CN111030250B - 电池状态指示电路及指示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池状态指示电路及指示方法。电池状态指示电路，包括电池状态指示电路包括：开关模块、多个电量区间比较电路和多个状态指示电路，开关模块根据接收到的非充电状态控制信号和充电状态控制信号调节输出的电池电量信号，电量区间比较电路根据接收到的电池电量信号确定电池的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号，状态指示电路对电池的充电电量区间进行指示，避免了采用将配置有电池的设备开机加载程序的耗电量大的电量指示方式，无需通过模数转换器对电压值进行采样，通过简单的电路结构实现了电池状态的多样化指示，减少了对设备寿命的影响，降低了制造成本，使用方便快捷，具有实用价值。

Description

电池状态指示电路及指示方法

技术领域

本发明实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池状态指示电路及指示方法。

背景技术

随着电子行业的发展，内置可充电锂电池的设备越来越广泛。电池充电状态及电量状态指示可以给用户使用带来很多方便，使用户快速了解电量剩余情况，预估电池的剩余工作时间及充电进度等。

目前，电池电量指示一般使用模数转换器(analogue-to-digital conversion，ADC)对电池电压值采样，通过ARM处理器或者单片机等处理器把ADC的采样结果进行计算并输出显示。然而，这种方式电池电量指示方式需要设备处于开机状态以加载程序，控制逻辑复杂，成本较高，并且需要烧写程序，耗电量大。

发明内容

本发明提供一种电池状态指示电路及指示方法，以通过简单的电路结构实现电池状态的多样化指示，减少对设备寿命的影响，降低了制造成本提升实用价值。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池状态指示电路，包括：

开关模块，所述开关模块用于根据接收到的非充电状态控制信号和充电状态控制信号调节输出的电池电量信号；

多个电量区间比较电路，多个所述电量区间比较电路对应于不同的电量区间，所述电量区间比较电路用于根据接收到的所述电池电量信号确定所述电池的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号；

多个状态指示电路，所述状态指示电路与所述电量区间比较电路一一对应设置，多个所述状态指示电路依次级联，所述状态指示电路用于根据接收到的所述充电状态控制信号以及本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的充电电量区间进行指示。

可选地，所述开关模块包括：

第一开关，所述第一开关的控制端接入所述非充电状态控制信号，所述第一开关的第一端与所述电池电连接；

第二开关，所述第二开关的控制端接入所述充电状态控制信号，所述第二开关的第一端与所述电池电连接，所述第二开关的第二端与所述第一开关的第一端电连接并输出所述电池电量信号。

可选地，所述电量区间比较电路包括：

分压单元，所述分压单元用于根据所述电量区间比较电路对应的电量区间对接收到的所述电池电量信号进行分压并生成分压信号；

比较单元，所述比较单元用于将所述分压信号和基准信号进行比较并输出对应该所述电量区间比较电路的所述电量区间信号。

可选地，所述比较单元包括比较器，所述分压单元包括第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端接入所述电池电量信号，所述第一分压电阻的第二端连接至所述第二分压电阻的第一端和所述比较器的第二比较信号输入端，所述第二分压电阻的第二端接入设定电源信号，所述比较器的第一比较信号输入端输入所述基准信号，所述比较器的比较信号输出端输出所述电量区间信号；

各所述电量区间比较电路中所述第一分压电阻的阻值和所述第二分压电阻的阻值的比值不同。

可选地，所述状态指示电路包括振荡电路和指示灯，所述振荡电路用于根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间信号控制所述指示灯的工作状态。

可选地，所述振荡电路包括：

振荡控制开关，所述振荡控制开关的控制端接入所述充电状态控制信号，所述振荡控制开关的第一端接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号；

第一振荡开关，所述第一振荡开关的控制端与所述振荡控制开关的第二端电连接，所述第一振荡开关的第一端接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述第一振荡开关的第二端接入设定电源信号；

第二振荡开关，所述第二振荡开关的控制端通过阻抗元件接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述第二振荡开关的第一端通过阻抗元件接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述第二振荡开关的第二端接入设定电源信号，所述第一振荡开关和所述第二振荡开关交替导通；

第一电容，所述第一电容的第一端连接至所述第一振荡开关的第一端，所述第一电容的第二端连接至所述第二振荡开关的控制端；

第二电容，所述第二电容的第一端连接至所述第一振荡开关的控制端，所述第二电容的第二端连接至所述第二振荡开关的第一端。

可选地，所述指示灯的第一端连接至所述第一电容的第一端并接入次级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述指示灯的第二端接入设定电源信号；

第一级至倒数第二级所述状态指示电路中的指示灯根据所述第一电容的第一端的电位信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间信号调节自身的指示状态，最后一级所述状态指示电路中的指示灯根据所述第一电容的第一端的电位信号调节自身的指示状态。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电池状态指示方法，由如第一方面所述的电池状态指示电路执行，所述电池状态指示方法包括：

所述开关模块根据接收到的非充电状态控制信号和充电状态控制信号调节输出的电池电量信号；

所述电量区间比较电路根据接收到的所述电池电量信号确定所述电池的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号；

所述状态指示电路根据接收到的所述充电状态控制信号以及本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的充电电量区间进行指示。

可选地，所述状态指示电路包括振荡电路和指示灯，所述状态指示电路根据接收到的所述充电状态控制信号以及本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的非充电电量区间进行指示，包括：

