CN201215570Y - 一种电池电压检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池电压检测电路，包括设有第一、第二、第三输入输出端口P1.0、P1.2、P1.3及测试端口P1.1的MCU，其特征在于，还包括第一、第二、第三电阻R3、R4、R5、充放电电容C4、第一、第二、第三开关电路，电容C4、电阻R3、R5、第一、第二开关电路具有一共同端，电容C4的另一端接地，电阻R3、R5的另一端分别接P1.0和P1.1端口，第一、第二开关电路的另一端分别接P1.2端口和第三开关电路，第三开关电路的另一端接P1.3端口，第二开关电路还与电池电压VBat连接。本实用新型采用电容充放电来模拟A/D采集，利用公式计算出电池的电压，减少了MCU的成本，也降低了电路的复杂度。

Description

一种电池电压检测电路

技术领域

本实用新型涉及电压检测，更具体地说，涉及一种电池电压检测电路。

背景技术

在电池的制造领域中，电池的电压检测是必不可少的一个重要环节。目前对电池电压的检测，一般都是通过MCU的A/D端口对其检测，这样无疑提高了MCU的成本，同时也增加了电路的复杂度。在控制器行业的价格竞争中，尤其处于劣势。因此，现有技术的电池的电压检测电路都存在成本相对较高，而且电路也相对比较复杂的缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本较高且电路较复杂的缺陷，提供一种电池电压检测电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电池电压检测电路，包括设有第一、第二、第三输入输出端口P1.0、P1.2、P1.3及测试端口P1.1的MCU，其还包括第一、第二、第三电阻R3、R4、R5、充放电电容C4、第一、第二、第三开关电路，电容C4、电阻R3、R5、第一、第二开关电路具有一共同端，电容C4的另一端接地，电阻R3、R5的另一端分别接P1.0和P1.1端口，第一、第二开关电路的另一端分别接P1.2端口和第三开关电路，第三开关电路的另一端接P1.3端口，第二开关电路还与电池电压VBat连接。

在本实用新型所述的电池电压检测电路中，第一开关电路包括电阻R16和三极管TR2，电阻R16的一端与P1.2端口连接，另一端接三极管TR2的基极，三极管TR2的集电极接电容C4的非接地端，发射极接地。

在本实用新型所述的电池电压检测电路中，第二开关电路包括电阻R17和三极管TR3，电阻R17的一端接TR3的基极，另一端与第三开关电路连接，三极管TR3的集电极与电阻R4连接，发射极接电池电压VBat。

在本实用新型所述的电池电压检测电路中，第三开关电路包括电阻R18和三极管TR4，电阻R18的一端与P1.3端口连接，另一端接三极管TR4的基极，三极管TR4的集电极与电阻R17连接，发射极接地。

实施本实用新型的电池电压检测电路，具有以下有益效果：采用电容充放电来模拟A/D采集，利用公式计算出电池的电压，在测量范围不太大的场合也可以得到精确的模拟值，这样便减少了MCU的成本，同时也降低了电路的复杂度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型电池电压检测电路的原理图；

图2是本实用新型电池电压检测电路的工作流程图。

具体实施方式

本实用新型针对现有技术的上述成本较高且电路较复杂的缺陷，提供一种电池电压检测电路，采用电容充放电来模拟A/D采集，利用公式计算出电池的电压，在测量范围不太大的场合也可以得到精确的模拟值，这样便减少了MCU的成本，同时也降低了电路的复杂度。

如图1所示，本实用新型的电池电压检测电路包括设有第一、第二、第三输入输出端口P1.0、P1.2、P1.3及测试端口P1.1的MCU，其还包括第一、第二、第三电阻R3、R4、R5、充放电电容C4、第一、第二、第三开关电路1、2、3，电容C4、电阻R3、R5、第一、第二开关电路1、2具有一共同端，电容C4的另一端接地，电阻R3、R5的另一端分别接P1.0和P1.1端口，第一、第二开关电路1、2的另一端分别接P1.2端口和第三开关电路3，第三开关电路3的另一端接P1.3端口，第二开关电路2还与电池电压VBat连接。第一开关电路1包括电阻R16和三极管TR2，电阻R16的一端与P1.2端口连接，另一端接三极管TR2的基极，三极管TR2的集电极接电容C4的非接地端，发射极接地。第二开关电路2包括电阻R17和三极管TR3，电阻R17的一端接TR3的基极，另一端与第三开关电路3连接，三极管TR3的集电极与电阻R4连接，发射极接电池电压VBat。第三开关电路3包括电阻R18和三极管TR4，电阻R18的一端与P1.3端口连接，另一端接三极管TR4的基极，三极管TR4的集电极与电阻R17连接，发射极接地。本实用新型利用了单片机多余的I/O口，通过改变I/O的输入输出状态，分别利用不同的电压对电容进行充放电，分别记录下不同的电压下对电容的充电时间。根据公式t＝RC*Ln[V1/(V1-Vt)]，可以知道在RC不变时，充电时间和充电电压是有一定的关系的，从而可计算出电池的电压，其中t为充电时间，RC为阻容值，V1为电池电压，Vt为充电电压。

