電池電量顯示控制方法及控制電路技術

本發明專利技術提供一種電池電量顯示控制方法及控制電路，控制方法包括：獲取電池充放電狀態下的工作電壓；獲取電池充放電狀態下的平均充放電電流；獲得平均充放電電流在補償電阻上產生的壓降，形成補償電壓；將補償電壓和工作電壓相疊加得到表征當前電池電量的開路電壓；將開路電壓與預設的至少兩個電壓基準進行比較，獲得當前電池電量等級并形成顯示信號；根據顯示信號顯示當前電池電量等級。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電池電量檢測領域，且特別涉及一種電池電量顯示控制方法及控制電路。
技術介紹
目前，隨著電氣設備的迅速發展，用戶不僅對設備的功能、可靠性與可操作性提出了很高的要求。對于含電池的電氣設備，為保證設備的可靠運行，用戶需要精確知曉電池的使用時間，及時為電池充電或更換電池，故當前電池電量的精確顯示將成為用戶重點關注的設計指標。目前，電池電量的顯示控制主要通過以下兩種方式來實現。第一種是通過單獨的MCU來實現，這種顯示控制方式所需外圍元器件比較多，不僅設計成本高且所占用的體積也較大。為了減小成本，第二種方法是將電池電量顯示功能集成于電路控制芯片中，這種設計方案，由于所有的元件進行集成后，其只有固定的電池電量比較基準，即只能針對單一的、固定的某一款電池進行電量檢測顯示，對于不同的電池，由于特性不同而存在電池電量顯示不準確的問題。
技術實現思路
本專利技術為了克服現有電池電量控制方法難以同時滿足成本和精度的要求，提供一種具有較高的顯示精度且電路成本低的電池電量顯示控制方法及控制電路。為了實現上述目的，本專利技術提供一種電池電量顯示控制方法，包括:獲取電池充放電狀態下的工作電壓；獲取電池充放電狀態下的平均充放電電流；獲得平均充放電電流在補償電阻上產生的壓降，形成補償電壓；將補償電壓和工作電壓相疊加得到表征當前電池電量的開路電壓；將開路電壓與預設的至少兩個電壓基準進行比較，獲得當前電池電量等級并形成顯示信號；根據顯示信號顯示當前電池電量等級。于本專利技術一實施例中，獲得平均充放電電流的步驟包括:采樣電池的充放電電流；將采樣得到的充放電電流經低通濾波電路后得到平均充放電電流。于本專利技術一實施例中，通過與電池串聯的外部檢流電阻采樣，直接獲得平均充放電電流。于本專利技術一實施例中，采用一個比較器來逐次比較開路電壓和至少兩個電壓基準。于本專利技術一實施例中，工作電壓經分壓后與補償電壓相疊加。與上述電池電量顯示控制方法相對應的，本專利技術還提供一種電池電量顯示控制電路，包括工作電壓采樣模塊、平均電流采樣模塊、補償電阻、計算模塊、比較模塊和顯示模塊。工作電壓采樣模塊獲取電池充放電狀態下的工作電壓；平均電流采樣模塊獲取電池充放電狀態下的平均充放電電流。補償電阻電性連接平均電流采樣模塊，平均充放電電流在補償電阻上產生壓降，形成補償電壓。計算模塊將補償電壓和工作電壓相疊加得到表征當前電池電量的開路電壓。比較模塊包括比較器和電性連接比較器的輸入端且具有至少兩個電壓基準的基準源，比較器將開路電壓與至少兩個電壓基準進行比較，獲得當前電池電量等級并形成顯示信號。顯示模塊根據顯示信號顯示當前電池電量等級。于本專利技術一實施例中，平均電流采樣模塊包括采樣單元和平均單元，采樣單元獲取電池充放電電流，平均單元在將獲得的電池充放電電流進行平均，獲得平均充放電電流，平均模塊為低通濾波器。于本專利技術一實施例中，平均電流采樣模塊包括與電池串聯的外部檢流電阻，外部檢流電阻采樣直接獲得平均充放電電流，并將平均充放電電流輸出至補償電阻。于本專利技術一實施例中，電池電量顯示控制電路還包括分壓網絡，分壓網絡電性連接工作電壓采樣模塊，將獲得的工作電壓進行分壓后輸出至計算模塊。于本專利技術一實施例中，比較器的數量為一個。