所述振荡电路根据接收到的所述充电状态控制信号调节自身的工作状态并根据本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间信号控制所述指示灯的工作状态。

可选地，所述状态指示电路包括振荡电路和指示灯，所述振荡电路包括振荡控制开关、第一振荡开关、第二振荡开关、第一电容和第二电容，所述状态指示电路根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对电池的充电电量区间进行指示，包括：

所述振荡控制开关根据接收到的所述充电状态控制信号和本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号控制所述第一振荡开关和所述第二振荡开关的导通状态，所述第一电容根据所述第一振荡开关的导通状态进行充放电并控制所述第二振荡开关的导通状态，所述第二电容根据所述第二振荡开关的导通状态进行充放电并控制所述第一振荡开关的导通状态，所述第一振荡开关和所述第二振荡开关交替导通。

本发明实施例提供了一种电池状态指示电路及指示方法，电池状态指示电路包括：开关模块、多个电量区间比较电路和多个状态指示电路，多个电量区间比较电路对应于不同的电量区间，状态指示电路与电量区间比较电路一一对应设置，多个状态指示电路依次级联，开关模块用于根据接收到的非充电状态控制信号和充电状态控制信号调节输出的电池电量信号，电量区间比较电路用于根据接收到的电池电量信号确定电池的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号，状态指示电路用于根据接收到的充电状态控制信号以及本级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号对电池的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的充电状态控制信号、本级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号和次级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号对电池的充电电量区间进行指示，避免了采用将配置有电池的设备开机加载程序的耗电量大的电量指示方式，无需通过模数转换器对电压值进行采样，通过简单的电路结构实现了电池状态的多样化指示，降低了制造成本，减少了对设备寿命的影响，使用方便快捷，具有实用价值。

附图说明

图1为本发明实施提供的一种电池状态指示电路的模块结构示意图；

图2为本发明实施提供的另一种电池状态指示电路的模块结构示意图；

图3为本发明实施提供的一种电池状态指示电路的电路结构示意图；

图4为本发明实施提供的一种电池状态指示方法的流程结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施提供的一种电池状态指示电路的模块结构示意图。如图1所示，该电池状态指示电路具体包括：开关模块100、多个电量区间比较电路200和多个状态指示电路300，多个电量区间比较电路200对应于不同的电量区间，状态指示电路300与电量区间比较电路200一一对应设置，多个状态指示电路300依次级联，开关模块100用于根据接收到的非充电状态控制信号S1和充电状态控制信号S2调节输出的电池电量信号，电量区间比较电路200用于根据接收到的电池电量信号确定电池400的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号，状态指示电路300用于根据接收到的充电状态控制信号S2以及本级状态指示电路300对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号对电池400的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的充电状态控制信号S2、本级状态指示电路300对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号和次级状态指示电路300对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号对电池400的充电电量区间进行指示。

具体地，开关模块100根据接收到的非充电状态控制信号S1和充电状态控制信号S2调节输出至电量区间比较电路200的电池电量信号，电量区间比较电路200根据接收到的电池电量信号确定电池400的电量是否处于对应的电量区间并调节输出至状态指示电路300的电量区间信号，状态指示电路300根据接收到的充电状态控制信号S2以及本级状态指示电路300对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号对电池400的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的充电状态控制信号S2、本级状态指示电路300对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号和次级状态指示电路300对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号对电池400的充电电量区间进行指示。

示例性地，如图1所示，电池状态指示电路可用于指示电池400的状态，例如可以指示电池400充电状态或非充电状态，以及电池400的电量状态等，电池400可以是配置于多种设备内部的可充电锂电池，可以通过开关模块100接入设备内部的电池400，当电池400处于非充电状态时，开关模块100可以根据接收到的非充电状态控制信号S1以及电池400的当前电量输出包括电池400当前电量信息的电池电量信号，当400处于充电状态时，开关模块100可以根据接收到的充电状态控制信号S2以及电池400的当前电量输出包括电池400当前电量信息的电池电量信号，这样电池400在充电状态或非充电模式下，都可以通过开关模块100输出电池电量信号以进行电池状态指示，不需要将配置有电池400的设备开机，也不必依赖于设备内部控制器就可以进行后续的电池状态指示，不损耗主设备电池寿命。

可以根据电池400的工作电压范围和放电曲线将电池400的电量划分为多个不同的区间，每个电量区间比较电路200对应于电池400的一个电量区间，分别用于根据接收到的电池电量信号判断电池电量是否处在电量区间比较电路200所对应的电量区间并输出包括电池400当前电量是否满足对应的电量区间的信息的电量区间信号，图1仅示意性的示出了电量区间比较电路200包括电量区间比较电路200a-电量区间比较电路200d，状态指示电路300包括对应于电量区间比较电路200a设置的状态指示电路300a，对应于电量区间比较电路200b设置的状态指示电路300b，对应于电量区间比较电路200c设置的状态指示电路300c和对应于电量区间比较电路200d设置的状态指示电路300的情况，实际应用时，可以结合划分的电池400的电量区间的个数设置电量区间比较电路200及其对应的状态指示电路300的个数。

