CN203490345U - 一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其包括由第一电阻（R1）、第二电阻（R2）和第三电阻（R3）串接组成的分压电路、待测电池输入电压端（BAT）和两个发光二极管（DS3、DS4），还包括电源输入端（VCC）、双路差动比较器（LM293D）、滤波电容（C4）、第四电阻（R4）和第五电阻（R5）。本专利通过调整电源电压和分压电阻的阻值，可对1.5～34V输出电压的电池进行电量估计，实现方式简单、成本低廉，适用于对判断电量精度要求不高的场合使用，可对电池在不同负载下的输出电压分级显示，从而判断电池电量剩余量，再结合产品本身耗电量，来决定该电池是否能够继续使用或更换新电池。
Description
技术领域
本发明创造涉及电池电量检测设备领域，尤其是涉及一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路。
背景技术
目前无线测温系统中，数据发送模块采用电池方式供电，但电池的容量有限，这就导致每隔一段时间必须更换电池，以此保证模块的正常工作。但电池在工作一段时间后，或者放置很长一段时间后，无法直接观察到电池电量，这时就需要一种可估计出电池剩余电量的办法。
由于数据发送模块是间歇性工作的，在其休眠过程中耗电极少，这时的电池输出电压可能很高，因此可以达到了电路工作要求，但是在模块工作时，耗电量增加，这时由于电池负载增加，输出电压会随之下降，如果电池电量过低的话，电压下降的幅度很大，有可能达不到模块电路工作的要求，因此在模块工作不正常时就有必要对电池进行电量检测。
在市场上有的电池电量显示，都是基于产品所用处理器本身或者专门的集成电路IC来实现的，常用的是通过用处理器内部自带AD转换器或独立的AD转换器实现，实现方式较复杂，由于器件本身很贵，所以成本较大，且不能够用于所有电池。
发明内容
本发明创造要解决的问题是简易电路实现检测电池电量，在根据所测电池电压范围，调整电源电压和分压电路电阻的阻值，对输出电压范围在1.5～34V的电池进行电池电量粗略测量，解决将电池装入产品才能测其电量的弊端。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其包括由第一电阻（R1）、第二电阻（R2）和第三电阻（R3）串接组成的分压电路、待测电池输入电压端（BAT）和两个发光二极管（DS3、DS4），还包括电源输入端（VCC）、双路差动比较器、滤波电容（C4）、第四电阻（R4）和第五电阻（R5）；
所述分压电路的第一电阻（R1）一端接电源输入端（VCC），第三电阻（R3）一端接地，而第二电阻（R2）分别与第一电阻（R1）和第三电阻（R3）相连；
所述双路差动比较器包括第一比较器（U2A）和第二比较器（U2B），以及与电源输入端（VCC）连接的输入管脚（8）和接地的输出管脚（4），所述第一比较器（U2A）的负极输入端（2）接在第一电阻（R1）与第二电阻（R2）连接处，第二比较器（U2A）的负极输入端（6）与第二电阻（R2）与第三电阻（R3）连接处相接，而第一比较器（U2A）的正极输入端（3）和第二比较器（U2A）的正极输入端（5）与待测电池输入电压端（BAT）串接，第一比较器（U2A）的输出端（1）和第二比较器（U2B）的输出端（7）分别与第一发光二级管（DS3）和第二发光二极管（DS4）的正极连接，而两个发光二级管的负极分别接地；
在第一比较器（U2A）的输出端（1）与第一发光二级管（DS3）连接处上拉一第四电阻（R4），第四电阻（R4）的另一端与电源输入端（VCC）连接，第二比较器（U2B）的输出端（7）与第二发光二级管（DS4）连接处上拉一第五电阻（R5），第五电阻（R5）的另一端与电源输入端（VCC）连接；
在双路差动比较器的输入管脚（8）和输出管脚（4）之间接有一滤波电容（C4）。
进一步，所述待测电池输入电压端（BAT）与双路差动比较器的输入管脚（8）连接处还接有一电池负载电路，该电池负载电路由四路拔码开关（SW-DIP4）和与其四路开关分别连接的第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）和第九电阻（R9），所述四个电阻的另一端串连且与双路差动比较器的输入管脚（8）连接，而四路拔码开关（SW-DIP4）的四路开关的未接端与待测电池输入电压端（BAT）串接。进一步，所述第一电阻（R1）为6K欧姆，第二电阻（R2）为1K欧姆、第三电阻（R3）为10K欧姆。
