CN1948988B - 电压式电池剩余电量检测装置及方法和利用该装置和方法的便携式电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电压式电池剩余电量检测装置及方法和利用该装置和方法的便携式电子设备，尤其涉及适合根据电池电压准确检测电池剩余电量的电压式电池剩余电量检测装置及方法。本发明的电压式电池剩余电量检测方法包括：输入电池放电电压的步骤；将上述电池放电电压与临界电压进行比较的步骤；电池的放电电压低于临界电压时，将电池的剩余电量设定″0″的步骤；电池的放电电压高于临界电压时，放大电池放电电压的变化幅度，将放大的放电电压设定为电池的剩余电量的步骤。本发明通过放大电池放电电压的变化幅度，可准确地检测出电池组的剩余电量。

Description

电压式电池剩余电量检测装置及方法和利用该装置和方法的便携式电子设备

技术领域

本发明涉及检测电池剩余电量的装置及方法，尤其涉及：根据电池电压检测剩余电量的装置及方法。另外，本发明还涉及具有电压式电池剩余电量检测功能的便携式电子设备。

背景技术

一般情况下，电池是向移动中的使用电池的电子设备提供必要电量的电源。这些移动电子设备包括便携式电话、PDA(Portable Data Apparatus)、笔记本电脑(Notebook Computer)，便携式游戏机、数码照相机、MP3播放机和便携式多媒体播放机(PMP：Portable Multimedia Player)等。因为电池只能蓄存有限容量的电荷，所以只能在有限的时间内为便携式电子设备提供电量。

这样，便携式电子设备用户在电池没电时会丢失工作中的重要信息或者无法在希望的时间进行重要的工作。

此外，电荷的过度充电和过度放电会损伤充电式电池或者缩短充电式电池的寿命，同时也会给便携式电子设备用户带来费用负担。这样，为避免电池带来的此种弊端，当务之急是向用户提供可显示电池的剩余电量的电池剩余电量检测技术。

电池剩余电量检测技术有利用电池管理芯片(Integrated Circuit；以下称″IC″)的方法和只根据电池电压进行检测的方法。利用电池管理芯片的方法是根据电池内部化学特性的变化，如体积、电流和电压等诸多条件来检测电池剩余电量。利用此种电池管理芯片的方法虽然能保证剩余电量检测的准确性和可信性，但为实现检测和显示等单一功能，必须要使用高价的电池管理芯片。也就是说，利用电池管理芯片的方法所使用的费用过高。与此相反，根据电池电压检测剩余电量的方法因检测方法的结构特性和电池放电时的电压特性，虽然无法保证剩余电量检测的准确性和可信性，但可最大限度减轻便携式电子设备生产者的负担。

图1是具有现有技术的电压式电池剩余电量检测装置的便携式电子设备的方块图，参照此图可以看出，它包括：与电池组10串连的电阻分压器(R1，R2)、模数转换器(Analog-Digital Converter，以下称″ADC″)20、中央处理器(CentralProcessing Unit，以下称″CPU″)30和显示器40。图1未标出与本发明无直接关系，唯恐影响本发明要旨或可能引起混淆的构成要素，但任何相关工作人员均可通过图1所示的电路充分理解本发明想要解决的技术课题。

在图1中具有电池剩余电量检测装置的便携式电子设备中，单纯从电阻分压器(R1，R2)分压的电池放电电压通过DC2 0和CPU30在显示器40上显示出来。如图2所示，电池的放电电压从4.2V细微地降至3.0V。甚至，与开始放电和终止放电时电池的放电电压大幅度降低相反，占放电时间大部分的放电中期电压降低的幅度更小。这是其特征。

因此，现有技术的电压式电池剩余电量检测装置很难准确检测出放电中期放电电压的变化。另外，也无法显示出电池的剩余电。此种问题在检测放电电压范围为3.7-3.8V的锂离子电池或锂聚合物电池的剩余电量的装置中更为突出。

