CN211266570U - 一种电量耗竭识别自动切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电量耗竭识别自动切换电路，用于切换对负载供电的主电池或副电池，包括：电量采集电路，用于检测主电池和副电池的电量，当主电池或副电池的电量低于阈值电量时，则向控制器发送信号；控制器，用于接收电量采集电路发送的信号，并根据电量采集电路发送的信号控制切换电路的状态；切换电路，用于接收控制器的指令，并根据控制器的指令切换主电池为负载供电或副电池为负载供电。本实用新型在任一电池电量耗竭时，可保证持续为负载供电，并且及时通知用户更换电量已耗竭的电池，避免因电池电量耗竭而导致负载停止工作。

Description

一种电量耗竭识别自动切换电路

技术领域

本实用新型涉及电量检测技术领域，特别涉及一种电量耗竭识别自动切换电路。

背景技术

生活中许许多多的器件、装置等都需要独立的电池为其供电，但是电池的电量和寿命都是有限的，当电池电量耗竭时，供电的负载将停止工作，影响到负载实际的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种电量耗竭识别自动切换电路。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种电量耗竭识别自动切换电路，用于切换对负载供电的主电池或副电池，包括：

电量采集电路，分别与主电池、副电池电连接，用于检测主电池和副电池的电量，当主电池或副电池的电量低于阈值电量时，则向控制器发送信号；

控制器，与电量采集电路电连接，用于接收电量采集电路发送的信号，并根据电量采集电路发送的信号控制切换电路的状态；

切换电路，分别与主电池、副电池电连接，用于接收控制器的指令，并根据控制器的指令切换主电池为负载供电或副电池为负载供电。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述切换电路连接有继电器，所述继电器连接于切换电路和副电池之间，且与控制器电连接，经控制器的控制改变开关状态，从而使切换电路切换主电池为负载供电或副电池为负载供电。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述切换电路包括反相电路、第一输出端电路、第二输出端电路，所述反相电路与主电池电连接，且通过继电器与副电池电连接，所述第一输出端电路、第二输出端电路的输入端分别与反相电路电连接。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述切换电路还包括第一输入端电路、第二输入端电路，所述第一输入端电路连接于主电池和反相电路之间，所述第二输入端电路连接于继电器和反相电路之间。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述第一输入端电路、第二输入端电路均为稳压电路。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述电量采集电路包括型号为 DS2762的电池监测芯片，所述电池监测芯片与控制器电连接。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述控制器还连接有通信模块，所述通信模块为4G模块、5G模块、蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块中的任一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型使用电量采集电路对主电池或副电池的电量进行监测，若主电池的电量未低于电量阈值时，主电池与切换电路连接通路，副电池与切换电路连接断路，此时由主电池为负载供电。当电量采集电路监测到主电池的电量低于电量阈值时，则控制器向继电器发送一个脉冲信号，使得继电器闭合，让副电池与切换电路连接通路，当副电池接入时，主电池与切换电路的连接即为断路，此时由副电池为负载供电。并且当主电池或副电池的电量低于电量阈值时，控制器均会通过通信模块向用户发送信号，以提醒需及时更换电池。本实用新型在任一电池电量耗竭时，可自动切换另一电量充足的电池，保证持续为负载供电，并且及时通知用户更换电量已耗竭的电池，避免因电池电量耗竭而导致负载停止工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本实用新型模块框图；

图2为本实用新型切换电路原理图；

图3为本实用新型电量采集电路原理图。

主要元件符号说明

第一输入端电路21，第二输入端电路22，反相电路23，第一输出端电路 24，第二输出端电路25，继电器3。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

实施例1：

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1所示，一种电量耗竭识别自动切换电路，用于切换对负载供电的主电池或副电池，包括电量采集电路、控制器、切换电路、继电器3，所述控制器分别与电量采集电路、继电器3电连接，所述电量采集电路分别与主电池、副电池电连接，切换电路与主电池电连接，且切换电路通过继电器3与副电池电连接。其中：

电量采集电路，用于检测主电池和副电池的电量，当主电池或副电池的电量低于阈值电量时，则向控制器发送信号。

控制器，用于接收电量采集电路发送的信号，并根据电量采集电路发送的信号控制继电器3的开关状态，从而使得切换电路切换主电池为负载供电或副电池为负载供电。

切换电路，用于根据继电器3的开关状态，切换主电池为负载供电或副电池为负载供电。

如图2所示，所述切换电路包括第一输入端电路21、第二输入端电路22、反相电路23、第一输出端电路24、第二输出端电路25，所述反相电路23分别与第一输入端电路21、第二输入端电路22电连接，所述第一输入端电路21与主电池电连接，所述第二输入端电路22通过继电器3与副电池电连接，所述反相电路23分别与第一输出端电路24、第二输出端电路25电连接，所述第一输出端电路24、第二输出端电路25均与负载连接。

