CN203337806U

CN203337806U - 电量查询装置

Info

Publication number: CN203337806U
Application number: CN2013204675191U
Authority: CN
Inventors: 向智勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Kimree Technology Co Ltd
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: US9465081B2; US20150035540A1

Abstract

一种电量查询装置，用于查询多次性电子烟电池杆电量，包括备用电池（100）、电流采样单元（500）、电压采样单元（400）、充电控制单元（300）、主控单元（200）和电量显示单元（600）；主控单元（200）用于根据电流采样单元（500）采集的充电电流控制主控单元（200）将备用电池（100）提供的电压进行调整输出以使充电电流等于预设电流，在根据此时电压采样单元（400）采集到的充电电压计算电池的电量，最后控制电量显示单元（600）显示电量。本实用新型只需要把电池杆插入或者旋入查询装置很短的时间使其以预设电流进行充电，就可以显示电池杆电量，极大的方便用户查询电池杆的电量。

Description

电量查询装置

技术领域

本实用新型涉及电子烟领域，尤其涉及一种用于查询电子烟电池杆电量的电量查询装置。

背景技术

电子烟包括电池杆和雾化器，电池杆用于给电子烟的雾化器供电。电子烟分为一次性电子烟和非一次性电子烟，对于一次性电子烟，其电池杆是不能充电的，对于非一次性电子烟，其电池杆是可以充电的。

现有技术中对电池杆的充电包括电子烟盒和USB充电器，目前市面上大部分的电子香烟电池杆的USB充电器或者电子烟盒都仅仅只有LED灯表示的“充电中”和“充满”的状态指示，有的甚至连指示灯都没有。

由于电池杆外露的两个电极是连接电热丝的两极，不是连接电池的两极，无法直接测量电池电压及电量。很多时候使用者不知道电池杆充了多少电或者说剩余多少电池容量，为了保证使用时有足够的电量，不管电池杆有没有电量，先充电再说，一方面会缩短电池杆使用寿命，另一方面也给使用者带来不便。

因此，现有技术中对于电池杆的电量的获取存在缺陷，需要改进。

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电池杆的电量的获取不方便的缺陷，提供一种电量查询装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电量查询装置，用于查询电子烟电池杆内的电池电量，包括，

备用电池、电流采样单元、电压采样单元、充电控制单元、主控单元和电量显示单元；

所述主控单元分别与所述备用电池、电流采样单元、电压采样单元、充电控制单元和电量显示单元相连接；所述电流采样单元、电压采样单元和充电控制单元还均与所述电池杆相连接；所述充电控制单元和电量显示单元还均与所述备用电池相连接；

所述备用电池单元用于为所述主控单元、充电控制单元和电量显示单元提供电源电压；

所述电流采样单元用于采集所述电池杆的充电电流，并将采集的充电电流信号送至主控单元；

所述主控单元用于根据所述充电电流信号输出充电控制信号至所述充电控制单元；

所述充电控制单元用于根据所述充电控制信号对当前充电状态的充电电压进行调整，使电池杆的充电电流等于预设电流；

所述电压采样单元用于采集所述电池杆的调整后的充电电压，并将采集的充电电压信号送至主控单元，

主控单元还用于根据所述充电电压计算电池杆中电池的电量，输出电量显示信号至电量显示单元；

电量显示单元用于根据接收到的所述电量显示信号显示电量。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述备用电池单元包括电池。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述电池为可更换电池。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述电池为可充电电池，所述备用电池单元还包括USB接口单元和充电管理单元；

所述USB接口单元、充电管理单元、可充电电池、充电控制单元依次连接；

所述充电管理单元用于在有外接电源接入时控制所述外接电源对所述可充电电池进行恒流充电。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述充电管理单元包括一充电管理芯片，所述充电管理芯片型号为VA7204。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述主控单元包括一微处理器，所述微处理器的型号为SN8P2712。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述电池杆包括正输出端和负输出端；

所述充电控制单元包括MOS管、升压芯片、三极管、电感和二极管；所述升压芯片的型号为CP2121；

所述升压芯片的4号引脚连接至所述微处理器，所述升压芯片的4号引脚还通过第一电阻连接至所述三极管的基极，所述三极管的基极还通过第二电阻接地，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过第三电阻连接至所述MOS管的源极，所述三极管的集电极还连接至所述MOS管的栅极，所述MOS管的源极用于接收所述备用电池单元提供的电压，所述MOS管的漏极通过所述电感连接至所述二极管的阳极，所述升压芯片的5号引脚连接至所述MOS管和电感之间，所述升压芯片的1号引脚连接至所述二极管和电感之间，所述二极管的阴极连接至所述正输出端。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述电压采样单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻的一端连接至所述正输出端，所述第一分压电阻的另一端连接至所述第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端接地，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间连接至所述微处理器。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述电流采样单元500包括电流采样电阻和第四电阻；

