而满足功率的输出,在输出功率为允许最大输出功率的临界状态时,由于输出电压下降引起的输出功率下降会使输出电压产生震荡,输出功率的动态输出瞬间呈高低起伏状态,稳定性差。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点,本发明的目的是提供一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其中:通过检测电路对电池组的输出电压信号采样,通过输出电压信号判断电池组电容量信号,并通过输出电压信号的降幅减少放大电路的放大倍数,调节驱动端的功率输出,控制放电电流的大小,保持实时输出电压值Urms在允许最低输出电压Umin之上。
作为本发明的进一步改进:所述减少放大电路的放大倍数的方法至少包括以下方式之一:
1)通过运算放大电路的滤波处理,减少运算放大倍数;
2)通过数字信号处理器对由模数转换输入的数字信号减少运算放大倍数处理。
作为本发明的进一步改进:包括以下步骤:
获取所述电池组的输出电压Urms,判断电池组剩余电容量,当电池组中电容量减少,驱动端为满足功率输出,将拉低电池组的输出电压Urms;
当输出电压Urms处于电池组满功率输出时的电压Umax和允许最低输出电压Umin之间时,通过减少放大电路的放大倍数,调节驱动端的功率输出,控制电流大小,使单位时间内的输出电流Irms小于允许最大输出电流Imax,同时保持输出电压Urms不低于允许最低输出电压Umin,不触发电池组供电保护电路;
其中所述允许最低输出电压Umin为电池组供电保护电路中限制的最低供电电压。
作为本发明的进一步改进:获取所述电池组输出电压的所述检测电路中包括放大器,其同相输入端与电池组电性连接,所述同相输入端与电池组之间还电性连接有一负电压电路。所述放大器的输出端通过二极管接入放大电路的滤波模块。所述放大电路的前端与音频信号输入端连接,后端作为放大后音频信号输出端与功放放大单元电性连接。
作为本发明的进一步改进:所述电池组的输出电压Urms由数字信号处理器获取,同时数字信号处理器中通过控制放大倍数控制驱动端的功率输出。所述数字信号处理器的信号输入端通过模数转换与音频信号电性连接,经过放大后的音频信号通过数模转换由信号输出端与功放放大单元电性连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过获取电池组的输出电压,协调电池组剩余电容量和功放放大单元的输出功率,进而控制电池组的放电电流,保护电池,避免电池组放电时单位时间内放电电流超过允许最大输出电流,提高电池组的安全和性能,在满足相同功放功率输出前提下,能配更小电容量的电池组达到听音要求,相同电容量电池组使用更长时间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为实施案例一的结构示意图。
图3为实施案列二的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明:
参考图1,一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其中:通过检测电路对电池组的输出电压信号采样,通过输出电压信号判断电池组电容量信号,电池组在供电过程中不断消耗电池组内的电容量,而当电容量在下降过程中,为满足驱动端的功率输出要求,会降低输出电压和提高放电电流来满足驱动端的功率需求,电池组在电容量下降的情况,启动在电池组的电压会被拉低。
通过输出电压信号的降幅,减少放大电路的放大倍数,调节驱动端的功率输出,控制放电电流的大小,能保护电池组,避免电池组放电时超过电池放电单位时间的最大输出电流Imax。
同时调节功率输出可以保持实时输出电压值Urms在允许最低输出电压Umin之上,避免实时输出电压值Uems低过允许最低输出电压Umin造成的断电现象,使电池组的保护电路不容易误判,保护工作电路更加简单稳定。
本发明通过协调电池组剩余电容量和驱动端输出功率,另驱动端操作更简单,不会因为电池容量的下降影响驱动端的使用时间和方法。
实施案例一:
参考图2,一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,通过检测电路获取12V电池组的输出电压Urms,所述电池组通过升压或逆变模块与驱动端电性连接,用于为驱动端供电,所述驱动端为功放放大单元。
获取所述电池组输出电压的所述检测电路中包括放大器U1,其同相输入端通过电阻R1与电池组电性连接,所述同相输入端与电池组之间还电性连接有一负电压电路,所述负电压电路为了产生一个稳定的负电压,所述放大器的输出端通过二极管D1和稳压二极管D2接入放大电路的滤波模块。