同时，图1中的CPU30会因ADC20传送错误的放电电压数据，导致无法控制外围电路部50的动作模式。例如，CPU30在电池剩余电量还很充足时，将外围电路部50的动作模式指定为睡眠模式(Sleep Mode)或深度睡眠模式(Deep Sleep Mode)，会给用户的使用带来不必要的限制；或者没有感应到放电终期，使用户丢失重要的信息。

换句话说，便携式电子设备会因放电电压数据上的错误，无法顾及电池剩余电量的充足，给用户的使用带来不必要的限制或者因无法感应到电池的放电终期而丢失用户的重要信息。

发明内容

本发明正是为解决上述问题而提出的。本发明的目的在于提供：适合根据电池电压准确检测电池剩余电量的电压式电池剩余电量检测装置及方法。

本发明的另外目的在于：向用户提供具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，避免给用户的使用带来不必要的限制。

本发明的另一个目的在于：向用户提供具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，避免用户丢失重要的信息。

为了实现上述目的，本发明实施例的电压式电池剩余电量检测装置包括：将电池放电电压中临界电压以上的电压变化幅度放大的临界电压接收放大器和将通过放大器放大的放电电压显示为电池剩余电量的显示部。

显示器最好包括：将放大的放电电压转换成数字数据的模数转换器、将数字放电电压数据显示为电池组剩余电量的显示元件和根据模数转换器的数字放电电压数据驱动显示元件的驱动器。

增幅器包括提供临界电压的标准电压电源和响应临界电压、将高于临界电压的放电电压的变化幅度放大的运算放大器。

其它形式的增幅器还可包括取代运算放大器、比较临界电压的电池的放电电压，将高于临界电压的放电电压变化幅度放大的晶体管耦合电路。

另外一种形式的增幅器包括取代标准电压电源的、根据电池种类产生互不相同电压标准的临界电压的至少二个以上的电压转换器，以及将电压转换器中的任何一个与上述运算放大器或晶体管耦合电路相连的选择装置。

另外，为实现上述目的，本发明其它实施例的电压式电池剩余电量检测方法包括以下步骤：输入电池放电电压的步骤；将电池放电电压与临界电压进行比较的步骤；  电池的放电电压低于临界电压时，将电池的剩余量设定″0″的步骤；电池的放电电压高于临界电压时，放大电池放电电压的变化幅度，将放大的放电电压设定为电池的剩余电量的步骤。

本发明的电压式电池检测方法还包括在输入电池的放电电压之前，根据电池种类选择电压标准互不相同的至少二个以上临界电压中任何一个的步骤。

另外，为实现上述目的，本发明的另外一个实施例是关于便携式电子设备的，该设备具有用电池放电电压驱动的外围电路部和显示外围电路动作状态的显示元件。

本发明另一实施例中具有电压式电池检测功能的便携式电子设备包括：将电池放电电压中高于临界电压的电压成分的变化幅度放大的增幅器；根据该放大器放大的放电电压，将电池的剩余电量在显示元件上显示出来，同时控制外围电路部动作模式的控制部。

上述控制部最好包括：将放大的放电电压转换成数字数据的模数转换器；根据数字放电电压数据，将电池的剩余电量显示在显示元件上，同时控制外围电路部动作模式的中央处理器。

上述增幅器包括：提供临界电压的标准电压电源；响应该临界电压，将高于临界电压的放电电压变化幅度放大的运算放大器。

其它形式的上述增幅器还可包括：代替运算放大器、比较临界电压和电池的放电电压，将高于临界电压的放电电压的变化幅度放大的晶体管耦合电路。

其它形式的临界电压接收放大器还可包括取代标准电压电源、根据电池种类产生互不相同电压标准的临界电压的至少二个以上电压转换器。这些电压转换器受控于中央处理器，将其中任何一个与上述运算放大器或晶体管耦合电路相连接。

