CN203422460U - 一种新型省电的电量显示电路 - Google Patents

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CN203422460U CN201320527162.1U CN201320527162U CN203422460U CN 203422460 U CN203422460 U CN 203422460U CN 201320527162 U CN201320527162 U CN 201320527162U CN 203422460 U CN203422460 U CN 203422460U
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杨曹勇
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Huizhou Blueway Electronic Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种新型省电的电量显示电路，应用于锂离子或锂聚合物电池管理系统中，包括前端检测及采样，电量显示，通信线路和电量显示激活四大模块，其中，电量显示激活模块连接到前端检测及采样模块和电量显示模块，利用电量显示模块中的MCU芯片控制整个电池管理系统的运作。实施本实用新型的电池电量显示电路，可以根据用户需要显示电量，指示灯显示数秒后熄灭，如无其他需要，电池管理系统将在数分钟后进入休眠状态，达到省电的效果，实现对电池的有效管理。

Description

一种新型省电的电量显示电路
技术领域
本实用新型涉及一种新型省电的电量显示电路，应用于电动工具中的锂离子或锂聚合物电池管理系统中。 
背景技术
目前锂离子或锂聚合物电池管理系统技术发展迅猛，应用越来越广，正在朝着高容量、低功耗、智能化、低成本的趋势发展。然而电池使用寿命是所有电池生产商所面临的主要问题之一。电池管理系统（BMS）主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。因此，能够根据用户需要控制电量显示指示灯的亮灭，则能在一定程度上节省电量，从而达到对电池的有效管理。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于锂离子或锂聚合物电池管理系统中的新型省电的电量显示电路。 
本实用新型解决其技术问题采用以下技术方案实现： 
构造一种电池电量显示电路，包括： 
连接到电池包并用于检测及采集电池包电压信息的前端检测及采样模块， 用于读取所述前端检测及采样模块采集到的电池包电压信息并按照一定的规则显示当前电量的电量显示模块，连接在所述前端检测及采样模块和所述电量显示模块之间的通信线路模块，分别连接到所述前端检测及采样模块和所述电量显示模块并能利用电池电压同时启动所述前端检测及采样模块和所述电量显示模块的电量显示激活模块，所述电量显示模块中包含MCU芯片U2。
根据本实用新型所述的电池电量显示电路，所述电量显示模块主要由MCU芯片U2和多个发光二极管组成，MCU芯片U2的输出端口P2.3通过电阻R30连接到指示灯LED3，MCU芯片U2的输出端口P2.4通过电阻R28连接到指示灯LED2，MCU芯片U2的输出端口P2.5通过电阻R29连接到指示灯LED1，通过程序控制指示灯LED1- LED3的亮灭以及电池管理系统的工作与休眠。这样可以通过LED灯的亮灭情况了解当前电池电量，如果不再进行其他操作时，让整个电池管理系统进入休眠状态，从而达到省电的效果。 
优选的，所述通信线路模块包括电阻R20、电阻R23，并利用I2C总线建立通信。 
优选的，所述电量显示激活模块包含触点开关S1，所述触点开关S1的端口3通过电阻R15连接到稳压管ZD3的阳极，所述稳压管ZD3的阴极与电池包的正极端口B+相连，所述触点开关S1的端口1通过电容C11接地，电阻R17与电容C26并联后一端连接到电阻R14与所述MCU芯片U2的输入端口P2.7之间的节点、另一端接地，所述触点开关S1的端口1通过电阻R16连接到二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极与所述前端检测及采样模块中的AFE芯片U1的输入端口ALERT相连，所述触点开关S1的端口1通过电阻R14连接到所述MCU芯片U2的输入端口P2.7，所述电阻R14的两端分别接入与地相连且起滤波作用的电容C11和 电容C26，所述电阻R14与电容C26之间的节点接入下拉电阻R17。 
优选的，所述电池包为锂离子或锂聚合物。 
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：能够根据用户需要显示电量，不需要时，电池管理系统进入休眠模式，实现对电池的有效利用和智能化管理。 
附图说明
图1 为本实用新型实施电路原理图。 
图2为本实施例电量显示模块电路原理图。 
图3为本实施例电量显示激活模块电路原理图。 
图4为本实施例通信线路模块电路原理图。 
图5本实施例前端检测及采样模块电路原理图。 
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。 
本实用新型的具体实施方式如图1～5所示，包括前端检测及采样模块1、电量显示模块2、通信线路模块3以及电量显示激活模块4四大块，其中： 
