CN203630198U - 一种电池电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电池电压检测电路，包括：电压转换模块，用于将被测电池的电压降压处理为工作电源，提供给基准电压模块、比较器和主控单元；基准电压模块，用于产生基准电压；分压模块，用于对电池的电压进行分压处理；比较器，两输入端分别接入基准电压模块所产生的基准电压和分压模块分压后的电池电压，输出端输出高/低电平；主控单元，分别与所述比较器和分压模块连接，用于由比较器输出的高/低电平控制分压模块的分压比例。由上，将被测电池电压进行电阻分压，作为比较器的正相输入电压，采用基准电压源作为比较器的反相输入端口。同时通过对分压电阻的控制，实现对电池电压的测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池电压检测电路。
背景技术
现有的电池电压检测电路，使用模数转换模块等测量设备或微控制器集成的功能模块，测量电池正负极两端电压，但此种方法需要额外增加功能电路，测量电压范围受到微控制器集成的功能模块测量范围限制。而当被测电压高于微控制器等元器件输入电压时，会损坏微控制器。
实用新型内容
本实用新型提供一种电池电压检测电路，将被测电池电压进行电阻分压，作为比较器的正相输入电压，采用基准电压源作为比较器的反相输入端口。同时通过对分压电阻的控制，实现对电池电压的测量。
一种电池电压检测电路，包括：
电压转换模块，用于将被测电池的电压降压处理为工作电源，提供给基准电压模块、比较器和主控单元；
基准电压模块，用于产生基准电压；
分压模块，用于对电池的电压进行分压处理；
比较器，两输入端分别接入基准电压模块所产生的基准电压和分压模块分压后的电池电压，输出端输出高/低电平；
主控单元，分别与所述比较器和分压模块连接，用于由比较器输出的高/低电平控制分压模块的分压比例。
由上，将被测电池电压进行电阻分压，作为比较器的正相输入电压，采用基准电压源作为比较器的反相输入端口。同时通过对分压电阻的控制，实现对电池电压的测量。
可选的，所述分压模块包括：
与电池构成串联回路的第一电阻，第二电阻；第二电阻两端电压作为所述分压后的电池电压；
第三电阻与三极管被控端相连形成的支路，该支路与第二电阻并联，三极管控制端与主控单元连接。
由上，主控单元通过控制端对第四电阻输入端输入高电平或低电平，控制三极管的导通与关断，从而控制第三电阻是否接入分压模块，继而控制分压模块的输出电压与输入电压之间的比例关系，达到不同比例分压输出的功能。
可选的，所述第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值可调。
由上，可以判定出电池电压不同的电压范围。
可选的，所述基准电压模块包括：限流保护电阻，串联在工作电源与比较器的反相输入端之间；
稳压二极管，阴极串联在限流保护电阻与比较器的反相输入端之间，阳极接地。
附图说明
图1为电池电压检测电路的原理示意图；
图2为电池电压检测电路的电路原理图。
具体实施方式
本申请所提供的一种电池电压检测电路，将被测电池电压进行电阻分压，作为比较器的正相输入电压，采用基准电压源作为比较器的反相输入端口。同时通过对分压电阻的控制，实现对电池电压的测量。
如图1所示的电池电压检测电路的原理示意图，包括电池10，与电池10分别连接的电压转换模块20和分压模块40，以及与电压转换模块20连接的基准电压模块30、比较器50，以及与分压模块40连接的主控单元60。
电池10为整个电路提供电能，其输出电压值为Vbat。
电压转换模块20与电池10连接，用于将电池10所输出的电压Vbat进行降压处理，输出电源电压VCC，为基准电压模块30、比较器50和主控单元60提供工作电源。
基准电压模块30与电压转换模块20连接，用于对电压转换模块20所输出的电源电压进行稳压处理，输出为恒定电压Vref。
分压模块40与电池10连接，用于对电池的输出电压Vbat进行分压处理，输出电压值Vout。
比较器50分别与基准电压模块30和分压模块40连接，依据所接收的电压值输出进行比较，并输出高/低电平至主控单元60。
主控单元60与分压模块40连接，用于控制分压模块40的分压比例。
具体的，如图2电池电压检测电路的电路原理图所示，基准电压模块30包括限流保护电阻R5和稳压二极管D1组成。限流保护电阻R5一端与电源电压VCC连接，另一端与比较器50的反相输入端连接。在限流保护电阻R5与比较器50的反相输入端之间，连接稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极接地。所述限流保护电阻R5用于保护稳压二极管D1，电源电压VCC经过限流保护电阻R5后加载至稳压二极管D1，由于电源电压VCC大于稳压二极管D1的稳压值，由此稳压二极管D1处于击穿状态，将电压接地，由此稳压二极管D1两端的电压大小不变，即稳压二极管D1的阴极电压稳定不变，以至于比较器50的反相输入端的电压稳定，即恒定电压Vref。