上述构成的本发明的电压式电池剩余电量检测装置及方法是通过放大电池组的放电电压的变化幅度来准确检测电池组的剩余电量。从而，具有本发明的电压式电池剩余电量检测功能的便携式电子设备也可通过放大电池组的放电电压的变化幅度来准确检测电池组的剩余电量，这样，可准确控制外围电路的动作模式。因此，不但可避免在便携式电子设备使用上受到不必要的限制，而且不会丢失用户的重要信息。

除本发明上述目的以外，本发明其它目的、优点和特征将通过附图的实施例进行详细说明。

本发明的效果：

如上所述，本发明的电压式电池剩余电量检测装置及方法放大电池组的放电电压的变化幅度，准确检测电池组的剩余电量。进而，具有本发明的电压式电池剩余电量检测功能的便携式电子设备也可通过放大电池组的放电电压的变化幅度正确检测电池组的剩余电量，从而正确控制外围电路的动作模式。这样，用户在使用便携式电子设备时，不但可避免受到不必要的限制，而且不会丢失重要的数据。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

为充分理解本发明的详细说明中所使用的附图，下面对各附图进行简要说明。

图1是具有现有技术的电压式电池剩余电量检测装置的便携式电子设备的方块图。

图2上表示电池组放电时电压变化的放电电压特性图。

图3是本发明实施例的具有电压式电池剩余电量检测装置的便携式电子设备概略示意图。

图4是说明电池组放电电压变化特性和增幅器输出信号的变化特性的电压特性图。

图5是详细说明图3中增幅器110的一个实施例的详细电路图。

图6是详细说明图3中增幅器110的另一个实施例的详细电路图。

图7是本发明的其它实施例的具有电压式电池剩余电量检测功能的便携式电子设备的概略图。

图8是详细说明图7中可调节增幅器160的一个实施例的详细电路图。

图9是详细说明图7中可调节增幅器160的一个实施例的详细电路图。

图10是说明本发明实施例的电压式电池剩余电量检测方法的分布流程图。

附图中主要部分的符号说明：

10、100：电池组            20、120：ADC

30、130：CPU               40、14：显示元件

50、150：外围电路部        110：增幅器

112：运算放大器            160：可调节增幅器

Q1、Q2：晶体管             R1-R7：电阻

具体实施方式

图3是本发明理想实施例的具有电压式电池剩余电量检测功能的便携式电子设备的概略图。图1未标出与本发明无直接关系、唯恐影响本发明要旨或可能引起混淆的构成要素，但任何相关工作人员均可通过说明充分理解包括技术课题和技术上的解决方法等本发明的技术范围和思想。

参照图3，本发明理想实施例的具有电压式电池剩余电量检测功能的便携式电子设备包括与电池组100串联的增幅器110、模数转换器(ADC)120、中央处理器(CPU)130和显示元件140。电池组100包括至少一个以上的蓄电池组电池，但为了便于说明，将电池组100看作一个蓄电池组电池进行说明。因此，如图4中的第一特性曲线(Vbb)所示，电池组100的放电电压在满充电时维持在4.2V。相反，在放电结束时维持在3.0V。另外，在占放电时间大部分的放电中期的电池组100的放电电压在4.2V至3.0V之间细微地变化。

上述显示元件140、将放大的放电电压转换成数字数据的模数转换器(ADC)120以及将上述模数转换器(ADC)120的数字放电电压数据在显示元件140上显示成电池组剩余电量的中央处理器(CPU)130组成电池剩余电量显示的显示部。