前端检测及采样模块1用于检测及采集电池包的电压、电流、温度等信息；电量显示模块2用于显示当前电量剩余情况。在前端检测及采样模块1和电量显示模块2之间连接有通信线路模块3和电量显示激活模块4。电量显示激活模块4能同时启动前端检测及采样模块1与电量显示模块2。
前端检测及采样模块1中，AFE芯片U1的端口VC0-VC6均接至电池包，端口VREF、VTB、VCOUT、VIOUT分别与电量显示模块的端口P1.0/A0、P1.1/A1、P1.2/A2、P1.4/Vref/A4互联，便于电量显示模块读取检测到的电压信息； 
电量显示模块2主要由MCU芯片U2，电阻R28、R29、R30和发光二极管LED1、 LED2、LED3组成。MCU芯片U2 是整个电量显示模块2的智能核心器件，MCU芯片U2的输出端口P2.3通过电阻R30连接到指示灯LED3，MCU芯片U2的输出端口P2.4通过电阻R28连接到指示灯LED2，MCU芯片U2的输出端口P2.5通过电阻R29连接到指示灯LED1，通过程序控制指示灯LED1- LED3的亮灭和电池管理系统的工作与休眠；
通信线路模块3包括电阻R20、电阻R13，利用I2C总线连接电路前端检测及采样模块1和电量显示模块2。
电量显示激活模块4包括触点开关S1、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C11、电容C26以及一个二极管D2和一个稳压管ZD3，触点开关S1的端口3通过电阻R15连接到稳压管ZD3的阳极，稳压管ZD3的阴极与电池包的正极端口B+相连，触点开关S1的端口1通过电容C11接地，电阻R17与电容C26并联后一端连接到电阻R14与MCU芯片U2的输入端口P2.7之间的节点、另一端接地，触点开关S1的端口1通过电阻R16连接到二极管D2的阳极，二极管D2的阴极与前端检测及采样模块中的AFE芯片U1的输入端口ALERT相连，触点开关S1的端口1通过电阻R14连接到MCU芯片U2的输入端口P2.7，电阻R14的两端分别接入与地相连且起滤波作用的电容C11和 电容C26，电阻R14与电容C26之间的节点接入下拉电阻R17。 
在正常工作状态下，电池管理系统的输出电压范围为15V-25.2V(即B+和B-之间的电压值),当触点开关S1按下后，启动AFE芯片U1和MCU芯片U2，MCU芯片U2通过I2C方式与AFE芯片U1建立通信，并读取AFE芯片U1采集到的电池包电压信息，然后通过控制指示灯LED显示当前电量情况，输出电压值与指示灯LED电量显示情况可描述为如表1所示。 
指示灯LED1- LED3在显示5秒钟后自动关灭，然后再静止3分钟左右，电池管理系统自动进入休眠模式。在LED灯显示时电池管理系统的自耗电达5mA左右，而进入休眠状态后电池管理系统的自耗电小于1uA,大大减少了电量的损耗，延长电池使用寿命。 
表1  电量显示情况 
以上为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种新型省电的电量显示电路，包括：连接到电池包并用于检测及采集电池包电压信息的前端检测及采样模块（1），用于读取所述前端检测及采样模块（1）采集到的电池包电压信息并按照一定的规则显示当前电量的电量显示模块（4），其特征在于，还包括：连接在所述前端检测及采样模块（1）和所述电量显示模块（4）之间的通信线路模块（3），分别连接到所述前端检测及采样模块（1）和所述电量显示模块（4）并能利用电池电压同时启动所述前端检测及采样模块和所述电量显示模块的电量显示激活模块（2）； 所述电量显示模块中包含MCU芯片U2。
2.根据权利要求1所述的新型省电的电量显示电路，其特征在于，所述MCU芯片U2的输出端口P2.3通过电阻R30连接到指示灯LED3，所述MCU芯片U2的输出端口P2.4通过电阻R28连接到指示灯LED2，所述MCU芯片U2的输出端口P2.5通过电阻R29连接到指示灯LED1。
3.根据权利要求2所述的新型省电的电量显示电路，其特征在于，所述通信线路模块（3）包括电阻R20、电阻R23，所述通信线路模块利用I2C总线建立通信。
4.根据权利要求3所述的新型省电的电量显示电路，其特征在于，所述电量显示激活模块（2）包含触点开关S1，所述触点开关S1的端口3通过电阻R15连接到稳压管ZD3的阳极，所述稳压管ZD3的阴极与电池包的正极端口B+相连，所述触点开关S1的端口1通过电容C11接地，电阻R17与电容C26并联后一端连接到电阻R14与所述MCU芯片U2的输入端口P2.7之间的节点、另一端接地，所述触点开关S1的端口1通过电阻R16连接到二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极与所述前端检测及采样模块中的AFE芯片U1的输入端口ALERT相连，所述触点开关S1的端口1通过电阻R14连接到所述MCU芯片U2的输入端口P2.7，所述电阻R14的两端分别接入与地相连起且滤波作用的电容C11和电容C26，所述电阻R14与电容C26之间的节点接入下拉电阻R17。
5.根据权利要求4所述的新型省电的电量显示电路，其特征在于，所述电池包为锂离子或锂聚合物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105529505A (zh) * 2014-09-30 2016-04-27 南京德朔实业有限公司 电池包及其电量显示方法
CN107290670A (zh) * 2016-04-01 2017-10-24 海洋王（东莞）照明科技有限公司 电量显示电路及其控制方法、灯具

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