每个状态指示电路300均对应于一个电量区间比较电路200设置，多个状态指示电路300依次级联，例如，状态指示电路300可以分别根据电量区间比较电路200对应的电量区间按照低电量至高电量的顺序依次级联，状态指示电路300能够根据接收到的充电状态控制信号S2确定电池400处于充电状态或非充电状态，并通过不同的方式指示充电状态下电池400的电量信息以及非充电状态下电池400的电量信息，具体地，非充电电量区间可以是非充电状态下电池400当前电量所在的区间，在非充电状态下，状态指示电路300可以根据对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号通过不同的方式区别指示电池400的当前电量是否满足该区间，充电电量区间可以是充电状态下电池400当前电量所在的区间，在充电状态下，状态指示电路300指示电池400的充电进度，状态指示电路300可以同时根据本级状态指示电路300对应的电量区间信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号进行电量指示，例如，本级状态指示电路300对应指示电池400的较低电量区间范围的电量信息，次级状态指示电路300对应指示电池400的较高电量区间范围的电量信息，本级状态指示电路300可以结合本级和次级电量区间比较电路200确定的电池400的充电电量信息调节自身的指示状态，各级状态指示电路300相组合可以指示电池400的充电进度，实现了电池400非充电状态下的电量区间指示和充电状态下的充电进度指示。

本发明实施例提供的电池状态指示电路能够区分电池的非充电模式和充电模式进行不同电量区间的电量指示，利用电量区间比较电路确定电池的当前电量是否处于对应的电量区间，在非充电模式下，通过状态指示电路进行相应电量区间的电量指示，在充电模式下，结合本级状态指示电路对应的电量区间比较电路确定的电量区间比较结果，以及次级状态指示电路对应的电量区间比较电路确定的电量区间比较结果综合多个状态指示电路进行电池的充电进度指示，避免了采用将配置有电池的设备开机加载程序的耗电量大的电量指示方式，无需通过模数转换器对电压值进行采样，通过简单的电路结构实现了电池状态的多样化指示，降低了制造成本，减少了对设备寿命的影响，使用方便快捷，具有实用价值。

图2为本发明实施提供的另一种电池状态指示电路的模块结构示意图。图3为本发明实施提供的一种电池状态指示电路的电路结构示意图。结合图2和图3，可选地，开关模块100包括第一开关K1和第二开关V1，第一开关K1的控制端a1接入非充电状态控制信号S1，第一开关K1的第一端b1与电池400电连接，第二开关V1，第二开关V1的控制端a2接入充电状态控制信号S2，第二开关V1的第一端b2与电池400电连接，第二开关V1的第二端c2与第一开关K1的第一端b1电连接并输出电池电量信号。

具体地，第一开关K1可以是复位开关，具体包括不带锁的按键开关或按压式的触点开关等，相应的，第一开关K1的控制端a1接入的非充电状态控制信号S1可以是第一开关K1的控制信号，第二开关V1可以是N沟道或P沟道的金氧半场效晶体管(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)，本实施例以第二开关V1为N沟道的MOSFET为例进行说明，相应的，第二开关V1的控制端a2接入的充电状态控制信号S2可以是第二开关V1的控制信号，第二开关V1接收到的充电状态控制信号S2为高电平信号时，第二开关V1导通。电池400处于非充电状态下，第一开关K1可以根据接收到的非充电状态控制信号S1导通，第二开关V1可以根据接收到的充电状态控制信号S2关断，电池400通过第一开关K1输出电池电量信号，同时电池400也能为该电池状态指示电路供电，电池400处于充电状态下，第一开关K1可以根据接收到的非充电状态控制信号S1关断，第二开关V1可以根据接收到的充电状态控制信号S2导通，电池400通过第二开关V1输出电池电量信号。

结合图2和图3，可选地，电量区间比较电路200包括分压单元21和比较单元22，分压单元21用于根据电量区间比较电路200对应的电量区间对接收到的电池电量信号进行分压并生成分压信号，比较单元22用于将分压信号和基准信号V_ref进行比较并输出对应该电量区间比较电路200的电量区间信号。示例性地，可以根据电池400的工作电压范围和放电曲线将电池400的电量划分成四个电量区间，电量区间比较电路200a-电量区间比较电路200d分别对应不同的电量区间，可以设置分压单元21a-分压单元21d根据各自对应的不同电量区间按照不同的比例对电池电量信号进行分压并生成分压信号，比较单元22a-比较单元22d分别比较各自对应的分压信号和基准信号V_ref，基于比较结果输出包括电池400当前电量是否满足电量区间比较电路200对应的电量区间的电量区间信号，通过分压单元21和比较单元22实现了电池400当前电量所在的电量区间的判断。

参考图3，可选地，比较单元22包括比较器3，分压单元21包括第一分压电阻1和第二分压电阻2，第一分压电阻1的第一端b3接入电池电量信号，第一分压电阻1的第二端c3连接至第二分压电阻2的第一端b4和比较器3的第二比较信号输入端B，第二分压电阻2的第二端c4接入设定电源信号GND，比较器3的第一比较信号输入端A输入基准信号V_ref，比较器3的比较信号输出端C输出电量区间信号，各电量区间比较电路200中第一分压电阻1的阻值和第二分压电阻2的阻值的比值不同。