增幅器110响应预先设定的临界电压，高于临界电压的将电池组100的放电电压(Vbb)放大，使电池组100的放电电压(Vbb)的变化幅度被放大。换句话说，增幅器110将高于临界电压的电池组100放电电压(Vbb)的幅度放大得更大。临界电压在放电结束时设定为电池组的放电电压(即：图4中第1特性曲线(Vbb)中的3.0V)。如图4的第2特性曲线(Vba)所示，被增幅器110放大的放电电压(Vba)在4.0V至0.5V之间急剧变化。因此，电池组100的放电电压(Vbb)1.2V的变化幅度(即：缓慢倾斜度)被增幅器110放大为3.5V的变化幅度(即：急剧倾斜度)，几乎被放大了3倍左右。放电电压变化幅度的放大率可根据位于增幅器110后端的ADC120的可变电压幅度由生产者设置得更大或更小。

ADC120将经过增幅器110放大的放电电压(Vbb)转换成数字数据。经过ADC120转换的数字放电电压数据被提供给CPU130。

CPU130将ADC120的数字放电电压数据在显示元件140上显示，显示出电池组100的剩余电量。同时，CPU(130)根据数字放电电压数据，判断电池组100的剩余电量是否几乎全无。根据判断结果，将外围电路150的运行模式从主动模式转为待机模式，或者从待机模式转为休眠模式，或者从休眠模式转为深度休眠模式。这样，用户使用便携式电子设备时，不但可避免受到不必要的限制，而且还可防止重要信息的丢失。为控制便携式电子设备内的外围电路部150和显示元件等诸多电路，CPU130的使用是必要的，但它相当于与电压式电池剩余电量检测装置相关的显示元件驱动器。具有显示元件驱动器作用的CPU130与ADC120和显示元件140共同构成电压式电池检测装置的显示部。同时，与ADC120共同构成便携式电子设备的控制部。

图5是图3所示的增幅器110的实施例的详细电路图。图5中的增幅器110包括通过第1电阻(R1)向非反转输入端子(+)输入电池组100放电电压的运算放大器112和连接在运算放大器112的非反转端子(+)及接地电压线(GND)之间的第2电阻(R2)。另外，增幅器110包括：在运算放大器112的输出端子至反转输入端子(-)的线圈上的第3电阻(R3)；串联在运算放大器112的反转输入端子(-)和接地电压线(GND)之间的第4电阻(R4)和标准电压电源(Vref)。运算放大器112判断通过第1电阻(R1)输入的电池组100的放电电压(Vbb)是否高于通过第4电阻(R4)输入的标准电压电源(Vref)的临界电压(Vref)。当电池组100的放电电压(Vbb)低于临界电压(Vref)时，运算放大器112向输出端子输出0.5V以下的电压。相反，当电池组100的放电电压(Vbb)高于临界电压(Vref)时，运算放大器112将第1和第2电阻(R1、R2)分压的放电电压(Vbi)按一定放大率放大，将电池组100的放电电压(Vbb)1.2V的变化幅度放大至如图图4所示的3.5V的变化幅度。此时，运算放大器112的放大率(Ao)，即，运算放大器112的输出端子上的电压(Vba)和分压的放电电压(Vbi)间的比值如公式1所示。

【公式1】

Ao＝Vbb/Vbi＝1+{μR4/(R3+R4)}

临界电压(Vref)设定为电池组100放电终期时的3.0V的放电电压，在放电终期可指示出电池组100没有剩余电量。

图6是图3所示的增幅器110的另一实施例的详细电路图。图6中的增幅器110中将高于上述标准电压电源的临界电压的上述电池放电电压成分的变化幅度放大的是由第1及第2晶体管(Q1，Q2)组成的晶体管耦合电路。增幅器110包括：从电池组100分压放电电压(Vbb)的电阻分压器(R5、R6)和对电阻分压器(R5、R6)分压的放电电压(Vbi)做出响应的第1晶体管(Q1)。第1晶体管(Q1)有连接在集电极和数据收集中心(Nsk)的发射极，集电极与供给电压线(Vcc)相连接。另外，增幅器110包括对标准电压电源(Vref)的临界电压做出响应的第2晶体管(Q2)和连接在供应电压线(Vcc)及第2晶体管(Q2)的集电极之间的第7电阻(R7)。第2晶体管(Q2)包括与数据收集中心(Nsk)相连接的发射极。数据收集中心(Nsk)与接地电压线(GND)相连接。第7电阻(R7)与第2晶体管(Q2)的集电极之间的连接点是输出节点(Nout)。