分压模块40由4个电阻以及NPN型三极管Q1组成，第一电阻R2一端与电池正极连接，另一端并联连接第二电阻R1和第三电阻R3，第二电阻R1的另一端接地，第三电阻R3的另一端与NPN型三极管Q1的集电极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，基极串联第四电阻R4，第四电阻R4的另一端连接至主控单元60的控制端口Pout。
主控单元60通过控制端口Pout向第四电阻R4输入高电平或低电平，控制三极管Q1的导通或关断，从而控制第三电阻R3是否接入分压模块40，继而控制分压模块40的输出电压Vout与输入电压Vbat之间的比例关系，达到不同比例分压输出的功能。同时也实现了用较低电压工作的主控单元60输出的高低电平信号，控制较高电压的电池电压输出的功能。本实施例中，所述主控单元60可通过型号为AS532H的芯片实现。实际应用中，主控单元60可以是任何有逻辑输入输出的微控制器。
具体的，电池电压检测原理如下，比较器50的正向输入端为分压模块40的输出电压Vout，反相输入端为基准电压模块30所输出的恒定电压Vref。当Vout大于Vref时，比较器50输出高电平至主控单元60的接收端口Pin端口；当Vout小于Vref时，比较器50输出低电平至主控单元60的接收端口Pin端口。
当主控单元60的控制端口Pout输入高电平时，第四电阻R4为三极管Q1提供足够的基极电流，三极管Q1导通，电路等效为第一电阻R2先与第三电阻R3并联，再与第二电阻R1串联，分压模块40的分压公式为：Vout=Vbat*R13/（R13+R2），其中R13为R1与R3的并联阻值，即R13=R1*R3/（R1+R3）。
当主控单元60的控制端口Pout输入低电平时，第四电阻R4为将三极管Q1基极拉低，三极管Q1截止，三极管Q1所在支路电流为0，则电路等效为第一电阻R2与第二电阻R1串联，分压模块40的分压公式为：Vout=Vbat*R1/（R1+R2）。
有可能的，电池电压检测电路有可能出现以下四种情况，分别为：
一、当主控单元60的控制端口Pout输入高电平，且比较器50输出为高时，则Vout>Vref，即Vbat*R13/（R13+R2）>Vref，
即Vbat>Vref（R13+R2）/R13；
二、当主控单元60的控制端口Pout输入高电平，且比较器50输出为低时，则Vout<Vref，即Vbat*R13/（R13+R2）<Vref，
即Vbat<Vref*（R13+R2）/R13；
三、当主控单元60的控制端口Pout输入低电平，且比较器50输出为高时，则Vout>Vref，即Vbat*R1/（R1+R2）>Vref，
即Vbat>Vref*（R1+R2）/R1；
四、当主控单元60的控制端口Pout输入低电平，且比较器50输出为低时，则Vout<Vref，即Vbat*R1/（R1+R2）<Vref，
即Vbat<Vref*（R1+R2）/R1。
综上，第一电阻R2，第二电阻R1和第三电阻R3是固定电阻，阻值已知，从而判定出电池电压Vbat的范围。进一步的，将第一电阻R2，第二电阻R1和第三电阻R3设置为可调电阻，则可以判定出电池电压不同的电压范围。上述电压计算过程可由通过串口或网络接口等通信装置连接的微机进行运算并显示。由于本申请的重点在于对电池电压的检测方法，故不再详述上述运算过程。
本申请与现有技术相比，可以扩展电池的测量电压范围，不受测量元器件输入电压范围的限制。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，总之凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电池电压检测电路，其特征在于，包括：
电压转换模块，用于将被测电池的电压降压处理为工作电源，提供给基准电压模块、比较器和主控单元；
基准电压模块，用于产生基准电压；
分压模块，用于对电池的电压进行分压处理；
比较器，两输入端分别接入基准电压模块所产生的基准电压和分压模块分压后的电池电压，输出端输出高/低电平；
主控单元，分别与所述比较器和分压模块连接，用于由比较器输出的高/低电平控制分压模块的分压比例。
2.根据权利要求1所述的电池电压检测电路，其特征在于，所述分压模块包括：
与电池构成串联回路的第一电阻，第二电阻；第二电阻两端电压作为所述分压后的电池电压；
第三电阻与三极管被控端相连形成的支路，该支路与第二电阻并联，三极管控制端与主控单元连接。
3.根据权利要求2所述的电池电压检测电路，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值可调。
4.根据权利要求1所述的电池电压检测电路，其特征在于，所述基准电压模块包括：限流保护电阻，串联在工作电源与比较器的反相输入端之间；
稳压二极管，阴极串联在限流保护电阻与比较器的反相输入端之间，阳极接地。
5.根据权利要求1所述的电池电压检测电路，其特征在于，所述主控单元为型号AS532H的芯片。
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