具体地，设定电源信号GND可以是接地信号，分压单元21通过第一分压电阻1和第二分压电阻2对电池电量信号进行分压并输出分压信号至比较器3的第二比较信号输入端B，比较器3可以将第一比较信号输入端A输入的基准信号V_ref和第二比较信号输入端B输入的分压信号进行比较并通过比较信号输出端C输出电量区间信号。各电量区间比较电路200对应于不同的电量区间，因而第一分压电阻1的阻值和第二分压电阻2的阻值的比值不同，可以根据电池400的工作电压区间和预设的基准信号V_ref对第一分压电阻1的阻值和第二分压电阻2的阻值和二者的比值进行具体设置。

表1为一种分压单元和比较单元参数示意表，表1以第一分压电阻1、第二分压电阻2和比较器3的一组参数为例进行示意。示例性地，参考表1并结合图3，以电池400位为四串锂电池，标称电压值为14.8V，工作电压区间12.4V～16.8V为例进行说明。可以根据电池400的放电曲线划分电量区间，并据此设置对应的电量区间比较电路200，例如电池400的工作电压范围12.4V-13.4V为电量比例为[0-25％]的电量区间并对应于电量区间比较电路200a，工作电压范围13.4V-14.4V为电量比例为[25％-50％]的电量区间并对应于电量区间比较电路200b，工作电压范围14.4V-15.4V为电量比例为[50％-75％]的电量区间并对应于电量区间比较电路200c，工作电压范围15.4V-16.4V为电量比例为[75％-100％]的电量区间并对应于电量区间比较电路200d，比较器3的第一比较信号输入端A输入的基准信号V_ref对应的电压值均为2.495V，V_battery对应为电池400的当前电压，根据各电量区间对应的电压范围和基准信号V_ref对应的电压值设置分压单元21a中的第一分压电阻R1的阻值为5.360K，第二分压电阻R2的阻值为1K，第二比较信号输入端1B接收到的分压信号对应的电压值为1B＝R2/(R1+R2)*V_battery，比较器3将第一比较信号输入端1A对应的电压值和第二比较信号输入端1B对应的电压值进行比较，若1B＜1A，则通过比较信号输出端1C输出的电量区间信号为低电平信号，电池400的当前电量不满足区间[0-25％]，若如果1B＞1A，则通过比较信号输出端1C输出的电量区间信号为高电平信号，电池400的当前电量满足区间[0-25％]，同理，参照表1，也可以设置分压单元21b-分压单元21d中的第一分压电阻的阻值和第二分压电阻的阻值，根据第一分压电阻的阻值和第二分压电阻的阻值的不同比值，利用比较器3判断电池400的当前电量满足的电量区间，实现了电池400的电量状态的确定。

表1一种分压单元和比较单元参数示意表

需要说明的是，上述实施例仅以电池400为工作电压区间为12.4V～16.8V的四串锂电池，电池状态指示电路包括四个对应于不同电量区间的电量区间比较电路和四个对应的状态指示电路，以及一组R1-R8的取值为例进行示意说明，实际应用时，可以设置不同的R1-R8的取值，以将电池状态指示电路适用于工作电压区间为6.2V～8.4V的两串锂电池、工作电压区间为9.3V～12.6V的三串锂电池、工作电压区间为15.5～21V的五串锂电池、工作电压区间为18.6～25.2V的六串锂电池等当中。并且，可以根据需求将电池400的电量区间划分为任意个，并设置对应个数的电量区间比较电路200和状态指示电路300来实现电池状态指示，本发明实施例对此不进行限定。

结合图2和图3，可选地，状态指示电路300包括振荡电路31和指示灯L，振荡电路31用于根据接收到的充电状态控制信号S2、本级状态指示电路300对应的电量区间信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号控制指示灯L的工作状态。具体地，指示灯L可以是发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，指示灯L可以根据自身不同的状态，例如切换长亮、长灭或闪烁状态来实现电池400充电状态下的电量指示或非充电状态下的电量指示。振荡电路31可以根据接收到的充电状态控制信号S2确定电池400处于充电状态还是非充电状态并据此控制振荡电路31自身的振荡状态，结合接收到的本级状态指示电路300对应的电量区间信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号控制指示灯L是否发光以及发光时是否振荡，振荡电路31自身不处于振荡状态时，控制指示灯L长亮或长灭，振荡电路31自身处于振荡状态时，控制指示灯L闪烁，振荡电路31和指示灯L的设置，实现了电池400不同状态下的多样化指示。

可选地，参考图3，振荡电路31包括振荡控制开关4、第一振荡开关5、第二振荡开关6、第一电容7和第二电容8，振荡控制开关4的控制端a5接入充电状态控制信号S2，振荡控制开关4的第一端b5接入本级状态指示电路300对应的电量区间信号，第一振荡开关5，第一振荡开关5的控制端a6与振荡控制开关4的第二端c5电连接，第一振荡开关5的第一端b6接入本级状态指示电路300对应的电量区间信号，第一振荡开关5的第二端c6接入设定电源信号GND，第二振荡开关6，第二振荡开关6的控制端a7通过阻抗元件R接入本级状态指示电路300对应的电量区间信号，第二振荡开关6的第一端b7通过阻抗元件R接入本级状态指示电路300对应的电量区间信号，第二振荡开关6的第二端c7接入设定电源信号GND，第一振荡开关5和第二振荡开关6交替导通，第一电容7的第一端b8连接至第一振荡开关5的第一端b6，第一电容7的第二端c8连接至第二振荡开关6的控制端a7，第二电容8，第二电容8的第一端b9连接至第一振荡开关5的控制端a6，第二电容8的第二端c9连接至第二振荡开关6的第一端b7。

