CN202533564U

CN202533564U - 电量指示装置

Info

Publication number: CN202533564U
Application number: CN2012200566843U
Authority: CN
Inventors: 王安清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2022-02-21

Abstract

一种电量指示装置，用于检测一个电池的残存电量，该电量指示装置包含一个取样单元、一个流向检测单元、一个中央处理单元，及一个显示器。由于该流向检测单元可检测该电池与该取样单元间的电流方向并输出一个通知信号，而该中央处理单元可由该通知信号判断该电池是处于充电或放电状态，并切换到相对应的运算模式，借此无论该电池是处于充电或放电状态，该中央处理单元都准确地将该取样单元所输出经处理后的模拟电压信号换算成电池残存电量，并通过该显示器显示。

Description

电量指示装置

技术领域

本实用新型涉及一种电量指示装置，特别是涉及一种用于检测电池的电量的电量指示装置。

背景技术

参阅图1，图中显示中国台湾公开第201122518号发明名称为“数字化电量指示装置”的发明专利案。该案所揭示的一数字化电量指示装置1适用于检测一个动力电池11的电量，该数字化电量指示装置1包含一个衰减电路12、一个运算放大器电路13、一个模拟数字转换电路14、一个控制电路15，及一个显示电路16。

该衰减电路12是用于针对该动力电池11的模拟电压信号进行衰减处理，以使电压值可确切符合后续运算放大器电路13及模拟数字转换电路14所要求的大小。而运算放大器电路13则与该衰减电路12电性连接，用于接收经该衰减电路12衰减处理后的该模拟电压信号，并撷取一段预设电压范围，此电压范围是依该动力电池11所安装的电子装置所需而决定。该模拟数字转换电路14是与该运算放大器电路13的输出端电性连接，用于将该运算放大器电路13输出的该模拟电压信号转换成数字电压信号。该控制电路15与模拟数字转换电路14的输出接脚电性连接，而该显示电路16包括有两个七段显示器，两个七段显示器分别代表十位数及个位数，借此该控制电路15转换所得的BCD码可译码形成十进位数值，并分别显示在十位数及个位数的七段显示器上。

该数字化电量指示装置1虽然可检测动力电池11的电量多少，并以数字化数值显示动力电池11的残余电量，进而提醒使用者可适时地对该动力电池11施以充电。然而，动力电池11在进行充电及放电时的特性并不一样，以致该数字化电量指示装置1无法在充电、放电两种状态下对残余电量的测定均为精确的，一定会在其中一种状态下的测定为失准的情况，因此该数字化电量指示装置1仍有需要改进的地方。

发明内容

本实用新型的目的是在提供一种可准确显示残存电量的电量指示装置。

本实用新型电量指示装置，用于检测一个电池的残存电量，所述电量指示装置包含有：一个用于对该电池的模拟电压信号进行取样并输出一个经处理后的模拟电压信号的取样单元；一个用于检测输入该取样单元的电流方向并输出一个通知信号的流向检测单元；一个中央处理单元，与该取样单元及该流向检测单元电连接，用于使经该取样单元取样处理后的模拟电压信号转换为一个数字信号，并依据该流向检测单元所输出的通知信号来判断该电池是处于充电状态或放电状态，而切换到相对应的运算模式，进而将该数字信号换算成电池残存电量，且计算出该电池残存电量与该电池总电容量的百分比例；一个译码器，与该中央处理单元电连接，用于针对该中央处理单元运算后的该百分比例进行译码动作；及一个显示器，与该译码器电连接，而以数字显示该百分比例。

较佳地，前述的电量指示装置，其中该取样单元还包括一个与该电池电连接的衰减电路，及一个与该衰减电路电连接的运算放大器，该衰减电路根据该电池的模拟电压信号进行取样及衰减处理，而该运算放大器接收经过衰减处理后的模拟电压信号，并撷取一段预设电压范围。