所述电流采样电阻一端连接至第四电阻的一端以及所述负输出端，所述电流采样电阻的另一端接地，所述第四电阻的另一端连接至所述微处理器。

在本实用新型所述的电量查询装置中，所述电量显示单元包括LED灯和/或LED屏和/或LCD屏。

实施本实用新型的电量查询装置，具有以下有益效果：本实用新型利用充电管理单元对电池进行充电，同时利用电流采样单元采集充电电流，主控单元根据所述充电电流控制充电控制单元调整充电电压，以使充电电流达到预设电流，并在充电电流达到预设电流时，根据此时电压采样单元采集到的充电电压计算电池杆内部电池电压，再根据电池电压计算电池的电量进而控制电量显示单元显示具体的电量信息，由于对电池杆充电需要一个短暂的调节过程使得电池杆的充电电流达到预设电流，并在确定电池杆的充电电流正好达到预设电流时，所采集到的充电电压与电池杆内电池的电压存在一个简单的换算过程，因此可以根据此时采集到的充电电压计算电池电压，再根据电池电压计算电池电量，并显示该电池电量。如此可以只需要把电池杆插入或者旋入查询装置很短的时间使其以预设电流进行充电，就可以显示电池杆电量，极大的方便用户查询电池杆的电量。

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是本实用新型电量查询装置的结构示意图；

图2是本实用新型电量查询装置第一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型电量查询装置第一实施例的电路原理图；

图4是本实用新型电量查询装置第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型为了解决现有技术中对电池杆的电量的获取不方便的缺陷，提供了一种可以用于直接查询电池杆电量的电量查询装置。

本实用新型利用对电池杆充电需要一个短暂的调节过程使得电池杆以预设电流进行充电的特点，通过对电池杆进行充电，并在确定电池杆的充电电流正好达到预设电流时，所采集到的充电电压与电池杆的电压存在一个简单的换算过程，根据采集到的电池电压再计算电池电量，并显示该电池电量，如此可以极大的方便用户查询电池杆的电量。

参考图1，是本实用新型电量查询装置的结构示意图。

本实用新型用于对电池杆进行充电，电池杆有两种类型，一种是本身自带充电管理电路的电池杆，一种是不带充电管理电路的电池杆，本实用新型可以对上述两种电池杆进行电量查询。

具体的，本实用新型的电量查询装置包括：

备用电池100、电流采样单元500、电压采样单元400、充电控制单元300、主控单元200和电量显示单元600；

所述主控单元200分别与所述备用电池100、电流采样单元500、电压采样单元400、充电控制单元300和电量显示单元600相连接；所述电流采样单元500、电压采样单元400和充电控制单元300还均与所述电池杆相连接；所述充电控制单元300和电量显示单元600还均与所述备用电池100相连接；

所述备用电池单元100用于为所述主控单元200、充电控制单元300和电量显示单元600提供电源电压，所述备用电池单元100包括电池，电池可以为可充电电池或可更换电池；

所述电流采样单元500用于采集所述电池杆的充电电流，并将采集的充电电流信号送至主控单元200；

所述主控单元200用于根据所述充电电流信号输出充电控制信号至所述充电控制单元300；

所述充电控制单元300用于根据所述充电控制信号对当前充电状态的充电电压进行调整，使电池杆的充电电流等于预设电流；

所述电压采样单元400用于采集所述电池杆的调整后的充电电压，并将采集的充电电压信号送至主控单元200，

主控单元200还用于根据所述充电电压计算电池杆中电池的电量，输出电量显示信号至电量显示单元600；

电量显示单元600用于根据接收到的所述电量显示信号显示电量。

比如，在预设电流为60mA的时候，从电池杆开始插入或者旋入查询装置的时刻起，充电电流达到预设电流仅需要0.5～10s。一旦充电电流达到预设电流，此时电压采样单元400所采集的充电电压，即最新调整的充电电压，其与电池杆中的电池的电压存在如下关系：