电阻分压器(R5、R6)将电池组100放电的放电电压(Vbb)按其电阻值的比例进行分压。经电阻分压器(R5、R6)分压的放电电压(Vbi)的电压值相当于电池组100的放电电压(Vbb)的1/2或1/3。为最大限度地减少电池组蓄积的电荷量的放电，必须设定电阻分压器(R5、R6)的分压比。在这里，为便于说明，将电阻分压器(R5、R6)的分压比设为1∶2(即：将电阻R5、R6的电阻值设定为相同的数值)。此时，经电阻分压器(R5、R6)分压的放电电压(Vbi)为2.1V-1.5V范围的电压值。临界电压(Vref)设定为与放电结束时电池组的放电电压(即：图4中第1曲线(Vbc)中的3.0V)按电阻分压器(R5、R6)的分压比(即：1∶2)分压的电压值相同，以使电池组100放电结束时显示出无剩余电量。因此，临界电压(Vref)设定为1.5V。

第1及第2晶体管(Q1，Q2)分压后将高于临界电压(Vref)的放电电压的(Vbi)变化幅度按一定比例放大，将电池组100的放电电压(Vbb)的3.0V至4.2V的1.2V左右的变化幅度放大到图4第2特性曲线(Vba)所示的从0.5V至4.0V的3.5V左右的变化幅度。更为详细地说，经电阻分压器(R5、R6)分压的放电电压(Vbi)高于标准电压电源的临界电压(Vref)时，第1晶体管(Q1)通过自身的集电极和发射极增大剩余电量，第2晶体管(Q2)增大电阻，输出节点(Nout)上出现放大的电压。与此相反，经电阻分压器(R5、R6)分压的放电电压(Vbi)低于标准电压电源的临界电压(Vref)时，第2晶体管(Q2)通过自身的集电极和发射极增大电流量，输出节点(Nout)上产生0.5V以下的电压。这样，根据第1和第2晶体管(Q1，Q2)的比较和放大动作，如图4第2特性曲线(Vba)所示，输出节点(Nout)上被放大的放电电压(Vba)从4.0V急剧变化至0.5V。也就是说，电池组100放电的放电电压的1.2V的变化幅度(即：缓慢倾斜度)经第1和第2晶体管(Q1，Q2)放大成3.5V的变化幅度(即：急剧倾斜度)，几乎被放大了3倍。放电电压变化幅度的放大率可根据连接在供应电压线(Vcc)和输出节点(Nout)之间的第7电阻(R7)电阻值后端的ADC120的可变电压幅度由生产者调节决定。

图7是本发明其它实施例的具有电压式电池剩余电量检测功能的便携式电子设备概略图。图7的便携式电子设备，除图3中的增幅器110被受控于CPU130的可调节增幅器160代替外，与图3便携式电子设备具有相同的电路结构。图7的构成要素与图3构成要素相同，将参照图3中相同的名称和相同的参照符号。

参照图7，可调节增幅器160对CPU130的控制做出响应，在电压水平互不相同的至少两个以上的临界电压中选择任意一个，将高于可调节增幅器160选择的临界电压的电池组100的放电电压(Vbb)成分按一定比例放大。将电池组100的放电电压的变化幅度(倾斜度)放大(倾斜度)。临界电压的选择根据电池组100的种类来决定。例如，如果电池组100是普通电池时，临界电压设定为3.0V。相反，如果电池组100是变化范围为3.7-3.8V的锂离子电池或锂聚合物电池时，临界电压设定为3.7V。

