CN215378524U - 一种电量预警电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电量预警电路及电子设备。该电量预警电路包括：开关控制单元、分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、指示单元以及外部电源输入端，分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元；开关控制单元用于在外部电源上电时，控制第一开关单元导通，以及控制第二开关单元将第一分压子单元分得的第一电压传输至第三开关单元；第三开关单元用于根据第一电压以及电池的电压控制指示单元进行电量预警。本实用新型实施例提供的技术方案，可使电量预警电路的结构简单，成本低。

Description

一种电量预警电路及电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种电量预警电路及电子设备。

背景技术

目前很多设备(例如监控摄像机)均带有实时时钟(Real Time Clock，RTC)功能，在设备断电的情况下通常通过扣式电池为RTC功能模块供电，即扣式电池在设备断电时放电支持设备内部的RTC功能模块工作，以使在设备重新上电后使设备时钟与外界时钟保持一致。

但是，对于长期空置的设备或单板，由于设备或单板没有供电，电池持续为RTC功能模块提供电量，容易出现电池电量不足的问题，当电池耗尽后容易导致用户重新对RTC功能上电后会出现RTC功能无法使用的情况。因此，对电池的电量进行预警变得尤为重要。目前，通常将表征电池电量的电压通过模数转换的方式转化为数字信号，然后处理器根据该数据信号判断电池的电量情况。但是，该方案需要处理器与数模转换芯片等配合使用，电路结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种电量预警电路及电子设备，以提供一种电路结构简单、成本低的电量预警电路。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电量预警电路，包括：开关控制单元、分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、指示单元以及外部电源输入端，所述分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元；

所述开关控制单元的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述开关控制单元的第二端接地，所述开关控制单元的输出端分别与所述第一开关单元的控制端以及所述第二开关单元的控制端电连接；

所述第一分压子单元的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述第一分压子单元的第二端分别与所述第一开关单元的第一端以及所述第二开关单元的第一端电连接，所述第一开关单元的第二端与所述第二分压子单元的第一端电连接，所述第二分压子单元的第二端接地，所述第二开关单元的第二端与所述第三开关单元的控制端电连接；所述开关控制单元用于在外部电源上电时，控制所述第一开关单元导通，以及控制所述第二开关单元将所述第一分压子单元分得的第一电压传输至所述第三开关单元；

所述第三开关单元的第一端与电池电连接，所述第三开关单元的第二端与所述指示单元电连接；所述第三开关单元用于根据所述第一电压以及所述电池的电压控制所述指示单元进行电量预警。

可选的，所述开关控制单元包括第一电阻和电容；

所述第一电阻的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关单元的控制端、所述第二开关单元的控制端、以及所述电容的第一端电连接，所述电容的第二端接地。

可选的，所述分压单元包括第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第一开关单元的第一端、以及所述第二开关单元的第一端电连接；

所述第三电阻的第一端与所述第一开关单元的第二端电连接，所述第三电阻的第二端接地。

可选的，所述第二电阻和/或所述第三电阻为可调电阻。

可选的，所述第一开关单元包括第一晶体管；所述第二开关单元包括第二晶体管；所述第三开关单元包括第三晶体管；

所述第一晶体管的控制端与所述开关控制单元的输出端电连接，所述第一晶体管的第一端与所述第一分压子单元的第二端电连接，所述第一晶体管的第二端与所述第二分压子单元的第一端电连接；

所述第二晶体管的控制端与所述开关控制单元的输出端电连接，所述第二晶体管的第一端与所述第一分压子单元的第二端电连接，所述第二晶体管的第二端与所述第三晶体管的控制端电连接；

所述第三晶体管的第一端与所述电池电连接，所述第三晶体管的第一端与所述指示单元电连接。

可选的，所述指示单元包括发光二极管；

所述发光二极管的正极与所述第三开关单元的第二端电连接，所述发光二极管的负极接地。

可选的，所述电量预警电路还包括隔离单元，所述隔离单元的第一端与所述第二开关单元的第一端电连接，所述隔离单元的第二端与所述电池电连接，所述隔离单元用于隔离所述第一电压和所述电池的电压。