本实用新型的MCU采用的是低功耗稳压芯片供电，输出为2.5V。C4为充电电容，电容值是根据充电时间来选择的。在此选择独石电容是因为独石电容耐高温耐湿性好，可使温漂降到很小。电阻R3、R4用于控制充电，测量精度应选1％的精密电阻。R5为测试端口电阻，用于对电容C4放电，应尽量选阻值较小的电阻，与两个充电电阻拉开较大的差值以加快放电速度。同时，为了加快放电时间，可以加三极管进行放电。

图2是本实用新型电池电压检测电路的工作流程图。首先，在步骤202，MCU来判断是MCU充电还是电池充电，然后转入相应的处理程序。经过判断之后，如果是MCU充电，则将测试口P1.1设为低电平，P1.2设为高电平，且置为输出，其它端口设为输入端口。即通过R5和TR2对电容进行放电，延时直至放完。然后，在步骤204，MCU电压充电开始即将P1.0口设为高电平输出，其它口设为输入。同时，MCU内部定时器清零并开始计时，检测测试口P1.1状态。当检测到P1.1口为高电平时停止计时，定时器记录下MCU电压从开始充电到充电结束的时间。在步骤206，MCU对电容C4充电结束之后，再次对电容进行放电，延时至放完。然后，在步骤208，电池充电开始即将P1.3口设为高电平输出，其它口设为输入。同样，定时器开始计时，当P1.1口检测到高电平时停止计时，定时器记录下电池充电从开始充电到充电结束的时间。在步骤210，再执行延时放电的过程，也就是再循环到步骤202。利用上述公式经过八次采集后，进行一次平均值计算，取八次电池电压的平均值作为电池电压值，这样就得到了电池的电压值。

本实用新型采用电容充放电来模拟A/D采集，利用公式计算出电池的电压，在测量范围不太大的场合也可以得到精确的模拟值，这样便减少了MCU的成本，同时也降低了电路的复杂度。

Claims (4)

1、一种电池电压检测电路，包括设有第一、第二、第三输入输出端口P1.0、P1.2、P1.3及测试端口P1.1的MCU，其特征在于，还包括第一、第二、第三电阻R3、R4、R5、充放电电容C4、第一、第二、第三开关电路(1、2、3)，电容C4、电阻R3、R5、第一、第二开关电路(1、2)具有一共同端，电容C4的另一端接地，电阻R3、R5的另一端分别接P1.0和P1.1端口，第一、第二开关电路(1、2)的另一端分别接P1.2端口和第三开关电路(3)，第三开关电路(3)的另一端接P1.3端口，第二开关电路(2)还与电池电压VBat连接。

2、根据权利要求1所述的电池电压检测电路，其特征在于，第一开关电路(1)包括电阻R16和三极管TR2，电阻R16的一端与P1.2端口连接，另一端接三极管TR2的基极，三极管TR2的集电极接电容C4的非接地端，发射极接地。

3、根据权利要求1所述的电池电压检测电路，其特征在于，第二开关电路(2)包括电阻R17和三极管TR3，电阻R17的一端接TR3的基极，另一端与第三开关电路(3)连接，三极管TR3的集电极与电阻R4连接，发射极接电池电压VBat。

4、根据权利要求1所述的电池电压检测电路，其特征在于，第三开关电路(3)包括电阻R18和三极管TR4，电阻R18的一端与P1.3端口连接，另一端接三极管TR4的基极，三极管TR4的集电极与电阻R17连接，发射极接地。

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