CN208421054U - 电压检测电路及家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电压检测电路及家用电器，该电压检测电路包括：依次连接的微控单元、控制电路、分压电路和基准源反馈电路，所述基准源反馈电路连接所述微控单元。本实用新型通过分压电路获取到采样电压，并通过基准源反馈电路对采样电压进行判断，从而通过高精度的基准源反馈电路代替传统的MOS管与电阻组成的分压电路以及IC电路进行电压检测，避免传统的电压检测速度过慢以及通过基准源反馈电路提高电压检测精度，从而更利于保护电路。

Description

电压检测电路及家用电器

技术领域

本实用新型涉及电路保护领域，尤其涉及一种电压检测电路及家用电器。

背景技术

目前，用于锂电池的充电电压检测电路通常采用以下两种方式：一种是通过金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)与电阻组成分压电路，检测电池电压是否达到设定电压值时。在电池电压达到设定电压值时，微控制单元(Micro controller Unit，MCU)控制充电器停止给电池充电。

此外还有另一种充电电压检测电路，通过集成电路(Integrated Circuit，IC)检测电池电压是否满足设定电压值。在电池电压达到设定电压值时，微控单元控制充电器停止给电池充电。

这些电路中通过分压电路或者IC来检测电池电压，存在反应速度慢且检测电池电压精度不高的问题，造成电池过冲，从而降低了锂电池寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电压检测电路，旨在解决现有的电压检测精度不高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电压检测电路，所述电压检测电路包括：依次连接的微控单元、控制电路、分压电路和基准源反馈电路，所述基准源反馈电路连接所述微控单元；

所述分压电路，用于对检测对象的电压进行分压，并将分压后的采样电压输出至所述基准源反馈电路；

所述基准源反馈电路，用于将采样电压与预设电压阈值进行比较，根据比较结果，输出反馈信号至所述微控单元；

所述微控单元，用于根据所述反馈信号驱动所述控制电路，以控制电源与所述检测对象连接。

优选地，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻的第一连接端连接所述检测对象，所述第一分压电阻的第二连接端和第二分压电阻的第一连接端连接，所述第二分压电阻的第二连接端接地，所述第一分压电阻的第二连接端分别与基准源反馈电路及微控制单元连接。

优选地，所述基准源反馈电路包括三端可调分流基准源；所述三端可调分流基准源的阴极连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述三端可调分流基准源的参考端连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述三端可调分流基准源的阳极接地。

优选地，所述基准源反馈电路还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻的第一连接端连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述第一限流电阻的第二连接端连接所述三端可调分流基准源的阴极。

优选地，所述电压检测电路还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻的第一连接端连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述第二限流电阻的第二连接端连接所述微控单元的第一输入输出端。

优选地，所述电压检测电路还包括第三限流电阻，所述第三限流电阻的第一连接端连接电源，所述第三限流电阻的第二连接端连接所述基准源反馈电路。

优选地，所述第一分压电阻和第二分压电阻分别为具有预设精度的电阻。

优选地，所述电压检测电路还包括二极管，所述电压检测电路中的检测对象为充电电池；

所述充电电池的正极连接所述二极管的阴极，所述充电电池的负极接地；所述二极管的阳极与所述分压电路及所述控制电路分别连接；

所述微控单元，用于根据所述反馈信号驱动所述控制电路，以控制电源与所述充电电池连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种家用电器，所述家用电器包括电器本体和如上所述的电压检测电路，所述电压检测电路与所述电器本体连接，用于在所述电器本体充电时，对充电电压进行检测。

优选地，所述家用电器为吸尘器或扫地机器人。

本实用新型所提供的电压检测电路，所述电压检测电路通过分压电路获取到采样电压，并通过基准源反馈电路对采样电压进行判断，从而代替传统的MOS管与电阻组成的分压电路或者IC电路来进行电压检测，提高了电压的检测精度和检测的反应速度，从而能够根据采样的电压及时采取保护动作，更利于保护电路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型电压检测电路一实施例的功能模块图；

