CN216530648U - 一种基于fm33g0单片机电池低功耗电池放电管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，包括芯片U1和芯片U2，所述芯片U1的1脚连接电池BAT，芯片U1的2脚连接系统地，芯片U1的3脚与芯片U2的1脚连接。本基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，芯片U1升压为后级供电和芯片U2电量检测并分级的方式管理电池电量，能以极低功耗的测试电压，通过后级晶体管Q2控制地的通断，消除前级低电压使用晶体管作为开关不能彻底打开的弊端，从而更好的保护电池过放电。

Description

一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统

技术领域

本实用新型涉及电池电量检测技术领域，具体为一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统。

背景技术

目前大部分移动式设备使用的是使用锂电池或者多节电池进行供电，供电电压基本大于DC3V，包括大部分电源管理芯片及电子元器件都是适配锂电池或者多节干电池的，对于低温低电压电池的相关设计非常的少并且效果不是很好。

手持设备工作需要对设备的使用时长有很高的要求，这就要求在进行电路设计以及程序设计时考虑整体设备的功耗，电路设计时尽可能的降低每一模块的电量使用，对于低压电池管理，目前给出低压电池管理的资料有限，电量检测一般使用的是使用MCU对电池电压经过分压电路后进行检测，通过电压判断电池的电量情况，这样检测电池的缺陷在低功耗电路中使用缺陷十分明显，MCU每次启动采集电池电压都会消耗大量的能量，并且分压电路一直是没有断掉的负载，一直在消耗能量。

电池保护使用PMOS对电池输出进行防反和过放保护；这样使用功能上没有问题，但是在低电压电路中，由于电压比较低，不能完全打开PMOS，PMOS的RDS较大，造成PMOS能量损耗较大，并且PMOS上压降会比较大，对MCU采集电压的准确度有很大的影响；对于保护电池，基本使用NMOS去控制PMOS，然后在NMOS栅极与输入加一个47uf以上的电容，做延迟电路，达到上电后电容充电，可以将NMOS打开一定时间，促使MCU能正常工作后控制NMOS栅极，达到开机目的，关机直接使用MCU控制NMOS，NMOS控PMOS达到自关机目的，但是这种电路使用在锂电和比较高的电压电路中，由于MOS能完全导通，RDS比较小，电池损耗小，但是在低压电池中使用就不适合，电路损耗会比较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，采用用芯片U2检测方式和芯片U1升压为后级供电的方式管理电池电量，能以极低功耗的测试电压，通过后级晶体管Q2控制电池地和系统地的通断，消除前级使用MOS管Q1开关不能彻底打开的弊端，使用脉冲电路，实现打开开关一瞬间产生100mS的脉冲打开Q2，后由U2接管Q2的通断，实现在低电压情况请下可以实现真正的自断电，从而更好的保护电池过放电，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，包括芯片U1和芯片U2，所述芯片U1的1脚连接电池BAT，芯片U1的2脚连接系统地，芯片U1的3脚与芯片U2的1脚连接；

三极管Q3的基级连接电阻R5、电阻R6和电容C1，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极连接电阻R7和电容C4，电阻R5和电阻R7连接开关KEY1，三极管Q2的基极分别连接二极管D1和二极管D2，二极管D1连接电阻R8，二极管D2连接电阻R9，电阻R8连接芯片U2的GPI02脚，电阻R9与电容C4连接，三极管Q2D集电极、发射极分别连接了电池地和系统地。

优选的，所述芯片U2的5脚连接串联的电阻R1与电阻R2，同时电阻R1连接电容C2并接地，电阻R2连接地。

优选的，所述芯片U2的型号为FM33G0XX。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，当开关KEY1打开后，脉冲电路产生100mS的高电平，通过电阻R5和二极管D1到达三极管Q2的基级，从而使三极管Q2导通，信号保持100MS，保证芯片U2能工作并通过GPIO2脚，在经过电阻R7和二极管D2控制三极管Q2的基级导通，由于芯片U2的电压为3V，可以使三极管Q2工作在饱和区，作为开关使用，因此当需要关机时，芯片U2的GPIO2脚输出低电平就可以关闭三极管Q2，从而断开电池地和系统地，使系统彻底关机；因此，基于上述可有效解决目前在低压电池低功耗产品上电池电量检测功耗大以的问题，达到检测功耗最低，并且可以电池保护断电保护功能。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

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。

请参阅图1，一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，包括芯片U1和芯片U2，芯片U1的1脚连接电池BAT，芯片U1的2脚连接系统地，芯片U1的3脚与芯片U2的1脚连接。

三极管Q3的基级连接电阻R5、电阻R6和电容C1，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极连接电阻R7和电容C4，电阻R5和电阻R7连接开关KEY1，三极管Q2的基极分别连接二极管D1和二极管D2，二极管D1连接电阻R8，二极管D2连接电阻R9，电阻R8连接芯片U2的GPI02脚，电阻R9与电容C4连接，三极管Q2D集电极、发射极分别连接了电池地和系统地。

上述中，芯片U2的5脚连接串联的电阻R1与电阻R2，同时电阻R1连接电容C2并接地，电阻R2连接地，芯片U2的型号为FM33G0XX。

本基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，因FM33G0XX型号的芯片U1自带的电源电压检测对外部电池进行电压检测，故在间歇工作模式下，支持最快检测，当电压降低到设计的阈值后，会产生中断唤醒CPU，并且功耗极低；而使用芯片U1对进过电池BAT分压后的电量进行检测，可以实现在需要测试的时候将分压电路打开进行检测，平时不需要测试的时候将GPIO引脚拉低，关闭分压电路，降低功耗。

本基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，当开关KEY1打开后，脉冲电路产生100mS的高电平，通过电阻R5和二极管D1到达三极管Q2的基级，从而使三极管Q2导通，信号保持100MS，保证芯片U2能工作并通过GPIO2脚，在经过电阻R7和二极管D2控制三极管Q2的基级导通，由于芯片U2的电压为3V，可以使三极管Q2工作在饱和区，作为开关使用，因此当需要关机时，芯片U2的GPIO2脚输出低电平就可以关闭三极管Q2，从而断开电池地和系统地，使系统彻底关机；因此，基于上述可有效解决目前在低压电池低功耗产品上电池电量检测功耗大以的问题，达到检测功耗最低，并且可以电池保护断电保护功能。

综上所述：本基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，芯片U1升压为后级供电和芯片U2电量检测并分级的方式管理电池电量，能以极低功耗的测试电压，通过后级晶体管Q2控制地的通断，消除前级低电压使用晶体管作为开关不能彻底打开的弊端，从而更好的保护电池过放电，因而可有效解决现有技术问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，包括芯片U1和芯片U2，其特征在于：所述芯片U1的1脚连接电池BAT，芯片U1的2脚连接系统地，芯片U1的3脚与芯片U2的1脚连接；

三极管Q3的基级连接电阻R5、电阻R6和电容C1，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极连接电阻R7和电容C4，电阻R5和电阻R7连接开关KEY1，三极管Q2的基极分别连接二极管D1和二极管D2，二极管D1连接电阻R8，二极管D2连接电阻R9，电阻R8连接芯片U2的GPI02脚，电阻R9与电容C4连接，三极管Q2D集电极、发射极分别连接了电池地和系统地。

2.根据权利要求1所述的一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，其特征在于：所述芯片U2的5脚连接串联的电阻R1与电阻R2，同时电阻R1连接电容C2并接地，电阻R2连接地。

3.根据权利要求1所述的一种基于FM33G0单片机电池低功耗电池放电管理系统，其特征在于：所述芯片U2的型号为FM33G0XX。

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