Ubat=U_充-U1-U2；

其中，Ubat代表电池杆中电池的电压，U_充代表上述最新调整的充电电压；U1代表电池杆内部压降，内部压降与充电电流大小相关，120mA时一般为0.2V，60mA时为0.1V，U2代表电流采样电阻的压降，本实施例中，电流采样电阻的阻值为2.2Ω，即此时电流采样电阻的压降为2.2*60mA，即0.132V，所述Ubat=U_充-0.232V。

电量显示单元600，连接在所述备用电池单元100和主控单元200之间，用于在主控单元200的控制下显示所述电池杆中电池的具体的电量信息。上述电量显示单元600包括LED灯和/或LED屏和/或LCD屏。如此，不需拆开电池杆，只需把电池杆插入此查询器就可以测量和显示电池杆的电量，显示直观，用户可以清楚知道电池剩余容量，且快速响应，只需要较短的时间就可以显示电池杆的电量。

且这种查询装置因为其真正目的不是对电池充电，而是借助充电特性，短时间内对电池杆充电，因此电路的其他功能不必考虑，所以体积小巧，携带方便。

关于电压与电量之间的换算，可以采用一般的查表法实现，如表1所示：

表1

表1只是给出了一个参考，本实用新型不限于此种换算方法。

参考图2，是本实用新型电量查询装置第一实施例的结构示意图。

第一实施例中，备用电池单元100中的上述电池为可更换电池80。

参考图3，是本实用新型电量查询装置第一实施例的电路原理图；

上述电池杆，包括正输出端OUT+和负输出端OUT-。

上述充电控制单元300包括MOS管Q1、升压芯片U1、三极管Q2、电感L、二极管D、第一电阻R5、第二电阻R6和第三电阻R7；所述升压芯片U1的型号为CP2121；所述MOS管Q1为P型，所述三极管Q2为NPN型。

所述升压芯片U1的4号引脚连接至所述微处理器，所述升压芯片U1的4号引脚还通过第一电阻R5连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的基极还通过第二电阻R6接地，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过第三电阻R7连接至所述MOS管Q1的源极，所述三极管Q2的集电极还连接至所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的源极用于接收所述备用电池杆提供的电压Vbat，所述MOS管Q1的漏极通过所述电感L连接至所述二极管D的阳极，所述升压芯片U1的5号引脚连接至所述MOS管Q1和电感L之间，所述升压芯片U1的1号引脚连接至所述二极管D和电感L之间，所述二极管D的阴极连接至所述正输出端OUT+，所述二极管D的阴极还通过电阻R8和电阻R9的串联支路接地，电容C与电阻R8和电阻R9并联。

微处理器对于充电电压的调节，改变输出至三极管Q2的基极的PWM波的占空比，使得三极管Q2的导通和截止的时间改变，进而控制MOS管Q1的导通和截止的时间相应变化，宏观上实现了对充电电压的调整。

上述电压采样单元400包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，第一分压电阻R1的一端连接至所述正输出端OUT+，所述第一分压电阻R1的另一端连接至所述第二分压电阻R2的一端，所述第二分压电阻R2的另一端接地，所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间连接至所述微处理器。

上述电流采样单元500包括电流采样电阻R3和第四电阻R4；

所述电流采样电阻R3一端连接至第四电阻R4的一端以及所述负输出端OUT-，所述电流采样电阻R3的另一端接地，所述第四电阻R4的另一端连接至所述微处理器。

上述电量显示单元600优选的LED灯。

参考图4，是本实用新型电量查询装置第二实施例的结构示意图。

第二实施例中，与第一实施例的区别在于备用电池单元100中的电池选择不同，备用电池单元100中的电池为可充电电池70，且备用电池单元100还包括USB接口单元50和充电管理单元60；

所述USB接口单元50、充电管理单元60、可充电电池70、充电控制单元300依次连接；

所述充电管理单元60用于在有外接电源接入时控制所述外接电源对所述可充电电池70进行恒流充电。

恒流充电的实现是通过充电管理单元60中的充电管理芯片控制，所述充电管理芯片型号为VA7204。

上述涉及到的所有的芯片及其引脚、三极管和MOS管的类型，只是一个范例，也可以用可以实现类似功能的产品代替。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims

1.一种电量查询装置，用于查询电子烟电池杆内的电池电量，其特征在于，包括：

备用电池（100）、电流采样单元（500）、电压采样单元（400）、充电控制单元（300）、主控单元（200）和电量显示单元（600）；

所述主控单元（200）分别与所述备用电池（100）、电流采样单元（500）、电压采样单元（400）、充电控制单元（300）和电量显示单元（600）相连接；所述电流采样单元（500）、电压采样单元（400）和充电控制单元（300）还均与电池杆相连接；所述充电控制单元（300）和电量显示单元（600）还均与所述备用电池（100）相连接；

所述备用电池单元（100）用于为所述主控单元（200）、充电控制单元（300）和电量显示单元（600）提供电源电压；

所述电流采样单元（500）用于采集所述电池杆的充电电流，并将采集的充电电流信号送至主控单元（200）；

所述主控单元（200）用于根据所述充电电流信号输出充电控制信号至所述充电控制单元（300）；

所述充电控制单元（300）用于根据所述充电控制信号对当前充电状态的充电电压进行调整，使电池杆的充电电流等于预设电流；

所述电压采样单元（400）用于采集所述电池杆的调整后的充电电压，并将采集的充电电压信号送至主控单元（200）；

主控单元（200）还用于根据所述充电电压计算电池杆中电池的电量，输出电量显示信号至电量显示单元（600）；

电量显示单元（600）用于根据接收到的所述电量显示信号显示电量。

2.根据权利要求1所述的电量查询装置，其特征在于，所述备用电池单元（100）包括电池。

3.根据权利要求2所述的电量查询装置，其特征在于，所述电池为可更换电池（80）。

4.根据权利要求2所述的电量查询装置，其特征在于，所述电池为可充电电池（70），所述备用电池单元（100）还包括USB接口单元（50）和充电管理单元（60）；

所述USB接口单元（50）、充电管理单元（60）、可充电电池（70）、充电控制单元（300）依次连接；

所述充电管理单元（60）用于在有外接电源接入时控制所述外接电源对所述可充电电池（70）进行恒流充电。

5.根据权利要求4所述的电量查询装置，其特征在于，所述充电管理单元（60）包括一充电管理芯片，所述充电管理芯片型号为VA7204。

6.根据权利要求1所述的电量查询装置，其特征在于，所述主控单元（200）包括一微处理器，所述微处理器的型号为SN8P2712。

7.根据权利要求6所述的电量查询装置，其特征在于，所述电池杆包括正输出端（OUT+）和负输出端（OUT-）；

所述充电控制单元（300）包括MOS管（Q1）、升压芯片（U1）、三极管（Q2）、电感（L）、二极管（D）、第一电阻（R5）、第二电阻（R6）和第三电阻（R7）；所述升压芯片（U1）的型号为CP2121；

所述升压芯片（U1）的4号引脚连接至所述微处理器，所述升压芯片（U1）的4号引脚还通过第一电阻（R5）连接至所述三极管（Q2）的基极，所述三极管（Q2）的基极还通过第二电阻（R6）接地，所述三极管（Q2）的发射极接地，所述三极管（Q2）的集电极通过第三电阻（R7）连接至所述MOS管（Q1）的源极，所述三极管（Q2）的集电极还连接至所述MOS管（Q1）的栅极，所述MOS管（Q1）的源极用于接收所述备用电池单元（100）提供的电压，所述MOS管（Q1）的漏极通过所述电感（L）连接至所述二极管（D）的阳极，所述升压芯片（U1）的5号引脚连接至所述MOS管（Q1）和电感（L）之间，所述升压芯片（U1）的1号引脚连接至所述二极管（D）和电感（L）之间，所述二极管（D）的阴极连接至所述正输出端（OUT+）。

8.根据权利要求6所述的电量查询装置，其特征在于，所述电压采样单元（400）包括第一分压电阻（R1）和第二分压电阻（R2），第一分压电阻（R1）的一端连接至所述正输出端（OUT+），所述第一分压电阻（R1）的另一端连接至所述第二分压电阻（R2）的一端，所述第二分压电阻（R2）的另一端接地，所述第一分压电阻（R1）和第二分压电阻（R2）之间连接至所述微处理器。

9.根据权利要求6所述的电量查询装置，其特征在于，所述电流采样单元500包括电流采样电阻（R3）和第四电阻（R4）；

所述电流采样电阻（R3）一端连接至第四电阻（R4）的一端以及所述负输出端（OUT-），所述电流采样电阻（R3）的另一端接地，所述第四电阻（R4）的另一端连接至所述微处理器。

10.根据权利要求6所述的电量查询装置，其特征在于，所述电量显示单元（600）包括LED灯和/或LED屏和/或LCD屏。