图2是本实用新型电压检测电路一实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电压检测电路。

参照图1，所述电压检测电路100包括：依次连接的微控单元30、控制电路40、分压电路10和基准源反馈电路20，所述基准源反馈电路20连接所述微控单元30；

所述分压电路10，用于对检测对象50的电压进行分压，并将分压后的采样电压输出至所述基准源反馈电路20；所述基准源反馈电路20，用于将采样电压与预设电压阈值进行比较，根据比较结果，输出反馈信号至所述微控单元30；所述微控单元30，用于根据所述反馈信号驱动所述控制电路40，以控制电源与所述检测对象50连接。

需要说明的是，所述基准源反馈电路20可为三端可调分流基准源U1，例如三端稳压芯片，在本实施例中，以型号为TL431的三端稳压芯片为例进行说明，在可为其他三端稳压芯片的型号，本实施例对此不作限制。

所述分压电阻10，可为多个相互串联的分压电阻，通过所述分压电阻对流入所述检测对象的电压进行分压，还可为其他形式的分压电路，本实施例对此不作限制。

在具体实现中，所述分压电路10，还用于对检测对象50的电压进行分压，并将分压后的采样电压输出至所述微控单元30；所述微控单元30，用于根据采样电压输出反馈信号，将所述反馈信号驱动所述控制电路40，启动电压流入所述检测对象50。

本实施例提供的电压检测电路100，所述电压检测电路100通过分压电路10获取到检测对象的当前电压，并通过基准源反馈电路20对当前电压进行判断，从而通过高精度的基准源反馈电路20代替传统的MOS管与电阻组成的分压电路10以及IC电路进行电压检测，提高了电压的检测精度和检测的反应速度，从而能够根据采样的电压及时采取保护动作，更利于保护电路。

进一步地，参照图2提供本实用新型电压检测电路一实施例的电路结构示意图。

所述分压电路10包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2；所述第一分压电阻R1的第一连接端与所述检测对象50连接，所述第一分压电阻R1的第二连接端和第二分压电阻R2的第一连接端连接，所述第二分压电阻R2的第二连接端接地，所述第一分压电阻R1的第二连接端分别与基准源反馈电路20及微控制单元30连接。

所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分别为具有预设精度的电阻.

需要说明的是，所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2为预设精度的电阻，在本实施例中，所述预设精度为1％，通过所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2为精度为1％的电阻，从而可实现更精确的分压，

所述基准源反馈电路20包括三端可调分流基准源U1；所述三端可调分流基准源U1的阴极连接所述第一分压电阻R1的第二连接端，所述三端可调分流基准源U1的参考端连接所述第一分压电阻R1的第二连接端，所述三端可调分流基准源U1的阳极接地。

所述微控单元30具有多个输入输出端，电源端以及接地端，所述电源端与电源进行连接，可提供电路所需的电源，还可为通过其他单独的电源部件给电路进行供电，本实施例对此不作限制。

可以理解的是，所述微控单元30的第一输入输出端，可用于获取当前电压信号。本实施例中，在所述当前电压为高电平时，通过所述第二输入输出端输出第一控制信号，驱动所述控制电路40的连通，在所述当前电压为低电平时，通过所述第二输入输出端输出第二控制信号，驱动所述控制电路40的连通的断开，可防止检测电路电压过大时，对电路进行断开，从而起到保护电路的作用。

所述检测对象50可为电池还可为其他形式的部件，通过检测所述检测对象50的当前电压，实现对所述检测对象50的电压进行监控，在本实施例中，以所述检测对象50为电池为例进行说明。

所述第一分压电阻R1的第一连接端与所述检测对象50连接，所述第一分压电阻R1的第二连接端和第二分压电阻R2的第一连接端连接，所述第一分压电阻R1的第二连接端和基准源反馈电路20连接；

需要说明的是，在本实施例中，在电路正常工作时，工作电压流入检测对象50，由于第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和三端可调分流基准源U1的阴极与所述检测对象50进行并联，从而对流入检测对象50的电压进行分压，从而通过硬件上的分压电阻实现对检测对象50的分压，并且分压电阻中的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2为精度为1％的电阻，还可根据三端可调分流基准源U1进行精确的电压检测，从而可更精确的实现对检测对象50的分压，达到精确检测的目的。