所述第一输入端电路21包括电容C1、电容C2、三端稳压器U1，所述第二输出端电路25包括电容C3、电容C4、三端稳压器U2，所述反相电路23包括 MOS管M1、MOS管M2，所述第一输出端电路24包括电阻R1、电容C5、MOS管 M3、三极管Q1，所述第二输出端电路25包括MOS管M4。

所述主电池的正极分别与电容C1的一端、三端稳压器U1的输入端连接，三端稳压器U1的输出端分别与电容C2的一端、MOS管M1的源极连接，所述主电池的负极、电容C1的另一端、三端稳压器U1的接地端、电容C2的另一端均接地，所述MOS管M1的源极还分别与电阻R1的一端、MOS管M3的源极连接；所述副电池的正极与继电器K的一端连接，继电器K的另一端分别与电容C3的一端、三端稳压器U2的输入端连接，三端稳压器U2的输出端分别与电容C4的一端、MOS管M1的栅极、MOS管M2的栅极连接，所述副电池的负极、电容C3 的另一端、三端稳压器U2的接地端、电容C4的另一端、MOS管M2的源极均接地；所述MOS管M3的栅极分别与电阻R1的另一端、三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极分别与电容C5的一端、MOS管M1的漏极、MOS管M2的漏极、 MOS管M4的栅极连接，三极管Q1的发射极、电容C5的另一端均接地，MOS管MOS管M4的源极与MOS管M3的漏极连接。所述继电器3通过三极管Q2、电阻 R3与控制器连接。

所述第一输入端电路21、第二输入端电路22为三端稳压电路，用于将主电池、副电池的电压降为负载所需要的电压，但是如果主电池、副电池的输出电压即为负载所需电压，则不需要第一输入端电路21、第二输入端电路22。

如图3所示，所述电量采集电路包括电阻R4～电阻R9、电容C6～电容C10、电量监测芯片U3，所述电量监测芯片U3的型号为DS2762；所述电量监测芯片 U3的CC引脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与MOS管M5的栅极连接， MOS管M5的源极与MOS管M6的漏极连接，MOS管M6的栅极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电量监测芯片U3的DC引脚连接，MOS管M6的源极分别与电阻R7的一端、电阻R8的一端、主电池的正极、副电池的正极连接，电阻 R7的另一端与电量监测芯片U3的Vin引脚连接，电阻R8的另一端分别与电量监测芯片U3的VDD引脚、电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地；电量监测芯片U3的PLS引脚与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端分别与MOS管 M5的漏极、电容C8的一端连接，电容C8的另一端接地；所述MOS管M5的漏极还与电容C6的一端连接，电容C6的另一端与电容C7的一端连接，电容C7的另一端与MOS管M6的源极连接；所述电量监测芯片U3的DQ引脚与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与控制器连接。

所述电量监测芯片U3可实现实时监测电池的电压、电流、充放电状况及剩余电量等参数，并可以把这些数据存起来，提供给单片机做相应处理。

具体来说，本实用新型的工作原理为：

首先使用主电池为负载供电，电量监测芯片U3对主电池当前的剩余电量数据进行监测和采集，并将数据发送至控制器。其中MOS管M5、MOS管M6构成了电量监测芯片U3的充、放电保护回路，可用于实现过压、欠压、充电过流以及短路保护等功能。控制器对电量监测芯片U3发送的数据进行读取和处理，得到主电池当前的剩余电量，若当主电池的剩余电量低于电量阈值时，比如低于总电量的百分之十，则控制器向继电器3发送一个脉冲信号，使得继电器3常开触点吸合，此时副电池接入电路。

当主电池的电量还未低于电量阈值时，控制器不向继电器3发送脉冲信号，此时副电池不接入电路，反相电路23中的MOS管M1导通(M1为PNP型)，MOS 管M2截止(M2为NPN型)，反相电路23输出为高电平，三极管Q1导通，MOS 管M3导通(M3为PNP型)，MOS管M4截止(M4为PNP型)，主电池通过第一输入端电路21、MOS管M3输出VDD，为负载供电。