较佳地，前述的电量指示装置，其中该中央处理单元内建有多个不同种类电池的充、放电曲线数据，而该电量指示装置还包括一个选择器，该选择器与该流向检测单元及该中央处理单元电连接，用于切换该中央处理单元操作于不同种类电池的运算模式中。

本实用新型的有益效果在于：通过中央处理单元可依据该流向检测单元所发出的通知信号来判断该电池是处于充电状态或放电状态，并切换到相对应的运算模式，因此该电量指示装置无论在电池处于充电或放电状态均可精确地显示电池的残余电量。

附图说明

图1是显示中国台湾公开第201122518号发明名称为“数字化电量指示装置的发明专利案的电路配置图；

图2是显示本实用新型一较佳实施例的电量指示装置的电路配置图；及

图3是说明该较佳实施例的操作流程的流程图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本实用新型并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本实用新型，各技术术语可以基于本实用新型的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。

参阅图2，图中显示为本实用新型一较佳实施例的电量指示装置，用于检测一电池2的残存电量，该电量指示装置包含一个取样单元3、一个流向检测单元4、一个中央处理单元5、一个选择器6、一个译码器7、及一个显示器8。

特别说明的是，本较佳实施例中该电量指示装置是安装于机动运输工具(例如：电动机车、电动汽车等)中使用，用于检测并显示该机动运输工具中的电池2的残存电量，而该显示器8还可显露于该机动运输工具的仪表板上，方便使用者随时监视该电池2的状态，当然该电量指示装置也可安装于其他移动装置中，例如：笔记本电脑、手机等等。

该取样单元3包括一个与该电池2电连接的衰减电路31，及一个与该衰减电路31电连接的运算放大器32。该衰减电路31可对该电池2所输出的模拟电压信号取样然后进行衰减处理，而该运算放大器32可接收经过衰减处理后的模拟电压信号，并撷取一段预设电压范围以供后续的运算处理。

该流向检测单元4可检测流入该取样单元3的电流方向，并发出一个通知信号，在本较佳实施例中，该流向检测单元4是以一个霍尔检测器来实现。

该中央处理单元5与该取样单元3及该流向检测单元4电连接，而可接收该取样单元3所输出经处理后的模拟电压信号并转换为一数字信号，然后再依据该流向检测单元4所发出的通知信号，得知由电池2流入该取样单元3的电流方向，从而判断该电池2是处于充电状态或放电状态，而可对应切换到充电或放电的其中一种运算模式，如此便可在正确的运算模式下将该数字信号换算成电池2残存电量，并计算出电池2残存电量与电池2总电容量的百分比例(下称百分比例)。此外，该中央处理单元5内建有三个不同种类电池的充、放电曲线数据，在本较佳实施例中，内建的电池种类数据分别为磷酸锂铁电池、铅酸电池，及镍氢电池的数据，但当然该中央处理单元5也可以内建其他种类电池的数据，此外，该中央处理单元5内建电池种类数据的数量仅为本较佳实施例的实施态样，并不以此为限。

在本较佳实施例中，该中央处理单元5是以一个具有8位CPU的单芯片微电脑(MCU)来实现。

该选择器6与该流向检测单元4及该中央处理单元5电连接，用于切换该中央处理单元5操作于前述不同种类电池2的运算模式中。

该译码器7与该中央处理单元5电连接，而可接收该中央处理单元5运算出来的该百分比例后进行译码动作。

该显示器8与该译码器7电连接，而可以数字显示该百分比例。在本较佳实施例中，该显示器8是以较为耐摔、省电的LED面板，且可显示该百分比例的数字是以七段式显示方式，但当然该显示器8可以是LCD或其他的显示面板，主要为供显示该百分比例。

参阅图3，并配合参阅图2，在使用时是先依据所使用的电池2种类，以手动的方式操作该选择器6，例如使用者通过该选择器6选择了磷酸锂铁电池，则该中央处理单元5便会选出磷酸锂铁电池的充电、放电曲线数据，并切换到磷酸锂铁电池的操作模式。