具体地，设定电源信号GND可以是接地信号，充电状态控制信号S2可以是相对的高电平信号或低电平信号，电池400处于充电状态时，充电状态控制信号S2可以是高电平信号，电池400处于非充电状态时，充电状态控制信号S2可以是低电平信号，振荡控制开关4可以根据控制端a5接收到的充电状态控制信号S2导通或关断，从而控制振荡电路31的振荡状态。振荡控制开关4可以是N沟道或P沟道MOSFET，第一振荡开关5和第二振荡开关6均可以是NPN型或PNP型的三极管，本实施例以振荡控制开关4是N沟道MOSFET，第一振荡开关5和第二振荡开关6均是NPN型三极管为例进行说明。示例性地，参考图3中的振荡电路31a，振荡电路31a的具体工作原理为：若电池400处于充电状态，且电池400的当前电量满足振荡电路31a对应的电量区间，即充电状态控制信号S2为高电平信号，且振荡电路31a接收到的电量区间信号为高电平信号，则振荡控制开关V10导通，振荡电路31a接收到的高电平的电量区间信号可以通过阻抗元件R10和振荡控制开关V10输出至第一振荡开关V2为第一振荡开关V2提供基极偏置电流，并通过阻抗元件R11输出至第二振荡开关V3为第二振荡开关V3提供基极偏置电流，第一振荡开关V2和第二振荡开关V3由于内部结构有细微差异，二者之中有一个先导通，假设第一振荡开关V2先导通，阻抗元件R9接地，将第一电容C1的第一端b8和第二端c8的电位均拉低至0V，使第二振荡开关V3截止，振荡电路31a接收到的电量区间信号通过阻抗元件R11向第一电容C1充电，第一电容C1的第二端c8的电位逐渐增大，增大到0.7V左右时第二振荡开关V3导通，阻抗元件R12接地，将第二电容C2的第一端b9和第二端c9的电位均拉低至0V，使第一振荡开关V2截止，振荡电路31a接收到的电量区间信号通过阻抗元件R10向第二电容C2充电，第二电容C2的第一端b9的电位逐渐增大，增大到0.7V左右时第一振荡开关V2导通，第一振荡开关V2导通以后很快又会将第二振荡开关V3截止，如此循环往复，第一振荡开关V2和第二振荡开关V3交替导通，形成振荡过程。若电池400处于充电状态，且电池400的当前电量不满足振荡电路31a对应的电量区间，即充电状态控制信号S2为高电平信号，且振荡电路31a接收到的电量区间信号为低电平信号，则振荡控制开关V10关断，振荡电路31a不工作。若电池400处于非充电状态，充电状态控制信号S2为低电平信号，则振荡控制开关V10关断，振荡电路31a不工作。

参考图3，可选地，指示灯L的第一端b10连接至第一电容7的第一端b8并接入次级状态指示电路300对应的电量区间信号，指示灯L的第二端c10接入设定电源信号GND；第一级至倒数第二级状态指示电路300中的指示灯L根据第一电容7的第一端b8的电位信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号调节自身的指示状态，最后一级状态指示电路300中的指示灯L根据第一电容7的第一端b8的电位信号调节自身的指示状态。

具体地，参照图3中状态指示电路300a中的指示灯L1，指示灯L1的第一端b10可以通过阻抗元件R13连接至第一电容C1的第一端b8并接入次级状态指示电路300对应的电量区间信号，指示灯L1的第一端还可以通过阻抗元件R14接入次级状态指示电路300对应的电量区间信号，指示灯L1的第二端c10接入的设定电源信号GND可以是接地信号。示例性地，电池400处于充电状态时，若电池400的当前电量满足振荡电路31a对应的电量区间，振荡电路31a处于震荡状态，第一电容C1的第一端b8的电位信号对应的电位不断在相对的高电位和相对的低电位之间变化，此时若次级状态指示电路300b对应的电量区间信号为低电平信号，指示灯L1根据第一电容C1的第一端b8的电位信号变化而闪烁，若次级状态指示电路300b对应的电量区间信号为高电平信号，指示灯L1根据次级状态指示电路300b对应的电量区间信号长亮。电池400处于非充电状态时，充电状态控制信号S2为低电平信号，振荡电路31a不工作，此时若次级状态指示电路300b对应的电量区间信号为高电平信号，指示灯L1根据第一电容C1的第一端b8的高电位的电位信号长亮。

参考图3，第一级状态指示电路300a至倒数第二级状态指示电路300c中的指示灯L根据第一电容7的第一端b8的电位信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号调节自身的指示状态，当第一电容7的第一端b8的电位信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号中有一个高电平信号时，指示灯L长亮，当第一电容7的第一端b8的电位信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号中一个为低电平信号另一个为在高电平和低电平之间变化的振荡信号时，指示灯L闪烁。最后一级状态指示电路300d中的指示灯L4根据第一电容7的第一端b8的电位信号调节自身的指示状态。

