CN220752280U - 一种纽扣电池电压的检测电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纽扣电池电压的检测电路及电子设备，其中检测电路包括：第一电路，第一电路上包括纽扣电池和依次串联的第一电阻、开关电路和第二电阻；其中，在开关电路导通时，第一电阻和第二电阻用于对电池电压进行分压；检测电路还包括微控制单元，微控制单元用于通过微控制单元的第一接口导通开关电路，并在导通开关电路后，通过微控制单元的第二接口在开关电路和第二电阻之间的连接导线上进行采样，以检测纽扣电池电压。采用上述方法，通过在检测电路中串联开关电路和分压电阻，来检测纽扣电池的电压，相比于通过电量计来检测纽扣电池的电压的方式，可以降低物料成本并降低漏电流的产生。

Description

一种纽扣电池电压的检测电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种纽扣电池电压的检测电路及电子设备。

背景技术

随着社会经济的发展，金融业提供了更多安全方便的金融服务，因此金融设备也随之发展起来，比如自动取款机(Automated Teller Machine,ATM)、销售点情报管理系统(Point of Sales,POS)等。在金融设备关机的情况下，需要纽扣电池对金融设备供电，当纽扣电池的输出电压低于阈值时，则无法对金融设备进行有效供电。由于纽扣电池不可充电，因此，纽扣电池的电量决定了金融设备的使用寿命。

目前，对纽扣电池的输出电压进行测量一般使用电量计，电量计的外围电路涉及到很多电路器件，且在金融设备关机的情况下，纽扣电池对金融设备供电会由于设置了电量计及外围电路而出现漏电流，消耗纽扣电池的电量，进而影响金融设备的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种纽扣电池电压的检测电路及电子设备，用于解决现有技术中使用电量计测量电池的输出电压需要消耗较多的物料，以及电池对金融类设备供电出现漏电流的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种纽扣电池电压的检测电路，包括：第一电路，所述第一电路上包括所述纽扣电池和依次串联的第一电阻、开关电路和第二电阻；其中，在所述开关电路导通时，所述第一电阻和所述第二电阻用于对所述电池电压进行分压；所述检测电路还包括微控制单元，所述微控制单元用于通过所述微控制单元的第一接口导通所述开关电路，并在导通所述开关电路后，通过所述微控制单元的第二接口在所述开关电路和所述第二电阻之间的连接导线上进行采样，以检测所述纽扣电池电压。

在一种可能实现的方式中，所述检测电路具体包括：所述开关电路为述NMOS管；所述第一接口与所述NMOS管的栅极连接，所述第二接口与所述NMOS管的源极的连接。

在一种可能实现的方式中，所述检测电路具体包括：所述第一电阻与所述NMOS管的漏极连接；所述第二电阻与所述NMOS管的源极连接。

在一种可能实现的方式中，所述检测电路还包括：第一电容，所述第一电容与所述第二电阻并联；所述第一电容用于稳定所述第二电阻上的电压。

在一种可能实现的方式中，所述检测电路还包括：第二电路，所述第二电路上包括所述纽扣电池和用户设备，所述纽扣电池用于给所述用户设备供电。

在一种可能实现的方式中，所述检测电路还包括：与所述用户设备串联的二极管；所述二极管的正极与所述纽扣电池的正极连接，所述二极管的负极与所述用户设备连接。

在一种可能实现的方式中，所述检测电路还包括：第二电容，所述第二电容的一端与所述二极管的负极连接，所述第二电容的另一端接地。

第二方面，本实用新型提供一种电子设备，包括第一方面任一种可能的实现方式中所述的检测电路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种检测电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的又一种包括微控制单元接口的第一电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种NMOS管符号示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种纽扣电池电压的检测电路示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种纽扣电池电压的检测电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明(Unless otherwiseindicated)。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。

用户设备(也可以称为金融设备)比如ATM机或者POS机中包含主电池，在金融设备使用过程中，金融设备中的主电池对金融设备进行供电，以使得金融设备维持正常的工作状态，在金融设备处于关机状态时，主电池无法对金融设备供电。由于对金融设备的安全性能具有较高的要求，即在关机状态时，设备也需要防止被破坏，比如防止犯罪分子对用户设备拆机。因此在关机状态或者在金融设备的主电池不工作的情况下，还需要纽扣电池对金融设备进行供电。

由于纽扣电池的不可充电性，随着纽扣电池的使用，电量越来越少，当纽扣电池的输出电压不能满足对金融设备进行供电，金融设备的使用寿命也随之结束。因此，纽扣电池的电量对金融设备的使用寿命有着较大的影响。