可选的，所述隔离单元包括二极管；所述二极管的正极与所述电池电连接，所述二极管的负极与所述第二开关单元的第一端电连接。

可选的，所述电量预警电路还包括预警触发信号输入端，所述预警触发信号输入端分别与所述第一开关单元的控制端以及所述第二开关单元的控制端电连接；所述预警触发信号输入端用于接收预警触发信号，以使所述第一开关单元和所述第二开关控制单元响应于所述预警触发信号导通。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括第一方面所述的任意电量预警电路。

本实用新型实施例提供的电量预警电路，包括开关控制单元、分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、指示单元以及外部电源输入端，分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元。其中，外部电源上电时，开关控制单元控制第一开关单元、第二开关单元导通，第二开关单元将第一分压子单元分得的第一电压传输至第三开关单元，第三开关单元根据第一电压以及电池的电压控制指示单元进行电量预警，解决现有电量预警方案具有的结构复杂、成本高的问题，实现在外部电源上电时自启动指示电池的剩余电量是否达到警示值，并且该电量预警电路结构简单、成本低。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电量预警电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电量预警电路的电路元件图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种电量预警电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种电量预警电路的电路元件图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

有鉴于背景技术中提到的问题，本实用新型提供了一种电量预警电路，该电量预警电路包括：开关控制单元、分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、指示单元以及外部电源输入端，分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元；开关控制单元的第一端与外部电源输入端电连接，开关控制单元的第二端接地，开关控制单元的输出端分别与第一开关单元的控制端以及第二开关单元的控制端电连接；第一分压子单元的第一端与外部电源输入端电连接，第一分压子单元的第二端分别与第一开关单元的第一端以及第二开关单元的第一端电连接，第一开关单元的第二端与第二分压子单元的第一端电连接，第二分压子单元的第二端接地，第二开关单元的第二端与第三开关单元的控制端电连接；开关控制单元用于在外部电源上电时，控制第一开关单元导通，以及控制第二开关单元将第一分压子单元分得的第一电压传输至第三开关单元；第三开关单元的第一端与电池电连接，第三开关单元的第二端与指示单元电连接；第三开关单元用于根据第一电压以及电池的电压控制指示单元进行电量预警。采用上述技术方案，可使电量预警电路的结构简单，成本低。

以上是本申请的核心思想，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做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。

图1是本实用新型实施例提供的一种电量预警电路的结构示意图。参见图1，该电量预警电路包括：开关控制单元11、分压单元12、第一开关单元13、第二开关单元14、第三开关单元15、指示单元16以及外部电源输入端Vin，分压单元12包括第一分压子单元121和第二分压子单元122；开关控制单元11的第一端与外部电源输入端Vin电连接，开关控制单元11的第二端接地GND，开关控制单元11的输出端分别与第一开关单元13的控制端以及第二开关单元14的控制端电连接；第一分压子单元121的第一端与外部电源输入端Vin电连接，第一分压子单元121的第二端分别与第一开关单元13的第一端以及第二开关单元14的第一端电连接，第一开关单元13的第二端与第二分压子单元122的第一端电连接，第二分压子单元122的第二端接地GND，第二开关单元14的第二端与第三开关单元15的控制端电连接；开关控制单元11用于在外部电源上电时，控制第一开关单元13导通，以及控制第二开关单元14将第一分压子单元121分得的第一电压传输至第三开关单元15；第三开关单元15的第一端与电池电连接，第三开关单元15的第二端与指示单元16电连接；第三开关单元15用于根据第一电压以及电池的电压控制指示单元16进行电量预警。

具体的，外部电源输入端Vin用于接收外部电源输入的外部电源电压。当包含该电量预警电路的设备(例如摄像机)上电时，外部电源输入端Vin即可接收到外部电源输入的外部电源电压。

具体的，控制模块用于在外部电源输入端Vin接收到外部电源电压(即设备上电)时输出导通电压，以控制第一开关单元13和第二开关单元14导通。当第一开关单元13导通时，第一子分压单元12和第二子分压单元12实现电连接，第一子分压单元12和第二子分压单元12用于对外部电源电压进行分压，其中，第一子分压单元12从外部电源电压分得的电压为第一电压。

具体的，第三开关单元15用于根据第一电压以及电池的电压控制指示单元16进行电量预警。示例性的，当电池的电压大于等于第一电压时，第三开关单元15控制指示单元16不进行预警；当电池的电压小于第一电压时，第三开关单元15控制指示单元16进行预警。