所述基准源反馈电路20包括三端可调分流基准源U1；所述三端可调分流基准源U1的阴极连接所述第一分压电阻R1的第二连接端，所述三端可调分流基准源U1的参考端连接所述第一分压电阻R1的第二连接端，所述三端可调分流基准源U1的阳极接地。

在具体实现中，所述第二分压电阻R2的第一连接端与所述检测对象50连接，所述第二分压电阻R2的第二连接端接地，从而可实现对检测对象50的分压，使流经所述检测对象50的分电压进过第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，再通过第二分压电阻R2流入地，起到电阻分压的作用。

在本实施例中，所述TL431的阳极接地，所述TL431的参考端连接所述第一分压电阻R1的第二连接端，从而通过TL431参考端获取第一分压电阻R1和第二分压电阻R2得到的电压，并且TL431的阳极接地，在所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2得到的分压达到2.495V时，当所述TL431参考端的电压达到2.495V时，由于TL431内部结构使得TL431稳压管U1的阳极与阴极导通，使得低电平流入TL431的阳极并流入地，所述微控单元30的第一输入输出端检测到输入电压为低电平，所述微控单元30的第二输入输出端驱动控制电路40控制当前电压。

进一步地，该电压检测电路还包括第一限流电阻、第二限流电阻及第三限流电阻，所述第一限流电阻R4的第一连接端连接所述第一分压电阻R1的第二连接端，所述第一限流电阻R4的第二连接端连接所述三端可调分流基准源U1的阴极。

所述第二限流电阻R5的第一连接端连接所述第一分压电阻R1的第二连接端，所述第二限流电阻R5的第二连接端连接所述微控单元30的第一输入输出端。

所述第三限流电阻R3的第一连接端连接电源，所述第三限流电阻R3的第二连接端连接所述基准源反馈电路20。

需要说明的是，所述第一限流电阻R4与所述TL431进行串联，从而对减小流入TL431中的电流，由于TL431稳压管的输入电流有范围要求，防止流入TL431稳压管中的电流过大而造成TL431稳压管烧坏，可根据选择的三端可调分流基准源U1的具体型号确定限流电阻的参数，从而起到限流的作用，保护三端可调分流基准源U1的正常工作，通过第一限流电阻R4串联所述TL431，从而对流入TL431稳压管的电流进行限流，起到保护TL431稳压管的目的。

在本实施例中，在第二限流电阻R5与所述微控单元30的第一输入输出端连接，在流入所述微控单元30的第一输入输出端的电流可经过所述第二限流电阻R5进行限流，从而防止电流过大造成对所述微控单元30的损坏，起到保护所述微控单元30的作用。

进一步地，所述第三限流电阻R3可防止电源流进所述基准源反馈电路20的电流过大，起到保护所述基准源反馈电路20的作用，所述第三限流电阻R3的第一连接端连接电源，所述电源通过所述第三限流电阻R3连接所述基准源反馈电路20，从而通过所述电源对所述基准源反馈电路20进行供电。

本实施例中的提供第一限流电阻R4、第二限流电阻R5和第三限流电阻R3，其中，所述第一限流电阻R4与三端可调分流基准源U1连接，所述第二限流电阻R5与所述微控单元30的第一输入输出端进行连接，第三限流电阻R3连接电源与所述三端可调分流基准源U1，在电流多大时，对流入所述三端可调分流基准源U1与所述微控单元30的第一输入输出端的电流进行限流，从而起到保护所述三端可调分流基准源U1与所述微控单元30的作用。

进一步地，所述电压检测电路100还包括二极管D1，所述电压检测电路100中的检测对象为充电电池60；所述充电电池60的正极连接所述二极管D1的阴极，所述充电电池60的负极接地；所述二极管D1的阳极与所述分压电路10连接；所述二极管D1的阳极与所述分压电路10及所述控制电路40分别连接；所述微控单元30，用于根据所述反馈信号驱动所述控制电路40，以控制电源与所述充电电池60连接。

