CN219644149U - 一种超低功耗电池电量显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超低功耗电池电量显示装置，包括控制电路模块、电池电量显示电路、设置在控制电路模块与电池之间的电池轮廓显示电路；电池轮廓显示电路包括并联的第一支路、第二支路，其一端连接电池，另一端连接控制电路模块；第一支路包括串联的第一电阻、若干个第一LED灯，第二支路包括串联的第二电阻、若干个第二LED灯；若干个第一LED灯、第二LED灯均匀设置在电池电量显示电路的显示单元周围，若干个第一LED灯、第二LED灯点亮时显示电池轮廓。本实用新型的电池轮廓显示电路由硬件电路自身检测完成并显示电池轮廓图案，且整个电路不使用任何场效应管、三极管，电路结构更加简单高效，也更加低功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及电量显示领域，特别涉及一种超低功耗电池电量显示装置。
背景技术
随着蓄电池(包括锂电池、铅酸电池等等)技术的发展，便携式电子产品随之得到更进一步的发展，如户外电源、电动自行车、移动充电宝等等，而这些内置电池的电子产品的电池电量显示功能是非常必要的。
其中，第一种情形：有一些电子产品的电池电量显示要求比较精确，如手机，需要实时检测到电池电量的个位数变化并显示，如放电电量从90％降至89％，或者充电电量从51％升至52％。
第二种情形：另外一些电子产品对电池电量变化的检测和显示，只要求电量在一定范围予以正确显示即可，以达到提示使用者的目的。
例如将电子产品的电量分为25％、50％、75％、100％四档，分别对应四个LED灯：
当充满电时，四个LED灯全部点亮；
当电量在75％至100％时，例如实际电量为80％时，四个LED灯全部点亮；
当电量在50％至75％时，例如实际电量为60％时，三个LED灯点亮；
当电量在25％至50％时，例如实际电量为30％时，两个LED灯点亮；
当电量在0％至25％时，例如实际电量为10％时，一个LED灯点亮；
没电时，LED灯全部不亮。
对于第二种情形，专利号为202111152428.4、专利名称为“超低待机功耗纳安级宽电压范围LED电池电量指示系统”的技术方案，公开的LED电池电量指示系统包括：待机控制模块，待机控制模块与电池电性连接，用于控制电路的通断电；检测显示模块，检测显示模块与待机控制模块电性连接，检测显示模块包括若干个检测单元，检测单元用于受电池的输出电压导通以检测电池的输出电压，且若干个检测单元的导通电压等级逐渐增加；每个检测单元均电性连接有显示单元，显示单元用于通过发光的方式表示电池的电量，且当检测单元导通时，显示单元根据电池的电压的不同体现不同的发光效果。而专利号为202111152428.4、专利名称为“超低待机功耗纳安级宽电压范围LED电池电量指示系统”的技术方案，如该专利说明书附图图1、4、5、6所对应的四个LED电池电量指示系统的整体电路，其电路结构较为复杂，由此带来两个问题：其一，提高了制造成本；其二，降低了电路稳定性。
上述专利的技术方案能够测试不同电压范围的电压，通过电压与电量的对应关系，最终LED的亮灯个数与电量多少呈正相关，但其存在以下缺点：仅显示电量，未显示电池轮廓，人机交互界面不够美观，对使用者不够友好。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种超低功耗电池电量显示装置。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
一种超低功耗电池电量显示装置，包括控制电路模块、电池电量显示电路，还包括设置在控制电路模块与电池之间的电池轮廓显示电路；
所述电池轮廓显示电路包括并联的第一支路、第二支路，并联后第一支路、第二支路的一端连接电池，另一端连接控制电路模块；第一支路包括串联的第一电阻、若干个第一LED灯，第二支路包括串联的第二电阻、若干个第二LED灯；若干个第一LED灯、第二LED灯均匀设置在电池电量显示电路的显示单元周围，若干个第一LED灯、第二LED灯点亮时显示电池轮廓。
所述超低功耗电池电量显示装置，还包括分别与控制电路模块连接的电池电量检测电路、程序选择电路；其中，电池电量检测电路，用于检测电池的电压并实时传输至控制电路模块；程序选择电路，根据待检测电池的最高电压，将对应信号返给控制电路模块，控制电路模块执行相应电压的电池电量AD转换程序。