示例性的，电量预警电路的工作过程如下：外部电源输入端Vin接收到外部电源电压(即包含电量预警电路的设备上电)时，触发开关控制单元11输出导通电压，第一开关单元13响应于导通电压导通，第一分压子单元121和第二分压子单元122实现连接，第一分压子单元121从外部电源电压中分得第一电压。响应于导通电压导通的第二开关单元14将第一电压传输至第三开关单元15。当电池的电压小于第一电压时，第三开关单元15响应于第一电压和电池的电压断开，控制指示单元16不工作，进行电量即将耗尽预警；当电池的电压大于等于即第一电压时，第三开关单元15响应于第一电压和电池的电压断开，控制指示单元16工作，表示电量充足。

可以理解的是，该电量预警电路可以在设备上电时自启动指示电池的剩余电量是否达到警示值，不占用处理器资源，且结构简单、成本低廉。

需要说明的是，开关控制单元11、分压单元12、第一开关单元13、第二开关单元14、第三开关单元15、以及指示单元16的具体电路结构本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定，下文中也将就典型示例进行说明，此处先不作赘述。

本实用新型实施例提供的电量预警电路，包括开关控制单元11、分压单元12、第一开关单元13、第二开关单元14、第三开关单元15、指示单元16以及外部电源输入端Vin，分压单元12包括第一分压子单元121和第二分压子单元122。其中，外部电源上电时，开关控制单元11控制第一开关单元13、第二开关单元14导通，第二开关单元14将第一分压子单元121分得的第一电压传输至第三开关单元15，第三开关单元15根据第一电压以及电池的电压控制指示单元16进行电量预警，解决现有电量预警方案具有的结构复杂、成本高的问题，实现在外部电源上电时自启动指示电池的剩余电量是否达到警示值，并且该电量预警电路结构简单、成本低。

图2是本实用新型实施例提供的一种电量预警电路的电路元件图。参见图2，可选的，开关控制单元11包括第一电阻R1和电容C；第一电阻R1的第一端与外部电源输入端Vin电连接，第一电阻R1的第二端分别与第一开关单元13的控制端、第二开关单元14的控制端、以及电容C的第一端电连接，电容C的第二端接地GND。

具体的，当外部电源输入端Vin接收到外部电源电压(即包含电量预警电路的设备上电)时，由于电容C的作用，可使开关控制单元11输出低电平，以使第一开关单元13和第二开关单元14响应于低电平导通。当外部电源输入端Vin接收到外部电源电压一段时间之后，由于电容C的作用，开关控制单元11输出高电平，第一开关单元13和第二开关单元14响应于低电平截止。

可以理解的是，通过设置开关控制单元11包括第一电阻R1和电容C该两个分立、且成本低廉的元器件，可使开关控制单元11的结构简单，成本低廉，有利于实现电量预警电路的结构简单化、以及成本低廉化。

继续参见图2，可选的，分压单元12包括第二电阻R2和第三电阻R3；第二电阻R2的第一端与外部电源输入端Vin电连接，第二电阻R2的第二端分别与第一开关单元13的第一端、以及第二开关单元14的第一端电连接；第三电阻R3的第一端与第一开关单元13的第二端电连接，第三电阻R3的第二端接地GND。

具体的，第一电阻R1和第二电阻R2的具体值本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定。

可选的，第二电阻R2和/或第三电阻R3为可调电阻。

可以理解的是，当第二电阻R2和/或第三电阻R3为可调电阻时，可通过调节第二电阻R2和/或第三电阻R3来调整第一电压的具体值，而第三开关单元15根据第一电压和电池电压控制指示单元16进行电量预警。如此，用户通过调节第二电阻R2和/或第三电阻R3可灵活第一电压的具体值，进而调整进行电量预警的警示值。

继续参见图2，可选的，第一开关单元13包括第一晶体管Q1；第二开关单元14包括第二晶体管Q2；第三开关单元15包括第三晶体管Q3；第一晶体管Q1的控制端与开关控制单元11的输出端电连接，第一晶体管Q1的第一端与第一分压子单元121的第二端电连接，第一晶体管Q1的第二端与第二分压子单元122的第一端电连接；第二晶体管Q2的控制端与开关控制单元11的输出端电连接，第二晶体管Q2的第一端与第一分压子单元121的第二端电连接，第二晶体管Q2的第二端与第三晶体管Q3的控制端电连接；第三晶体管Q3的第一端与电池电连接，第三晶体管Q3的第一端与指示单元16电连接。