当主电池的电量低于电量阈值时，控制器向继电器3发送一个脉冲信号，继电器3的常开触点吸合导通，此时副电池接入电路，反相电路23的输入端直接与副电池的正极相连，MOS管M1截止，MOS管M2导通，反相电路23输出为低电平，三极管Q1截止，MOS管M3截止，MOS管M4导通，此时切断主电池的输出，副电池通过第二输入端电、MOS管M4输出VDD，为负载供电。

所述电量采集电路监测的剩余电量即由主电池切换为副电池，当主电池的电量低于电量阈值后，为负载供电的主电池切换为副电池，此时控制器通过通信模块向用户发送主电池电量耗竭的信号，以便用户能及时更换主电池，同时也不会影响对负载的持续供电。

所述通信模块为4G模块、5G模块、蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块等中的任一种。所述控制器为单片机等可完成本实用新型需要完成的功能的处理器，比如型号为STM32F106的单片机，但不对其具体型号进行限制。

用户根据控制器发送的信号及时更换主电池，电量采集电路监测到副电池在使用一段时间后电池电量低于阈值电量时，控制器向继电器3再次发送脉冲信号，使得继电器3常开触点断开，此时副电池断开连接，主电池接入电路，由主电池为负载供电，控制器通过通信模块向用户发送信号，告知副电池电量已进入耗竭，需进行更换。

本实用新型使用电量采集电路对主电池或副电池的电量进行监测，若主电池的电量未低于电量阈值时，主电池与切换电路连接通路，副电池与切换电路连接断路，此时由主电池为负载供电。当电量采集电路监测到主电池的电量低于电量阈值时，则控制器向继电器3发送一个脉冲信号，使得继电器3闭合，让副电池与切换电路连接通路，当副电池接入时，主电池与切换电路的连接即为断路，此时由副电池为负载供电。并且当主电池或副电池的电量低于电量阈值时，控制器均会通过通信模块向用户发送信号，以提醒需及时更换电池。本实用新型在任一电池电量耗竭时，可保证持续为负载供电，并且及时通知用户更换电量已耗竭的电池，避免因电池电量耗竭而导致负载停止工作。

需要说明的是，比如负载为表具时，经常因为电池电量的问题而导致表具无法正常进行读数，使得用户读取的数据为错误数据，且常用的表具表盘上都没有提示电池电量的图标，因此本实用新型能很好的解决因表具电池电量耗竭而导致读取数据错误的问题。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电量耗竭识别自动切换电路，用于切换对负载供电的主电池或副电池，其特征在于：包括：

电量采集电路，分别与主电池、副电池电连接，用于检测主电池和副电池的电量，当主电池或副电池的电量低于阈值电量时，则向控制器发送信号；

控制器，与电量采集电路电连接，用于接收电量采集电路发送的信号，并根据电量采集电路发送的信号控制切换电路的状态；

切换电路，分别与主电池、副电池电连接，用于接收控制器的指令，并根据控制器的指令切换主电池为负载供电或副电池为负载供电。

2.根据权利要求1所述的一种电量耗竭识别自动切换电路，其特征在于：所述切换电路连接有继电器，所述继电器连接于切换电路和副电池之间，且与控制器电连接，经控制器的控制改变开关状态，从而使切换电路切换主电池为负载供电或副电池为负载供电。

3.根据权利要求2所述的一种电量耗竭识别自动切换电路，其特征在于：所述切换电路包括反相电路、第一输出端电路、第二输出端电路，所述反相电路与主电池电连接，且通过继电器与副电池电连接，所述第一输出端电路、第二输出端电路的输入端分别与反相电路电连接。

4.根据权利要求3所述的一种电量耗竭识别自动切换电路，其特征在于：所述切换电路还包括第一输入端电路、第二输入端电路，所述第一输入端电路连接于主电池和反相电路之间，所述第二输入端电路连接于继电器和反相电路之间。

5.根据权利要求4所述的一种电量耗竭识别自动切换电路，其特征在于：所述第一输入端电路、第二输入端电路均为稳压电路。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种电量耗竭识别自动切换电路，其特征在于：所述电量采集电路包括型号为DS2762的电池监测芯片，所述电池监测芯片与控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的一种电量耗竭识别自动切换电路，其特征在于：所述控制器还连接有通信模块，所述通信模块为4G模块、5G模块、蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块中的任一种。

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