表2一种电池状态指示电路的指示示意表

表2为一种电池状态指示电路的指示示意表，结合表2和图3，对电池状态指示电路的指示方法进行示意说明。示例性地，假设电量区间比较电路200a对应的电量区间为[0-25％]，电量区间比较电路200b对应的电量区间为[25％-50％]，电量区间比较电路200c对应的电量区间为[50％-75％]，电量区间比较电路200d对应的电量区间为[75％-100％]。在充电状态下，比较信号输出端1C输出高电平的电量区间信号且比较信号输出端2C-4C输出的低电平的电量区间信号时，电池400的电量低于25％，指示灯L1闪烁代表电池400正在[0-25％]电量区间进行充电，指示灯L2-L4长灭代表电池400的电量尚未充至[25％-100％]之间的电量区间；比较信号输出端1C-2C输出高电平的电量区间信号且比较信号输出端3C-4C输出的低电平的电量区间信号时，指示灯L1长亮代表[0-25％]的电量区间电量已满，指示灯L2闪烁代表电池400正在[25％-50％]电量区间进行充电，指示灯L3-L4长灭代表电池400的电量尚未充至[50％-100％]之间的电量区间；比较信号输出端1C-3C输出高电平的电量区间信号且比较信号输出端4C输出的低电平的电量区间信号时，指示灯L1-L2长亮代表[0-50％]之间的两个电量区间电量已满，指示灯L3闪烁代表电池400正在[50％-75％]电量区间进行充电；比较信号输出端1C-4C输出高电平的电量区间信号时，指示灯L1-L3长亮代表[0-75％]之间的三个电量区间电量已满，指示灯L4闪烁代表电池400正在[75％-100％]电量区间进行充电。在非充电状态下，比较信号输出端1C-4C均输出高电平的电量区间信号，代表电池400的电量状态为100％。另外，在表2未示出的其他非充电状态下，由于充电状态控制信号S2为低电平信号，振荡电路31不工作，指示灯L1-L4分别根据比较信号输出端1C-4C输出的电量区间信号调节指示灯L1-L4长亮或长灭，指示电池400当前的电量区间。

可选地，参考图3，设置第一电容C1和第二电容C2电容的电容值可以改变第一电容C1和第二电容C2充放电的周期，从而改变振荡电路31的振荡频率，并调节指示灯L1闪烁的快慢。示例性地，参考图3中的振荡电路31a，振荡电路31a的振荡周期可计算为：T＝T1+T2＝2.3*(R11*C1+R10*C2)，可以设置R11＝R10＝51kohm，C1＝C2＝10uF，经计算T＝2.346s，振荡电路31a的振荡频率可计算为F＝1/T＝0.426Hz，这样即可通过调节第一电容C1和第二电容C2电容的电容值来改变指示灯L1的闪烁频率，使电池状态指示电路能够实现多样化指示。

可选地，图3所示的电阻R1-R31的电阻值范围可以在1000欧姆到3000000之间，基准信号V_ref对应的电压值范围可以在0.1V-10V之间，电容C1-C8的电容值的范围可以在0.1uF-220uF之间，通过本实施例提供的电池状态指示电路指示电池状态时，为了达到更好地节电效果，可以结合上述取值范围对电池状态指示电路进行具体的参数设置。

本发明实施例还提供了一种电池状态指示方法，电池状态指示方法可以由本发明上述实施例所述的电池状态指示电路来执行。图4为本发明实施提供的一种电池状态指示方法的流程结构示意图。如图4所示，电池状态指示方法具体包括：

S110、开关模块根据接收到的非充电状态控制信号和充电状态控制信号调节输出的电池电量信号。

示例性地，如图1所示，电池状态指示电路可用于指示电池400的状态，例如可以指示电池400充电状态或非充电状态，以及电池400的电量状态等，电池400可以是配置于多种设备内部的可充电锂电池，可以通过开关模块100接入设备内部的电池400，当电池400处于非充电状态时，开关模块100可以根据接收到的非充电状态控制信号S1以及电池400的当前电量输出包括电池400当前电量信息的电池电量信号，当400处于充电状态时，开关模块100可以根据接收到的充电状态控制信号S2以及电池400的当前电量输出包括电池400当前电量信息的电池电量信号，这样电池400在充电状态或非充电模式下，都可以通过开关模块100输出电池电量信号以进行电池状态指示，不需要将配置有电池400的设备开机，也不必依赖于设备内部控制器就可以进行后续的电池状态指示，不损耗主设备电池寿命。

S120、电量区间比较电路根据接收到的电池电量信号确定电池的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号。

可以根据电池400的工作电压范围和放电曲线将电池400的电量划分为多个不同的区间，每个电量区间比较电路200对应于电池400的一个电量区间，分别用于根据接收到的电池电量信号判断电池电量是否处在电量区间比较电路200所对应的电量区间并输出包括电池400当前电量是否满足对应的电量区间的信息的电量区间信号，图1仅示意性的示出了电量区间比较电路200包括电量区间比较电路200a-电量区间比较电路200d，状态指示电路300包括对应于电量区间比较电路200a设置的状态指示电路300a，对应于电量区间比较电路200b设置的状态指示电路300b，对应于电量区间比较电路200c设置的状态指示电路300c和对应于电量区间比较电路200d设置的状态指示电路300的情况，实际应用时，可以结合划分的电池400的电量区间的个数设置电量区间比较电路200及其对应的状态指示电路300的个数。