需要说明的是，第一晶体管Q1、第二晶体管Q2以及第三晶体管Q3的具体类型，本领域技术人员可根据实际其概况设置，此处不作限定。

可以理解的是，通过采用晶体管实现第一开关单元13、第二开关单元14以及第三开关单元15的开关功能，可使它们的结构简单，成本低廉，有利于进一步简化电量预警电路的结构、以及降低其成本。

继续参见图2，可选的，指示单元16包括发光二极管D1；发光二极管D1的正极与第三开关单元15的第二端电连接，发光二极管D1的负极接地GND。

可以理解的是，通过设置发光二极管D1实现指示单元16的指示功能，可使指示单元16的结构简单，成本低，并且，发光二极管D1可通过其发光状态直观指示电池剩余电量是否小于警示值，便于用户观察。

示例性的，图2所示的电量预警电路的工作过程如下：外部电源输入端Vin接收到外部电源电压(即包含电量预警电路的设备上电)时，由于电容C的作用，使第一晶体管Q1的基极为低电平，第一晶体管Q1导通。此时，第二电阻R2和第三电阻R3对外部电源电压进行分压，第二电阻R2分得的电压为第一电压。由于电容C的作用，使第二晶体管Q2的基极为低电平，第二晶体管Q2导通，第一电压通过导通的第二晶体管Q2传输至第三晶体管Q3的基极。此时若电池的电压对比第一电压能够满足第三晶体管Q3的导通条件，则第三晶体管Q3导通，发光二极管D1点亮，提示用户电池电量充足。如果电池在长时间工作后电压降低，使得电池的电压对比第一电压不能够满足第三晶体管Q3的导通条件，则第三晶体管Q3截止，发光二极管D1不会点亮，说明电池电量小于警示值，需要更换。当包含电量预警电路的设备上一段时间之后，设备处于正常工作状态时，由于电容C的作用使第一晶体管Q1的控制端为高电平，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2截止，第三晶体管Q3也截止，此时电池并不会在该电量警示电路中持续消耗电量，达到节省电池功耗的效果。

图3是本实用新型实施例提供的另一种电量预警电路的结构示意图。参见图3，可选的，电量预警电路还包括隔离单元17，隔离单元17的第一端与第二开关单元14的第一端电连接，隔离单元17的第二端与电池电连接，隔离单元17用于隔离第一电压和电池的电压。

可以理解的是，通过设置隔离单元17，可对第一电压和电池的电压进行网络隔离，保证第一电压和电池的电压不会互相影响，提高电量预警电路的预警精度。

需要说明的是，隔离单元17的具体电路结构本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定。

图4是本实用新型实施例提供的另一种电量预警电路的电路元件图。参见图4，可选的，隔离单元17包括二极管D2；二极管D2的正极与电池电连接，二极管D2的负极与第二开关单元14的第一端电连接。

示例性的，第二电阻R2和第三电阻R3的设置方式如下：要求第二电阻R2和第三电阻R3进行分压时，第二电阻R2分得的第一电压与电池的电压不满足二极管D2的导通条件，但同时第一电压值与电池的电压的压差能够满足第三晶体管Q3的导通条件，第三晶体管Q3的导通条件如下：VDD2-Veb(Q3)-Vec(Q2)≥VDD1，其中，VDD1为第一电压，VDD2为电池的电压，Veb(Q3)为第三晶体管Q3的导通阈值电压，Vec(Q2)为第二晶体管Q2的导通阈值电压。

可以理解的是，通过采用二极管D2实现对第一电压和电池的电压的网络隔离，可使隔离单元17的结构简单，成本低廉，有利于进一步简化电量预警电路的结构、以及降低其成本。

继续参见图3和图4，可选的，电量预警电路还包括预警触发信号输入端GPIO，预警触发信号输入端GPIO分别与第一开关单元13的控制端以及第二开关单元14的控制端电连接；预警触发信号输入端GPIO用于接收预警触发信号，以使第一开关单元13和第二开关控制单元11响应于预警触发信号导通。

具体的，发出预警触发信号的模块(称之为预警触发信号产生模块)的具体实施方式本领域技术人员可根据实际情况设置。示例性的，预警触发信号产生模块可以包括输入单元和控制单元，输入单元用于接收用户的电量预警指令，控制单元用于响应于该电量预警指令输出预警触发信号，进而控制第一开关单元13和第二开关单元14导通，电量预警电路的后续工作过程同前，此处不再赘述。示例性的，输入单元可以包括触控屏，控制单元可以包括处理器。