接着可通过该流向检测单元4来检测流入该取样单元3中的电流方向，借此该中央处理单元5可判断目前电池2是处于充、放电中的哪种状态，并自动切换到对应的操作模式。以下将以电池出于充电状态为例加以说明，而电池出于放电状态也有类似相应的操作过程。

若该电池2是处于充电状态，则该取样单元3会先对该电池2的模拟电压信号进行取样动作，然后，该中央处理单元5会判断由该取样单元3所接收的模拟电压信号是否为合理的数据；若为不合理的数据(例如：受到外界噪声信号干扰而产生的突波信号)，则该取样单元3便会重新执行一次取样动作；若为合理数据，则该中央处理单元5就会将该取样单元3所输出经处理后的模拟电压信号转换为数字信号，并与磷酸锂铁电池的充电曲线数据做比对，并换算成电池2残存电量，然后再进一步计算出该百分比例。

再来，该中央处理单元5会将运算结果传送到该译码器7中，而该译码器7会将该百分比例译码并转换为BCD码供显示器8的七段式显示，使得该显示器8可以0～99的数值，来显示出该百分比例。

若是显示器8所显示的数值为99，则表示充电已完成，该电量指示装置会停止运作，而若是显示器8所显示为0～98等数值，则该中央处理单元5会指示该取样单元3继续进行取样动作，并继续重复上述的步骤流程，直到该百分比例为99才停止，以随时监测电池2的状态。

借助上述设计，本实用新型的电量指示装置于实际使用时具有以下所述的优点：

(1)电量显示准确：

通过该流向检测单元4可判断由电池2流入该取样单元3中的电流方向，且该中央处理单元5可接收该检测单元的通知信号，来判断该电池2是处于充电或放电中的哪一种状态，并切换到相对应的运算模式，因此该电量指示装置无论在电池2处于充电、放电状态均可精确地显示电池2的残余电量。

(2)可应用于不同种类电池2的检测：

由于该中央处理单元5可内建多个不同种类的电池2数据，因此使用者可通过该选择器6，将该中央处理单元5切换至所需的电池2种类的操作模式中，通用性高。

综上所述，本实用新型电量指示装置通过该流向检测单元4可判断由电池2流入该取样单元3中的电流方向，并输出通知信号，配合该中央处理单元5可据此切换于充、放电的运算模式之间，使得电池2残存电量的测定上更加精准，不会因电池2充、放电行为的不同而造成测定失准的现象，此外，若使用者使用不同的电池2，亦可通过该选择器6来选择所需的操作模式，使用上相当方便。

应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种电量指示装置，用于检测一个电池的残存电量，其特征在于：包含有：

一个用于对该电池的模拟电压信号进行取样并输出一个经处理后的模拟电压信号的取样单元；

一个用于检测输入该取样单元的电流方向并输出一个通知信号的流向检测单元；

一个中央处理单元，与该取样单元及该流向检测单元电连接，用于使经该取样单元取样处理后的模拟电压信号转换为一个数字信号，并依据该流向检测单元所输出的通知信号来判断该电池是处于充电状态或放电状态，而切换到相对应的运算模式，进而将该数字信号换算成电池残存电量，且计算出该电池残存电量与该电池总电容量的百分比例；

一个译码器，与该中央处理单元电连接，用于针对该中央处理单元运算后的该百分比例进行译码动作；及

一个显示器，与该译码器电连接，而以数字显示该百分比例。

2.如权利要求1所述的电量指示装置，其特征在于：该取样单元还包括一个与该电池电连接的衰减电路，及一个与该衰减电路电连接的运算放大器，该衰减电路根据该电池的模拟电压信号进行取样及衰减处理，而该运算放大器接收经过衰减处理后的模拟电压信号，并撷取一段预设电压范围。

3.如权利要求1或2所述的电量指示装置，其特征在于：该中央处理单元内建有多个不同种类电池的充、放电曲线数据，而该电量指示装置还包括一个选择器，该选择器与该流向检测单元及该中央处理单元电连接，用于切换该中央处理单元操作于不同种类电池的运算模式中。