进一步，所述双路差动比较器的型号为LM293D。
进一步，所述滤波电容（C4）为0.1uF。
进一步，所述第四电阻（R4）和第五电阻（R5）均为1K欧姆。
进一步，所述第六电阻（R6）到第九电阻（R9）均为100欧姆。
本发明创造具有的优点和积极效果是：通过调整电源电压和分压电阻的阻值，可对1.5～34V输出电压的电池进行电量估计，实现方式简单、成本低廉，适用于对判断电量精度要求不高的场合使用，可对电池在不同负载下的输出电压分级显示，从而判断电池电量剩余量，再结合产品本身耗电量，来决定该电池是否能够继续使用或更换新电池。
附图说明
图1是基于模拟比较器的简易电池电量测量电路的电路原理图；
图2是电池负载电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施方式对本发明创造作进一步的说明。
如图1所示，一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路,其包括由第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3串接组成的分压电路、待测电池输入电压端BAT和两个发光二极管DS3、DS4，还包括电源输入端VCC、双路差动比较器LM293D、滤波电容C4、第四电阻R4和第五电阻R5；
所述分压电路的第一电阻R1一端接电源输入端VCC，第三电阻R3一端接地，而第二电阻R2分别与第一电阻R1和第三电阻R3相连；
所述双路差动比较器LM293D包括第一比较器U2A和第二比较器U2B，以及与电源输入端VCC连接的输入管脚8和接地的输出管脚4，所述第一比较器U2A的负极输入端2接在第一电阻R1与第二电阻R2连接处，第二比较器U2A的负极输入端6与第二电阻R2与第三电阻R3连接处相接，而第一比较器U2A的正极输入端3和第二比较器U2A的正极输入端5与待测电池输入电压端BAT串接，第一比较器U2A的输出端1和第二比较器U2B的输出端7分别与第一发光二级管DS3和第二发光二极管DS4的正极连接，而两个发光二级管的负极分别接地；
在第一比较器U2A的输出端1与第一发光二级管DS3连接处上拉一第四电阻R4，第四电阻R4的另一端与电源输入端VCC连接，第二比较器U2B的输出端7与第二发光二级管DS4连接处上拉一第五电阻R5，第五电阻R5的另一端与电源输入端VCC连接；
在双路差动比较器LM293D的输入管脚8和输出管脚4之间接有一滤波电容C4。
进一步，所述待测电池输入电压端BAT与双路差动比较器LM293D的输入管脚8连接处还接有一电池负载电路，该电池负载电路由四路拔码开关SW-DIP4和与其四路开关分别连接的第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，所述四个电阻的另一端串连且与双路差动比较器LM293D的输入管脚8连接，而四路拔码开关SW-DIP4的四路开关的未接端与待测电池输入电压端BAT串接。进一步，所述第一电阻R1为6K欧姆，第二电阻R2为1K欧姆、第三电阻R3为10K欧姆。
上述的第一电阻R1为6K欧姆，第二电阻R2为1K欧姆、第三电阻R3为10K欧姆；所述滤波电容C4为0.1uF；所述第四电阻R4和第五电阻R5均为1K欧姆；所述第六电阻R6到第九电阻R9均为100欧姆。
本实施例的工作原理：第一电阻和第二电阻连接处定义为A点，所述A点的基准电压为3.2V，而第二电阻与第三电阻连接处定义为B点，所述B点的基准电压为3.0V；
由于电路的电源输入端上电后，由于没有接电池，两个指示灯DS3、DS4不会亮；
而当把待测的电池通过电池负载电路接入到一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路上时，首先，由于调节拨码开关，可以增大或减小电池负载，从而调节电池的输出电流，而当电池输出电流比较小时的输出电压会比输出电流大时的输出电压高，所以适当增加电池负载，测得的当前电池电量比较准确，因此根据需要调整电源的负载大小；