S130、状态指示电路以及本级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号对电池的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的充电状态控制信号、本级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号和次级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号对电池的充电电量区间进行指示。

每个状态指示电路300均对应于一个电量区间比较电路200设置，多个状态指示电路300依次级联，例如，状态指示电路300可以分别根据电量区间比较电路200对应的电量区间按照低电量至高电量的顺序依次级联，状态指示电路300能够根据接收到的充电状态控制信号S2确定电池400处于充电状态或非充电状态，并通过不同的方式指示充电状态下电池400的电量信息以及非充电状态下电池400的电量信息，具体地，非充电电量区间可以是非充电状态下电池400当前电量所在的区间，在非充电状态下，状态指示电路300可以根据对应的电量区间比较电路200输出的电量区间信号通过不同的方式区别指示电池400的当前电量是否满足该区间，充电电量区间可以是充电状态下电池400当前电量所在的区间，在充电状态下，状态指示电路300指示电池400的充电进度，状态指示电路300可以同时根据本级状态指示电路300对应的电量区间信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号进行电量指示，例如，本级状态指示电路300对应指示电池400的较低电量区间范围的电量信息，次级状态指示电路300对应指示电池400的较高电量区间范围的电量信息，本级状态指示电路300可以结合本级和次级电量区间比较电路200确定的电池400的充电电量信息调节自身的指示状态，各级状态指示电路300相组合可以指示电池400的充电进度，实现了电池400非充电状态下的电量区间指示和充电状态下的充电进度指示。

本发明实施例还提供的电池状态指示方法由本发明上述实施例所述的电池状态指示电路来执行，因而具备电池状态指示电路对应的有益效果，不再赘述。

可选地，状态指示电路300包括振荡电路和指示灯，状态指示电路根据接收到的充电状态控制信号以及本级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号对电池的非充电电量区间进行指示，包括：

振荡电路根据接收到的充电状态控制信号调节自身的工作状态并根据本级状态指示电路对应的电量区间信号和次级状态指示电路对应的电量区间信号控制指示灯的工作状态。

具体地，结合图2和图3，振荡电路31可以根据接收到的充电状态控制信号S2确定电池400处于充电状态还是非充电状态并据此控制振荡电路31自身的振荡状态，结合接收到的本级状态指示电路300对应的电量区间信号和次级状态指示电路300对应的电量区间信号控制指示灯L是否发光以及发光时是否振荡，振荡电路31自身不处于振荡状态时，控制指示灯L长亮或长灭，振荡电路31自身处于振荡状态时，控制指示灯L闪烁，振荡电路31和指示灯L的设置，实现了电池400不同状态下的多样化指示。

可选地，状态指示电路包括振荡电路和指示灯，振荡电路包括振荡控制开关、第一振荡开关、第二振荡开关、第一电容和第二电容，状态指示电路根据接收到的充电状态控制信号、本级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号和次级状态指示电路对应的电量区间比较电路输出的电量区间信号对电池的充电电量区间进行指示，包括：

振荡控制开关根据接收到的充电状态控制信号和本级状态指示电路对应的电量区间信号控制第一振荡开关和第二振荡开关的导通状态，第一电容根据第一振荡开关的导通状态进行充放电并控制第二振荡开关的导通状态，第二电容根据第二振荡开关的导通状态进行充放电并控制第一振荡开关的导通状态，第一振荡开关和第二振荡开关交替导通。

示例性地，参考图3中的振荡电路31a，振荡电路31a的具体工作原理为：若电池400处于充电状态，且电池400的当前电量满足振荡电路31a对应的电量区间，即充电状态控制信号S2为高电平信号，且振荡电路31a接收到的电量区间信号为高电平信号，则振荡控制开关V10导通，振荡电路31a接收到的高电平的电量区间信号可以通过阻抗元件R10和振荡控制开关V10输出至第一振荡开关V2为第一振荡开关V2提供基极偏置电流，并通过阻抗元件R11输出至第二振荡开关V3为第二振荡开关V3提供基极偏置电流，第一振荡开关V2和第二振荡开关V3由于内部结构有细微差异，二者之中有一个先导通，假设第一振荡开关V2先导通，阻抗元件R9接地，将第一电容C1的第一端b8和第二端c8的电位均拉低至0V，使第二振荡开关V3截止，振荡电路31a接收到的电量区间信号通过阻抗元件R11向第一电容C1充电，第一电容C1的第二端c8的电位逐渐增大，增大到0.7V左右时第二振荡开关V3导通，阻抗元件R12接地，将第二电容C2的第一端b9和第二端c9的电位均拉低至0V，使第一振荡开关V2截止，振荡电路31a接收到的电量区间信号通过阻抗元件R10向第二电容C2充电，第二电容C2的第一端b9的电位逐渐增大，增大到0.7V左右时第一振荡开关V2导通，第一振荡开关V2导通以后很快又会将第二振荡开关V3截止，如此循环往复，第一振荡开关V2和第二振荡开关V3交替导通，形成振荡过程。若电池400处于充电状态，且电池400的当前电量不满足振荡电路31a对应的电量区间，即充电状态控制信号S2为高电平信号，且振荡电路31a接收到的电量区间信号为低电平信号，则振荡控制开关V10关断，振荡电路31a不工作。若电池400处于非充电状态，充电状态控制信号S2为低电平信号，则振荡控制开关V10关断，振荡电路31a不工作。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种电池状态指示电路，其特征在于，包括：