CPU130对生产者利用外围电路150中包含的按钮输入装置指定的电池种类做出响应，变更可调节增幅器160的临界电压。

其它方法中，可调节增幅器160可不受CPU130的控制，而是具有生产者可操作的临界电压选择元件。此时，生产者操作临界电压选择元件，指定可调节增幅器160的临界电压，可调节增幅器160将高于指定临界电压的电池组100的放电电压成分变化幅度放大。

含有可调节增幅器160的电压式电池剩余电量检测装置及具有该装置的便携式电子设备不论使用何种电池，均可准确检测出电池的剩余电量。

图8是详细说明图7所示的可调节增幅器160一实施例的详细电路图。图8的可调节增幅器160，其第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)通过第4电阻(R4)与运算放大器112的反转输入端子(-)相连接，而不是与标准电压电源(Vref)相连接。除此之外，其它结构与图5所示的增幅器110相同。因此，与图5中具有相同功能的图8的构成要素参照相同的名称和相同的参照符号。

在图8中，第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)将供给电压线(Vcc)的供给电压(Vcc)向互不相同的低电压标准迁移，将标准-迁移的电压作为临界电压(Vref)通过第4电阻(R4)提供给运算放大器112的反转输入端子(-)。例如，第1电压转换器(VLS1)产生普通电池的放电终期时的电压标准-3.0V的第1临界电压(Vref1)，第2电压转换器(VLS2)产生锂离子电池或锂聚合物电池放电终期时的电压标准-3.8V的第2临界电压(Vref2)，第3电压转换器(VLS3)产生镍镉电池放电终期时的电压标准-1.75V的第3临界电压(Vref3)。另外，第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)受图7所示的CPU130的控制，相互排他性驱动。换句话说，CPU130的控制信号只能驱动第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)中的任意一个。第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)不但可像实施例中那样设置，而且可像设置电池种类的数量一样来设置电压转换器的数量。这是业内相关工作人员人所共知的。

运算放大器112将第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)中任意一个高于临界电压的电池组100的放电电压(Vbb)成分的变化幅度放大，电池组100的放电电压(Vbb)的变化幅度被放大。该运算放大器112的详细作用效果已在图5中详细说明，故在此省略。这样，运算放大器112对来自第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)的第1至第3临界电压(Vref1至Vref3)全部做出响应。图7的电压式电池剩余电量检测装置及具有该装置的便携式电子设备不论使用何种电池种类(即：任何种类的电池)均可准确检测出电池剩余电量。

其它形式的构成中，第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)的选择可不用CPU130控制，而用连接在第4电阻(R4)和第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)之间的可由生产者操作的选择开关取而代之。此时，根据想要检测剩余电量的电池种类操作选择开关，使第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)中任意一个与第4电阻(R4)相连接。

图9是详细说明图7所示的可调节增幅器160的另一实施例的详细电路图。图9的可调节增幅器160，其第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)不是与标准电压电源(Vref)相连接，而是与第2晶体管(Q2)基极相连接。除此之外，与图6所示的增幅器110构成相同。因此，与图6中增幅器110具有相同功能的图9的构成要素参照相同的名称和相同的参照符号。

在图9中，第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)将供给电压线(Vcc)的供给电压(Vcc)向互不相同的低电压标准移动，标准-移动的电压作为临界电压(Vref)提供给第2晶体管(Q2)的基极。例如，第1电压转换器(VLS1)将普通电池放电终期时的电压标准-3.0V按电阻分压器(R5、R6)的分压比(例如，1/2)分压成1.5V的第1临界电压(Vref1)，第2电压转换器(VLS2)将锂离子电池或锂聚合物电池放电终期时的电压标准-3.8V按电阻分压器(R5、R6)的分压比(例如，1/2)分压成1.9V的第2临界电压(Vref2)，第3电压转换器(VLS3)将镍镉电池放电终期时的电压标准-1.75V按电阻分压器(R5、R6)的分压比(例如1/2)分压成0.875V的第3临界电压(Vref3)。另外，第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)受控于图7所示的CPU130，相互排他性驱动。换句话说，CPU130的控制信号只能驱动第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)中的任意一个。第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)不但可像示例中那样设置，而且可像设置电池种类的数量一样来设置电压转换器的数量。这是业内相关工作人员人所共知的。