所述电池电量显示电路包括若干个与控制电路模块直接连接的第三LED灯，由控制电路模块所执行的电池电量AD转换程序而决定第三LED灯亮灯的个数。
所述电池轮廓显示电路与控制电路模块之间设置有稳压二极管。
本实用新型的工作原理如下：
当电池电压小于电池轮廓显示电路电压，控制电路模块不工作；
当电池电压大于电池轮廓显示电路电压与控制电路模块工作电压之和，控制电路模块开始工作；
当电池电压大于电池轮廓显示电路电压、且小于电池轮廓显示电路电压与控制电路模块工作电压之和的时候，控制电路模块不工作,电池轮廓显示电路由硬件电路自身检测完成并显示电池轮廓图案。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型的电池轮廓显示电路由硬件电路自身检测完成并显示电池轮廓图案，电池轮廓显示电路既是电池轮廓显示电路，也是电压检测电路，不需要其他控制电路完成，有利于降低电路功耗。
2、本实用新型只有电池电量显示电路需要控制电路模块完成。
3、本实用新型能够显示并检测不同电压，完全共用硬件电路部分，控制电路根据程序选择电路执行不同程序，这样便可以实时显示其对应的检测电压电量。
4、本实用新型的所有电路不使用任何场效应管、三极管，电路结构更加简单高效，也更加低功耗。
附图说明
图1为本实用新型所述一种超低功耗电池电量显示装置的整体电路图。
图2为本实用新型所述控制电路模块的电路图。
图3为本实用新型所述电池轮廓显示电路的电路图。
图4为本实用新型所述电池电量检测电路的电路图。
图5为本实用新型所述程序选择电路的电路图。
图6为本实用新型所述电池电量显示电路的电路图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1，一种超低功耗电池电量显示装置，包括控制电路模块，还包括分别与控制电路模块连接的电池轮廓显示电路、电池电量检测电路、程序选择电路、电池电量显示电路；其中，
如图2，控制电路模块的采用芯片U1，芯片U1的第1、8引脚分别连接电容C1的两端、稳压二极管ZD1的两端，同时第1引脚连接电池轮廓显示电路；
如图3，电池轮廓显示电路包括并联的第一支路、第二支路，并联后第一支路、第二支路的一端连接电池，另一端连接控制电路模块；第一支路包括串联的第一电阻R3，5个第一LED灯LED1、LED2、LED3、LED4、LED5；第二支路包括串联的第二电阻R4、5个第二LED灯LED6、LED7、LED8、LED9、LED10；5个第一LED灯、5个第二LED灯均匀设置在电池电量显示电路的显示单元周围，5个第一LED灯、5个第二LED灯同时点亮时显示电池轮廓；
如图4，电池电量检测电路，用于检测电池的电压并实时传输至控制电路模块，包括电阻R1、电阻R2、电容C2，其电路连接关系见图1和图4。
如图5，程序选择电路，根据待检测电池的最高电压，将对应信号返给控制电路模块，控制电路模块执行相应电压的电池电量AD转换程序；程序选择电路与芯片U1的第3引脚相连；其电路连接关系见图1和图5。
如图6，电池电量显示电路包括4个与控制电路模块直接连接的第三LED灯LEDG1、LEDG2、LEDG3、LEDG4(4个第三LED灯LEDG1、LEDG2、LEDG3、LEDG4作为电池电量显示电路的显示单元)，LEDG1、LEDG2、LEDG3、LEDG4分别与芯片U1的第5、6、4、2引脚相连，由控制电路模块所执行的电池电量AD转换程序而决定第三LED灯亮灯的个数；
超低功耗电池电量显示装置的工作原理如下：
设定电池电压为VBAT；
电路在电阻R3上的电压为VR3；
电路在电阻R4上的电压为VR4；
电路在LED1上的电压为VLED1；
电路在LED2上的电压为VLED2；
电路在LED3上的电压为VLED3；
电路在LED4上的电压为VLED4；
电路在LED5上的电压为VLED5；
电路在LED6上的电压为VLED6；
电路在LED7上的电压为VLED7；
电路在LED8上的电压为VLED8；
电路在LED9上的电压为VLED9；
电路在LED10上的电压为VLED10；
电路在稳压二极管ZD1上的电压为VZD1(即控制电路模块工作电压)。