可以理解的是，当包含电量预警电路的设备上一段时间之后，设备处于正常工作状态时，用户可手动触发电量预警电路对电池电量进行预警。如此，用户不仅可以在包含电量预警电路的设备上电时自启动指示电池的剩余电量是否达到警示值，也可以在设备工作时手动操作观察电池剩余电量的情况。

可选的，第三晶体管Q3的第二端还可以设备的控制器电连接，如此，设备的控制器可在在设备正常工作时实现对电池电量是否达到警示值进行记录。

基于同上的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一所述的电量预警电路。因此，该电子设备具备与电量预警电路相同的功能和有益效果，此处不再赘述，未详尽解释之处请参见上文理解。示例性的，该电子设备可以为摄像机、监控器等电子设备。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电量预警电路，其特征在于，包括：开关控制单元、分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、指示单元以及外部电源输入端，所述分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元；

所述开关控制单元的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述开关控制单元的第二端接地，所述开关控制单元的输出端分别与所述第一开关单元的控制端以及所述第二开关单元的控制端电连接；

所述第一分压子单元的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述第一分压子单元的第二端分别与所述第一开关单元的第一端以及所述第二开关单元的第一端电连接，所述第一开关单元的第二端与所述第二分压子单元的第一端电连接，所述第二分压子单元的第二端接地，所述第二开关单元的第二端与所述第三开关单元的控制端电连接；所述开关控制单元用于在外部电源上电时，控制所述第一开关单元导通，以及控制所述第二开关单元将所述第一分压子单元分得的第一电压传输至所述第三开关单元；

所述第三开关单元的第一端与电池电连接，所述第三开关单元的第二端与所述指示单元电连接；所述第三开关单元用于根据所述第一电压以及所述电池的电压控制所述指示单元进行电量预警。

2.根据权利要求1所述的电量预警电路，其特征在于，所述开关控制单元包括第一电阻和电容；

所述第一电阻的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关单元的控制端、所述第二开关单元的控制端、以及所述电容的第一端电连接，所述电容的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的电量预警电路，其特征在于，所述分压单元包括第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的第一端与所述外部电源输入端电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第一开关单元的第一端、以及所述第二开关单元的第一端电连接；

所述第三电阻的第一端与所述第一开关单元的第二端电连接，所述第三电阻的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的电量预警电路，其特征在于，所述第二电阻和/或所述第三电阻为可调电阻。

5.根据权利要求1所述的电量预警电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一晶体管；所述第二开关单元包括第二晶体管；所述第三开关单元包括第三晶体管；

所述第一晶体管的控制端与所述开关控制单元的输出端电连接，所述第一晶体管的第一端与所述第一分压子单元的第二端电连接，所述第一晶体管的第二端与所述第二分压子单元的第一端电连接；

所述第二晶体管的控制端与所述开关控制单元的输出端电连接，所述第二晶体管的第一端与所述第一分压子单元的第二端电连接，所述第二晶体管的第二端与所述第三晶体管的控制端电连接；

所述第三晶体管的第一端与所述电池电连接，所述第三晶体管的第一端与所述指示单元电连接。

6.根据权利要求1所述的电量预警电路，其特征在于，所述指示单元包括发光二极管；

所述发光二极管的正极与所述第三开关单元的第二端电连接，所述发光二极管的负极接地。

7.根据权利要求1所述的电量预警电路，其特征在于，所述电量预警电路还包括隔离单元，所述隔离单元的第一端与所述第二开关单元的第一端电连接，所述隔离单元的第二端与所述电池电连接，所述隔离单元用于隔离所述第一电压和所述电池的电压。

8.根据权利要求7所述的电量预警电路，其特征在于，所述隔离单元包括二极管；所述二极管的正极与所述电池电连接，所述二极管的负极与所述第二开关单元的第一端电连接。

9.根据权利要求1所述的电量预警电路，其特征在于，所述电量预警电路还包括预警触发信号输入端，所述预警触发信号输入端分别与所述第一开关单元的控制端以及所述第二开关单元的控制端电连接；所述预警触发信号输入端用于接收预警触发信号，以使所述第一开关单元和所述第二开关单元响应于所述预警触发信号导通。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电量预警电路。

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