第1和第2晶体管(Q1，Q2)将第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)中任意一个高于临界电压的电池组100的分压的放电电压(Vbi)成分变化幅度放大，放大电池组100的放电电压(Vbb)的变化幅度。第1和第2晶体管(Q1，Q2)的详细作用效果已在图5中做过详细说明，故在此省略。这样，第1和第2晶体管(Q1，Q2)对第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)分压的第1至第3临界电压(Vref1至Vref3)全部做出响应。图7的电压式电池剩余电量检测装置和具有该装置的便携式电子设备无论使用何种电池(即：任何种类的电池)均可检测出电池的剩余电量。

其它形式的构成，第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)的选择可不受CPU130控制，而是用连接在第2晶体管(Q2)基极和第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)之间的可由生产者操作的选择开关取而代之。此时，生产者可根据想要检测剩余电量的电池操作开关，将第1至第3电压转换器(VLS1至VLS3)中的任意一个与第2晶体管(Q2)基极相连接。

图10是本发明的实施例的电压式电池剩余电量检测方法分布流程图。

参照图10，步骤100中，电池组100的放电电压(Vbb)被输入增幅器110中。

步骤102中，增幅器110判断输入的电池组100的放电电压(Vbb)是否高于临界电压(Vref)。

步骤104中，上述步骤102中如果电池组100的放电电压(Vbb)低于临界电压(Vref)，产生0.5V以下的输出电压(Vba)，将电池组100的剩余电量设定为″0″。

步骤106中，与此相反，如果步骤102中电池组100的放电电压(Vbb)高于临界电压(Vref)，增幅器110将两个电压之间的差电压按预先设定的放大率进行放大，形成将电池组100的放电电压(Vbb)的变化幅度(即：倾斜度)大大放大的输出电压(Vba)，将放大的电压(Vba)设定为电池组100的剩余电量。

步骤108中，完成步骤104和步骤106后，增幅器110将变化幅度被放大的输出电压(Vba)或0.5V以下的输出电压(Vba)通过ADC120和CPU130输出到显示元件140，将放大的输出电压(Vba)显示为电池组100的剩余电量。

按照上述一系列步骤，本发明实施例的电压式电池剩余量检测方法通过放大电池组100的放电电压的变化幅度，将放大的放电电压显示成剩余电量，从而准确检测出电池组的剩余电量。

其它形式的构成，本发明实施例的电压式电池剩余电量检测方法在将电池组100的放电电压(Vbb)输入增幅器步骤110的步骤100前，还包括根据电池种类设定互不同的多个临界电压中任意一个的步骤。这样，本发明的电压式电池剩余电量检测方法通过设定多个临界电压中任意一个，从而使无论何种电池，也就是说，使所有种类的电池均可根据放电电压检测剩余电量。

只

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种电压式电池剩余电量检测装置，其特征在于包括以下两个部分：