当VBAT<VR3+VLED1+VLED2+VLED3+VLED4+VLED5时,控制电路模块的芯片U1不工作,供电回路无电流通过,工作电流为0。
当VBAT>VR3+VLED1+VLED2+VLED3+VLED4+VLED5+VZD1(VZD1即芯片U1的工作电压)时，控制电路模块的芯片U1开始工作,且控制电路模块根据程序选择电路实时显示其对应的检测电压电量。
当VR3+VLED1+VLED2+VLED3+VLED4+VLED5<VBAT<VR3+VLED1+VLED2+VLED3+VLED4+VLED5+VZD1时，控制电路模块不工作,电池轮廓显示电路由硬件电路自身检测完成并显示电池轮廓图案，也就是此时LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10被点亮显示电池轮廓图案。
具体如下：
当被测试电池电压为21V时,程序选择R21V,此时IN_V_SET为低电平，芯片U1执行电压21V的电池电量AD转换程序，大概：
电池实际电压为16V至17V，显示1格，LEDG1亮，LEDG2灭，LEDG3灭，LEDG4灭；
电池实际电压为17V至18V，显示2格，LEDG1亮，LEDG2亮，LEDG3灭，LEDG4灭；
电池实际电压为18V至19V，显示3格，LEDG1亮，LEDG2亮，LEDG3亮，LEDG4灭；
电池实际电压为19V至21V，显示4格，LEDG1亮，LEDG2亮，LEDG3亮，LEDG4亮。
当被测试电池电压为24V时，程序选择R24V，此时IN_V_SET为高电平，芯片U1执行电压24V的电池电量AD转换程序，大概：
电池实际电压为19V至20V，显示1格，LEDG1亮，LEDG2灭，LEDG3灭，LEDG4灭；
电池实际电压为20V至21V，显示2格，LEDG1亮，LEDG2亮，LEDG3灭，LEDG4灭；
电池实际电压为21V至22V，显示3格，LEDG1亮，LEDG2亮，LEDG3亮，LEDG4灭；
电池实际电压为22V至24V，显示4格，LEDG1亮，LEDG2亮，LEDG3亮，LEDG4亮。
也可以依此类推，将电池电量分为三档、五档、六档等等，原理类似，不再赘述。
在本实施例中，程序选择电路、电池电量显示电路需要控制电路模块直接控制得以实现相应的功能，由此达到电路结构简单高效，且低功耗的目的；需要说明的是，上述过程虽然涉及到芯片U1、涉及到芯片U1内部数据处理的内容，但此部分内容是一个相对比较成熟的部分，例如，对于程序选择电路，专利号为201610205866.5、专利名称为“一种程序选择电路及方法”的技术方案公布了利用控制器(即芯片)进行程序选择的详细过程；对于电池电量显示电路，通过检测电压的大小，芯片U1控制一个或几个LED灯亮，也是常规技术。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种超低功耗电池电量显示装置，包括控制电路模块、电池电量显示电路，其特征在于：还包括设置在控制电路模块与电池之间的电池轮廓显示电路；
所述电池轮廓显示电路包括并联的第一支路、第二支路，并联后第一支路、第二支路的一端连接电池，另一端连接控制电路模块；第一支路包括串联的第一电阻、若干个第一LED灯，第二支路包括串联的第二电阻、若干个第二LED灯；若干个第一LED灯、第二LED灯均匀设置在电池电量显示电路的显示单元周围，若干个第一LED灯、第二LED灯点亮时显示电池轮廓。
2.根据权利要求1所述超低功耗电池电量显示装置，其特征在于：还包括分别与控制电路模块连接的电池电量检测电路、程序选择电路；其中，电池电量检测电路，用于检测电池的电压并实时传输至控制电路模块；程序选择电路，根据待检测电池的最高电压，将对应信号返给控制电路模块，控制电路模块执行相应电压的电池电量AD转换程序。
3.根据权利要求1所述超低功耗电池电量显示装置，其特征在于：所述电池电量显示电路包括若干个与控制电路模块直接连接的第三LED灯，由控制电路模块所执行的电池电量AD转换程序而决定第三LED灯亮灯的个数。
4.根据权利要求1所述超低功耗电池电量显示装置，其特征在于：所述电池轮廓显示电路与控制电路模块之间设置有稳压二极管。
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