在现有技术中，纽扣电池对金融设备供电过程中，会出现较大的漏电流，导致纽扣电池的使用寿命减少，进而影响金融设备的使用寿命。除此之外，由于在金融设备的使用过程中，还需要对纽扣电池的电量进行检测，以防纽扣电池的电量低于阈值时，不能有效的对金融设备供电。因此，在现有技术中，使用电量计对纽扣电池的电量进行监测，但使用电量计需要一些外围电路，大大增加了电路的复杂性，也消耗电子元器件的物料成本。

基于上述考虑，本申请提出一种新的检测电路结构，通过在检测电路中串联开关电路和分压电阻，来检测纽扣电池的电压，相比于通过电量计来检测纽扣电池的电压的方式，可以降低漏电流的产生。

图1为本实用新型实施例提供一种检测电路的结构示意图。如图1所示，检测电路可以包括第一电路，第一电路上包括纽扣电池和依次串联的第一电阻、开关电路和第二电阻。

具体地，纽扣电池可以作为电源，为第一电路提供电流，当开关电路为开，即开关电路处于导通状态时，此时开关电路相当于一条导线，电流从纽扣电池的正极出发，经过第一电阻，流向开关电路，电流经过开关电路流向第二电阻，再通过第二电阻流向地。此时电压经过第一电阻和第二电阻接地后，接地电压变为0。举个例子来说，假设在纽扣电池的正极处，电压为4V，若第一电阻和第二电阻的阻值相等均为2Ω，第一电阻和第二电阻共同分担纽扣电池的电压，则第一电阻和第二电阻的分压值为因此，在第一电阻和第二电阻之间的连接导线上，电压为2V，该电压即为第二电阻的分压值，由于地的电压为0，在第二电阻与地之间的连接导线上，电压也为0V。再举个例子来说，在纽扣电池的正极处，电压为4V，若第一电阻的阻值为3Ω，第二电阻的阻值为1Ω，则第一电阻的分压值为第二电阻的分压值为/>因此在第一电阻与第二电阻之间的连接导线上，电压为1V，第二电阻的分压值为1V，而在第二电阻与地之间的连接导线上，电压仍为0V。

其中，

当开关电路为关，即开关电路处于断开状态，此时，纽扣电池不会向第一电路提供电流，因此，第一电阻和第二电阻所在的电路上没有电流，进而第一电阻和第二电阻连接的导线上，电压也是0。

检测电路还包括微控制单元，微控制单元具有两个接口，通过微控制单元的第一接口导通上述开关电路，并在导通上述开关电路后，通过微控制单元的第二接口在开关电路和第二电阻之间的连接导线上进行采样，以检测纽扣电池电压。

具体地，如图2所示，第一接口可以为微控制单元的ADC_EN接口，连接在开关电路上；第二接口为微控制单元的ADC采样接口，连接在第一电阻与第二电阻之间的导线上。当第一接口导通开关电路时，由上文的分析可知，第一电阻与第二电阻的电路上存在电流，因此，ADC采样接口可以采集到第一电阻与第二电阻之间的连接导线上的电压，该电压即为第二电阻的分压值。由于ADC采样接口可以采集的电压是有范围限制的，即ADC采样接口可以采集到的最大电压值是确定的，因此，对于第一电阻和第二电阻的阻值设置上，需要满足第二电阻的分压值不能高于ADC采样接口可以采集到的电压最大值。

示例性地，开关电路可以为N型金属-氧化物-半导体(N-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS)管，NMOS管的符号示意图如图3所示，从图3可以看出，NMOS管具有三个连接端口，分别是栅极(G极)、漏极(D极)、源极(S极)，NMOS管的漏极与第一电阻连接，NMOS管的源极与第二电阻连接，ADC_EN接口连接在NMOS管的栅极。当栅极与源极之间的电压差大于一个阈值时，漏极与源极之间导通，此时NMOS管相当于一条线路，这个阈值可以称为该NMOS管的导通电压；当栅极与源极之间的电压差小于该阈值时，源极与漏极之间断开，此时NMOS管相当于断路，因此，NMOS管可以相当于一个开关。

具体地，当ADC_EN接口没有输入一个高电平电压时，即没有输入一个可以导通NMOS管的电压时，NMOS管相当于断路，此时由于第二电阻与地连接，第二电阻上没有电流通过，因此ADC采样接口采集到的电压为0V；当ADC_EN接口输入一个高电平电压时，即输入一个可以导通NMOS管的电压，此时NMOS管导通，电流从纽扣电池的正极出发，经过第一电阻、NMOS管、第二电阻流向地。此时，由于第二电阻上有电流通过，ADC采样接口采集到的电压即为第二电阻的分压值，根据第二电阻的分压值， 若根据ADC采样接口采集到的电压计算纽扣电池的电压低于金融设备需要的电压时，电路会发出警报，提醒工作人员纽扣电池的异常情况，进而实现对金融设备保护。