其次，将一待测电池接入电池接口后，两路模拟比较器会根据输入的电池电压与各自的基准电压相比较，如果电池电压低于3.0V，则两个比较器都输出低电平，从而两个发光二极管都不亮；当电池电压在3.0V与3.2V之间时，由于电池电压大于第二路模拟比较器U2B基准电压而小于第一路模拟比较器U2A基准电压，所以第二发光二级管DS4亮，第一发光二级管DS3仍保持原来的状态；当电池电压大于3.2V时，由于电池电压均大于两路模拟比较器基准电压，所以两个发光二极管均亮，说明当前电池电量很充足；
最后，此法测电池电量，不能精确测出电池剩余电量多少，只能粗略估计剩余电量，再结合自身产品的耗电量，操作者决定该电池是否继续使用。
本专利可以根据测量电池电源的输出电压不同，调整电阻值，以此达到对1.5～34V输出电压的电池进行电量估计，结构简单，操作方便，节省成本。
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其特征在于：其包括由第一电阻（R1）、第二电阻（R2）和第三电阻（R3）串接组成的分压电路、待测电池输入电压端（BAT）和两个发光二极管（DS3、DS4），还包括电源输入端（VCC）、双路差动比较器、滤波电容（C4）、第四电阻（R4）和第五电阻（R5）；
所述分压电路的第一电阻（R1）一端接电源输入端（VCC），第三电阻（R3）一端接地，而第二电阻（R2）分别与第一电阻（R1）和第三电阻（R3）相连；
所述双路差动比较器包括第一比较器（U2A）和第二比较器（U2B），以及与电源输入端（VCC）连接的输入管脚（8）和接地的输出管脚（4），所述第一比较器（U2A）的负极输入端（2）接在第一电阻（R1）与第二电阻（R2）连接处，第二比较器（U2A）的负极输入端（6）与第二电阻（R2）与第三电阻（R3）连接处相接，而第一比较器（U2A）的正极输入端（3）和第二比较器（U2A）的正极输入端（5）与待测电池输入电压端（BAT）串接，第一比较器（U2A）的输出端（1）和第二比较器（U2B）的输出端（7）分别与第一发光二级管（DS3）和第二发光二极管（DS4）的正极连接，而两个发光二级管的负极分别接地；
在第一比较器（U2A）的输出端（1）与第一发光二级管（DS3）连接处上拉一第四电阻（R4），第四电阻（R4）的另一端与电源输入端（VCC）连接，第二比较器（U2B）的输出端（7）与第二发光二级管（DS4）连接处上拉一第五电阻（R5），第五电阻（R5）的另一端与电源输入端（VCC）连接；
在双路差动比较器的输入管脚（8）和输出管脚（4）之间接有一滤波电容（C4）。
2.根据权利要求1所述的一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其特征在于：所述待测电池输入电压端（BAT）与双路差动比较器的输入管脚（8）连接处还接有一电池负载电路，该电池负载电路由四路拔码开关（SW-DIP4）和与其四路开关分别连接的第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）和第九电阻（R9），所述四个电阻的另一端串连且与双路差动比较器的输入管脚（8）连接，而四路拔码开关（SW-DIP4）的四路开关的未接端与待测电池输入电压端（BAT）串接。
3.根据权利要求1所述的一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其特征在于：所述双路差动比较器的型号为LM293D。
4.根据权利要求1所述的一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其特征在于：所述第一电阻（R1）为6K欧姆，第二电阻（R2）为1K欧姆、第三电阻（R3）为10K欧姆。
5.根据权利要求1所述的一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其特征在于：所述滤波电容（C4）为0.1uF。
6.根据权利要求1所述的一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其特征在于：所述第四电阻（R4）和第五电阻（R5）均为1K欧姆。
7.根据权利要求1所述的一种基于模拟比较器的简易电池电量测量电路，其特征在于：所述第六电阻（R6）到第九电阻（R9）均为100欧姆。
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