开关模块，所述开关模块用于根据接收到的非充电状态控制信号和充电状态控制信号调节输出的电池电量信号；

多个电量区间比较电路，多个所述电量区间比较电路对应于不同的电量区间，所述电量区间比较电路用于根据接收到的所述电池电量信号确定所述电池的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号；

多个状态指示电路，所述状态指示电路与所述电量区间比较电路一一对应设置，多个所述状态指示电路依次级联，所述状态指示电路用于根据接收到的所述充电状态控制信号以及本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的充电电量区间进行指示；

所述状态指示电路包括振荡电路和指示灯，所述振荡电路用于根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间信号控制所述指示灯的工作状态；

所述振荡电路包括：

振荡控制开关，所述振荡控制开关的控制端接入所述充电状态控制信号，所述振荡控制开关的第一端接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号；

第一振荡开关，所述第一振荡开关的控制端与所述振荡控制开关的第二端电连接，所述第一振荡开关的第一端接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述第一振荡开关的第二端接入设定电源信号；

第二振荡开关，所述第二振荡开关的控制端通过阻抗元件接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述第二振荡开关的第一端通过阻抗元件接入本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述第二振荡开关的第二端接入设定电源信号，所述第一振荡开关和所述第二振荡开关交替导通；

第一电容，所述第一电容的第一端连接至所述第一振荡开关的第一端，所述第一电容的第二端连接至所述第二振荡开关的控制端；

第二电容，所述第二电容的第一端连接至所述第一振荡开关的控制端，所述第二电容的第二端连接至所述第二振荡开关的第一端。

2.根据权利要求1所述的电池状态指示电路，其特征在于，所述开关模块包括：

第一开关，所述第一开关的控制端接入所述非充电状态控制信号，所述第一开关的第一端与所述电池电连接；

第二开关，所述第二开关的控制端接入所述充电状态控制信号，所述第二开关的第一端与所述电池电连接，所述第二开关的第二端与所述第一开关的第一端电连接并输出所述电池电量信号。

3.根据权利要求1所述的电池状态指示电路，其特征在于，所述电量区间比较电路包括：

分压单元，所述分压单元用于根据所述电量区间比较电路对应的电量区间对接收到的所述电池电量信号进行分压并生成分压信号；

比较单元，所述比较单元用于将所述分压信号和基准信号进行比较并输出对应该所述电量区间比较电路的所述电量区间信号。

4.根据权利要求3所述的电池状态指示电路，其特征在于，所述比较单元包括比较器，所述分压单元包括第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端接入所述电池电量信号，所述第一分压电阻的第二端连接至所述第二分压电阻的第一端和所述比较器的第二比较信号输入端，所述第二分压电阻的第二端接入设定电源信号，所述比较器的第一比较信号输入端输入所述基准信号，所述比较器的比较信号输出端输出所述电量区间信号；

各所述电量区间比较电路中所述第一分压电阻的阻值和所述第二分压电阻的阻值的比值不同。

5.根据权利要求1所述的电池状态指示电路，其特征在于，所述指示灯的第一端连接至所述第一电容的第一端并接入次级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号，所述指示灯的第二端接入设定电源信号；

第一级至倒数第二级所述状态指示电路中的指示灯根据所述第一电容的第一端的电位信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间信号调节自身的指示状态，最后一级所述状态指示电路中的指示灯根据所述第一电容的第一端的电位信号调节自身的指示状态。

6.一种电池状态指示方法，其特征在于，由如权利要求1-5任一所述的电池状态指示电路执行，所述电池状态指示方法包括：

所述开关模块根据接收到的非充电状态控制信号和充电状态控制信号调节输出的电池电量信号；

所述电量区间比较电路根据接收到的所述电池电量信号确定所述电池的电量是否处于对应的电量区间并调节输出的电量区间信号；

所述状态指示电路根据接收到的所述充电状态控制信号以及本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的非充电电量区间进行指示，以及根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的充电电量区间进行指示；

所述状态指示电路包括振荡电路和指示灯，所述振荡电路包括振荡控制开关、第一振荡开关、第二振荡开关、第一电容和第二电容，所述状态指示电路根据接收到的所述充电状态控制信号、本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对电池的充电电量区间进行指示，包括：

所述振荡控制开关根据接收到的所述充电状态控制信号和本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号控制所述第一振荡开关和所述第二振荡开关的导通状态，所述第一电容根据所述第一振荡开关的导通状态进行充放电并控制所述第二振荡开关的导通状态，所述第二电容根据所述第二振荡开关的导通状态进行充放电并控制所述第一振荡开关的导通状态，所述第一振荡开关和所述第二振荡开关交替导通。

7.根据权利要求6所述的电池状态指示方法，其特征在于，所述状态指示电路包括振荡电路和指示灯，所述状态指示电路根据接收到的所述充电状态控制信号以及本级所述状态指示电路对应的所述电量区间比较电路输出的所述电量区间信号对所述电池的非充电电量区间进行指示，包括：

所述振荡电路根据接收到的所述充电状态控制信号调节自身的工作状态并根据本级所述状态指示电路对应的所述电量区间信号和次级状态指示电路对应的所述电量区间信号控制所述指示灯的工作状态。

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