通过给ADC_EN接口输入高电平，可以保证在NMOS管处于导通状态时，通过ADC_EN采样接口采集到的电压，计算纽扣电池的电压，避免使用电量计测量纽扣电池的电压而消耗更多的电子元器件；也可以通过给ADC_EN接口不输入高电平，保证在NMOS管处于断开状态时，纽扣电池不会为第一电路提供电流，从而相比于通过电量计来检测纽扣电池的电压，可以减小了纽扣电池电量的浪费，提高了纽扣电池电量的使用时长，进而提高了金融设备的使用寿命。

可选地，检测电路还包括第一电容，第一电容与第二电阻并联，由于电容的滤波特性，因此，在第二电阻上并联电容可以控制微控制单元的ADC采样接口采集到的电压是一个稳定的电压值。

检测电路还包括第二电路，第二电路包括纽扣电池和用户设备，纽扣电池用于给用户设备供电，可选地，第二电路上还包括与用户设备串联的二极管。

具体地，在第二电路中，纽扣电池与金融设备相连，可以实现纽扣电池为金融设备供电的作用，在第二电路上还可以包括二极管。如图4所示，纽扣电池与第一电阻的一端连接，同时还与二极管的正极(即图中二极管的2端口)连接，二极管的负极(即图中二极管的1端口)与金融设备相连。由于二极管具有单向导电性，即流经二极管的电流需要从二极管的正极流向负极，这样该二极管才能导通，若电流从二极管的负极流向二极管的正极，则该二极管处于高阻截止状态，相当于断路。因此，将二极管的正极与纽扣电池相连，负极与金融设备相连，可以保证纽扣电池的电流通过二极管流向金融设备，从而给金融设备供电，也可以保证金融设备中主电池的电流不会通过二极管反向流向纽扣电池。

由于金融设备与第一电路是并联状态，因此通过ADC采样接口采集出来的电压值而计算出的纽扣电池的电压，即为纽扣电池给金融设备提供的电压值。而且，在NMOS管处于断开状态时，纽扣电池的电流不会流经第一电路，而是流向金融设备，为金融设备供电。

可选地，检测电路的第二电路上还包括第二电容，第二电容的一端与二极管的负极相连，第二电容的另一端接地。由于电容的滤波特性，在第二电路中增加第二电容可以给金融设备提供稳定的输出电压值。

可选地，为了防止纽扣电池电压虚高的情况，即纽扣电池可以输出金融设备需要的电压值，但输出的电流却不能满足环路电流的需要，因此，在纽扣电池的负极处增加了两个采样点，采样点1和采样点2。如图5所示，通过采样点1和采样点2串联万用表，并将万用表并联一个第三电阻，设置第三电阻的阻值足够大，大于万用表电流档位时的内阻，则第三电阻所在的支路将被短路，将万用表调成电流档，此时万用表测出来的电流是环路的电流，即纽扣电池提供给金融设备的输出电流。

采用上述电路结构，可以在用户不断使用设备时，监测纽扣电池的电压，大大提高了用户设备的安全性，与此同时，利用NMOS管控制第一电路的开与关，避免了电池的漏电流，提高了用户设备的使用寿命，也大大简化了测量纽扣电池所需要的元器件。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上文所描述的检测电路。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种纽扣电池电压的检测电路，其特征在于，所述检测电路包括第一电路，所述第一电路上包括所述纽扣电池和依次串联的第一电阻、开关电路和第二电阻；其中，在所述开关电路导通时，所述第一电阻和所述第二电阻用于对所述电池电压进行分压；

所述检测电路还包括微控制单元，所述微控制单元用于通过所述微控制单元的第一接口导通所述开关电路，并在导通所述开关电路后，通过所述微控制单元的第二接口在所述开关电路和所述第二电阻之间的连接导线上进行采样，以检测所述纽扣电池电压。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述开关电路为述NMOS管；

所述第一接口与所述NMOS管的栅极连接，所述第二接口与所述NMOS管的源极的连接。

3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述第一电阻与所述NMOS管的漏极连接；

所述第二电阻与所述NMOS管的源极连接。

4.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括第一电容，所述第一电容与所述第二电阻并联；

所述第一电容用于稳定所述第二电阻上的电压。

5.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括第二电路，所述第二电路上包括所述纽扣电池和用户设备，所述纽扣电池用于给所述用户设备供电。

6.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述第二电路上还包括与所述用户设备串联的二极管；

所述二极管的正极与所述纽扣电池的正极连接，所述二极管的负极与所述用户设备连接。

7.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于，所述第二电路上还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述二极管的负极连接，所述第二电容的另一端接地。

8.一种电子设备，其特征在于，包括上述权利要求1至7中任一项所述的检测电路。