所述放大电路中的的放大器U2的反相输入端通过电阻R2与音频信号输入端连接,所述放大电路中的放大器U2的输出端通过电阻R3与功放放大单元电性连接,所述放大器U2的反相输入端串联了由滤波模块和电容C1并联的滤波电路。
功放放大单元在做功时,其功率输出呈动态输出,随之电池组的输出电压在9-11.5V中变化,保持功率输出的线性。当电池组的电容量下降时,电池组的输出电压Urms会随之被拉低,此时通过检测电路获取电池组的输出电压Urms的降幅,通过滤波模块进行整流,降低放大电路的放大倍数,进而调节功放放大单元的输出功率,从而将电池组的启动电压保持在10.5±0.5V范围,通过协调电池剩余电容量和功放放大单元的输出功率,在保证功放放大单元的音质情况,降低功放的音量。同时起到保护电池组的作用,避免电池组放电时单位时间内放电电流的Irms超过允许最大输出电流Imax。同时也进一步先限制了电池组输出电压Urms不低于允许最低输出电压Umin,避免保护电路的误触发。
本实施案例在满足功放输出的听音的同时保证电池组使用安全和发挥电池组全部性能;使电池组保护电路不容易误判,保护工作电路更简单稳定;在满足相同功放功率输出前提下,能配更小电容量的电池组达到听音要求,相同电容量电池组使用更长时间;提高整体工作效率,降低成本。
实施案例二:
参考图3,在实施案例一的基础上,采用数字信号处理器获取电池组的输出电压Urms,并通过数字信号处理器中控制模块控制音频信号的放大倍数,进而调节功放放大单元的功率输出。
综上所述,本领域的普通技术人员阅读本发明文件后,根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案,均属于本发明所保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其特征是:通过检测电路对电池组的输出电压信号采样,通过输出电压信号判断电池组电容量信号,并通过输出电压信号的降幅减少放大电路的放大倍数,调节驱动端的功率输出,控制放电电流的大小,保持实时输出电压值Urms在允许最低输出电压Umin之上。
2.根据权利要求1所述的一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其特征是:所述减少放大电路的放大倍数的方法至少包括以下方式之一:
1)通过运算放大电路的滤波处理,减少运算放大倍数;
2)通过数字信号处理器对由模数转换输入的数字信号减少运算放大倍数处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法:其特征是包括以下步骤:
获取所述电池组的输出电压Urms,判断电池组剩余电容量,当电池组中电容量减少,驱动端为满足功率输出,将拉低电池组的输出电压Urms;
当输出电压Urms处于电池组满功率输出时的电压Umax和允许最低输出电压Umin之间时,通过减少放大电路的放大倍数,调节驱动端的功率输出,控制电流大小,使单位时间内的输出电流Irms小于允许最大输出电流Imax,同时保持输出电压Urms不低于允许最低输出电压Umin,不触发电池组供电保护电路;
其中所述允许最低输出电压Umin为电池组供电保护电路中限制的最低供电电压。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其特征是:获取所述电池组输出电压的所述检测电路中包括放大器,其同相输入端与电池组电性连接,所述同相输入端与电池组之间还电性连接有一负电压电路。
5.根据权利要求4所述的一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其特征是:所述放大器的输出端通过二极管接入放大电路的滤波模块。
6.根据权利要求5所述的一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其特征是:所述放大电路的前端与音频信号输入端连接,后端作为放大后音频信号输出端与功放放大单元电性连接。
7.根据权利要求1或3所述的一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其特征是:所述电池组的输出电压Urms由数字信号处理器获取,同时数字信号处理器中通过控制放大倍数控制驱动端的功率输出。
8.根据权利要求7所述的一种基于电池电压限幅调节功率输出控制放电电流的方法,其特征是:所述数字信号处理器的信号输入端通过模数转换与音频信号电性连接,经过放大后的音频信号通过数模转换由信号输出端与功放放大单元电性连接。
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