在具体实现中，当微控单元30控制所述控制电路40对充电电池60充电时，所述控制电路40中的充电器电压通过二极管D1阳极流入，再流入充电电池60，对充电电池60进行充电，由于二极管D1阴极与充电电池60的阳极相连，并且二极管D1具有单向导通特性，所以使得充电电池60的电压无法流入第一分压电阻R1，再流入第二分压电阻R2最后流入地，因此，二极管D1起到保护充电电池60不被耗电，实现低功耗作用。

本实施例中，包括3节锂电池，每节充满保护电压为4.2V，电池组保护电压为12.6V，二极管D1压降电压为1V为例，根据实际二极管D1来计算，保护总共电压为13.6V。

其中，三端稳压芯片的型号为TL431，其参考极输入电压达到2.495V时，阴阳极反向导通，若应用于其他规格的锂电池充电电路中，可调节第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值或者更换三端稳压芯片的型号来实现充电电压的检测。

当第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压得到2.495V时，TL431稳压管阴极与阳极导通与地导通，从而使得微控单元30的第一输入输出端被拉低电平，从而控制微控单元30的第二输入输出端控制所述控制电路40停止给充电电池60充电，其中第一分压电阻R1和第二分压电阻R2用高精度的电阻，从而实现充电电压检测速度快，电压检测更精确。

本实用新型还提出一种家用电器，所述家用电器包括电器本体和如上所述的电压检测电路，该电压检测电路的具体结构参照上述实施例，由于本家用电器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述电压检测电路与所述电器本体连接，用于在所述电器本体充电时，对充电电流进行检测，所述家用电器为吸尘器或扫地机器人。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：依次连接的微控单元、控制电路、分压电路和基准源反馈电路，所述基准源反馈电路连接所述微控单元；

所述分压电路，用于对检测对象的电压进行分压，并将分压后的采样电压输出至所述基准源反馈电路；

所述基准源反馈电路，用于将采样电压与预设电压阈值进行比较，根据比较结果，输出反馈信号至所述微控单元；

所述微控单元，用于根据所述反馈信号驱动所述控制电路，以控制电源与所述检测对象连接。

2.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻的第一连接端连接所述检测对象，所述第一分压电阻的第二连接端和第二分压电阻的第一连接端连接，所述第二分压电阻的第二连接端接地，所述第一分压电阻的第二连接端分别与基准源反馈电路及微控制单元连接。

3.如权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述基准源反馈电路包括三端可调分流基准源；所述三端可调分流基准源的阴极连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述三端可调分流基准源的参考端连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述三端可调分流基准源的阳极接地。

4.如权利要求3所述的电压检测电路，其特征在于，所述基准源反馈电路还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻的第一连接端连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述第一限流电阻的第二连接端连接所述三端可调分流基准源的阴极。

5.如权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻的第一连接端连接所述第一分压电阻的第二连接端，所述第二限流电阻的第二连接端连接所述微控单元的第一输入输出端。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括第三限流电阻，所述第三限流电阻的第一连接端连接电源，所述第三限流电阻的第二连接端连接所述基准源反馈电路。

7.如权利要求2至5中任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一分压电阻和第二分压电阻分别为具有预设精度的电阻。

8.如权利要求1至5中任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括二极管，所述电压检测电路中的检测对象为充电电池；

所述充电电池的正极连接所述二极管的阴极，所述充电电池的负极接地；

所述二极管的阳极与所述分压电路及所述控制电路分别连接；

所述微控单元，用于根据所述反馈信号驱动所述控制电路，以控制电源与所述充电电池连接。

9.一种家用电器，其特征在于，所述家用电器包括电器本体和如权利要求1至8中任一项所述的电压检测电路，所述电压检测电路与所述电器本体连接，用于在对所述电器本体充电时，对充电电压进行检测。

10.如权利要求9所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器为吸尘器或扫地机器人。