将电池放电电压中高于临界电压的电压变化幅度放大的增幅器；所述临界电压设定为电池放电终期时的放电电压；

将上述增幅器放大的电池电压作为电池剩余电量显示的显示部。

2.如权利要求1所述的电压式电池剩余电量检测装置，其特征在于：上述显示部包括以下几个部分：

显示元件；

将放大的放电电压转换成数字数据的模数转换器、

将上述模数转换器的数字放电电压数据在显示元件上显示成电池组剩余电量的驱动器。

3.如权利要求1所述的电压式电池剩余电量检测装置，其特征在于上述增幅器包括以下两个部分：

产生上述临界电压的标准电压电源；

将高于上述标准电压电源的临界电压的上述电池放电电压成分的变化幅度放大的运算放大器。

4.如权利要求1所述的电压式电池剩余电量检测装置，其特征在于上述增幅器包括以下两个部分：

产生上述临界电压的标准电压电源；

将高于上述标准电压电源的临界电压的上述电池放电电压成分的变化幅度放大的晶体管耦合电路。

5.如权利要求1所述的电压式电池剩余电量检测装置，其特征在于上述增幅器包括以下几个部分：

分别产生互不相同电压标准的临界电压的至少2个标准电压电源；

根据电池种类，选择上述至少2个标准电压电源中任意一个的临界电压的选择装置；

将高于上述选择装置临界电压的上述电池的放电电压成分的变化幅度放大的运算放大器。

6.如权利要求1所述的电压式电池剩余电量检测装置，其特征在于上述增幅器包括以下几个部分：

分别产生互不相同电压标准的临界电压的至少2个标准电压电源；

根据电池种类，选择上述至少2个标准电压电源中任意一个的临界电压的选择装置；

将高于上述选择装置临界电压的上述电池的放电电压成分的变化幅度放大的晶体管耦合电路。

7.一种电压式电池剩余电量检测方法，其特征在于包括以下步骤：

输入电池放电电压的步骤；

将上述电池放电电压与临界电压进行比较的步骤；

电池的放电电压低于临界电压时，将电池的剩余电量设定″0″的步骤；

电池的放电电压高于临界电压时，放大电池放电电压的变化幅度，将放大的放电电压设定为电池的剩余电量的步骤；

其中，所述临界电压设定为电池放电终期时的放电电压。

8.如权利要求7所述的电压式电池剩余电量检测方法，其特征在于还包括以下步骤：

在输入上述电池放电电压之前，根据电池种类选择电压标准互不相同的至少2个的临界电压中任意一个的选择步骤。

9.一种具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，包括利用电池的放电电压进行驱动的外围电路部和显示该外围电路部动作状态的显示元件，其特征在于包括以下两部分：

将上述电池放电电压中高于临界电压的电压变动幅度放大的增幅器；所述临界电压设定为电池放电终期时的放电电压；

根据被上述增幅器放大的放电电压将电池剩余电量显示在上述显示元件上，控制上述外围电路部动作模式的控制部。

10.如权利要求9所述的具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，其特征在于上述控制部包括以下几个部分：

将上述经增幅器放大的放电电压转换成数字数据形式的模数转换器；

根据上述模数转换器提供的数字放电电压数据将电池电量显示在上述显示元件上，同时控制上述外围电路动作模式的中央处理器。

11.如权利要求9所述的具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，其特征在于上述增幅器包括以下几个部分：

产生上述临界电压的标准电压电源；

将高于上述标准电压电源提供的临界电压的上述电池的放电电压成分变化幅度放大的运算放大器。

12.如权利要求9所述的具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，其特征在于上述增幅器包括以下几个部分：

产生上述临界电压的标准电压电源；

将上述标准电压电源提供的高于临界电压的上述电池的放电电压成分的变化幅度放大的晶体管耦合电路。

13.如权利要求9所述的具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，其特征在于上述增幅器包括以下几个部分：

分别产生互不相同电压标准的临界电压的至少2个的标准电压电源；

根据电池种类选择上述至少2个标准电压电源中任何一个提供的临界电压的选择装置；

将高于上述选择装置所选择的临界电压的上述电池的放电电压成分的变动幅度放大的运算放大器。

14.如权利要求9所述的具有电压式电池剩余电量检测装置及方法的便携式电子设备，其特征在于上述增幅器包括以下几个部分：

分别产生互不相同电压标准的临界电压的至少2个的标准电压电源；

根据电池种类选择上述至少2个标准电压电源中任何一个提供的临界电压的选择装置；

将高于上述选择装置所选择的临界电压的上述电池的放电电压成分的变动幅度放大的晶体管耦电路。

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