綜上所述，本專利技術提供的電池電量顯示控制方法及控制電路與現有技術相比，具有以下優點:當電池處于工作狀態時，由于電池內阻的存在，無法直接獲得能精確表征電池當前電量的開路電壓。本專利技術通過采樣電池的工作電壓和平均充放電電流，并設置與內阻相匹配的補償電阻，平均充放電電流在補償電阻上產生壓降，形成補償電壓。補償電壓和工作電壓相疊加即得到能精確表征當前電池電量的開路電壓或開路電壓分壓。本專利技術提供的電池電量顯示控制方法，通過設置補償電阻來形成補償電壓，消除了電池內阻上的壓降，大大提高了電池電量的檢測精度及電量等級顯示的準確性，保證設備的正常運行。進一步的，采用一個比較器來逐次比較開路電壓(或開路電壓分壓)和多個電壓基準，避免了多個比較器之間失調電壓不同造成的電池電量等級確定結果不準確的問題，進一步提高電池電量的顯示精度。當電池電壓較高，工作電壓較大，為防止計算模塊和比較模塊因較大的工作電壓而損壞，設置工作電壓經分壓后輸出至計算模塊，保證了控制電路的安全、穩定。為讓本專利技術的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。【附圖說明】圖1所示為本專利技術一實施例提供的電池電量顯示控制方法的流程圖。圖2所示為本專利技術一實施例提供的電池電量顯示控制電路的原理框圖。圖3所示為本專利技術一實施例提供的電池電量顯示控制電路的原理圖。【具體實施方式】在實際使用中，能精確表征電池當前電量Q的是電池的開路電壓Vbat03ct)，開路電壓VBAT_和電池電量Q之間具有--對應關系，兩者的關系可通過實際測量得出。然而，在電池處于工作狀態下時，由于電池存在內阻Rs，電池的開路電壓Vbat03ct)無法直接獲得，可以直接獲得的是電池的工作電壓VBAT。圖3中，Rs表征電池等效內阻，非實際外加電阻。通過分析電池的充放電狀態可知，當電池處于充電狀態時，工作電壓Vbat等于開路電壓VBAT_與充電電流在內阻Rs上產生的壓降Vs之和；而當電池處于放電狀態時，工作電壓Vbat等于開路電壓 Vbat (ocv) 與放電電流在內阻Rs上產生的壓降Ns之差。為消除電池內阻Rs在電池充放電過程中所產生的壓降的影響，本實施例提供的電池電量顯示控制方法，如圖1所示，包括:步驟S1、獲取電池充放電狀態下的工作電壓VBAT。工作電壓Vbat指的是電池在有電流流過時，電池正負極之間的電勢差。工作電壓Vbat可通過表計直接測量獲得。由于不同的設備，其電池的工作電壓不同，有些設備的電池工作電壓較高，如36V、48V等，該工作電壓遠遠大于后續電路(計算模塊和比較模塊)的工作電壓，因此，于本實施例中，設置工作電壓Vbat經分壓網絡6分壓后得到工作電壓分壓V BATW。然而，本專利技術對此不作任何限定。于其它實施例中，當電池電壓較低時，可直接將工作電壓Vbat輸出至計算模塊。步驟S2、獲取電池充放電狀態下的平均充放電電流Iavg。于本實施例中，為保護后續電路，將獲得的電池實際平均充放電電流按一定的比例縮小，Iavg= I bat*K, Ibat為電池的實際平均充放電電流，K為獲取比例。當電池處于充電狀態時，平均充放電電流Iavg為充電電流的平均；而當電池處于放電狀態時，平均充放電電流Iavg為放電電流的平均。于本實施例中，該步驟包括:首先，按比例K采樣電池實際的充放電電流。將按獲取比例采樣得到的充放電電流經低通濾波電路后得到電流的直流分量，SP平均充放電電流Iavg。然而，本專利技術對此不作任何限定。于其它實施例中，電池實際的充放電電流經濾波后得到實際的平均充放電電流IBAT，之后再按獲取比例K進行縮小；或者于其它實施例中，可采用外部檢流電阻采樣電池的輸出或輸入電流直接得到平均充放電電流。步驟S3、獲得平均充放電電流Iavg在補償電阻Rranip上產生壓降，形成補償電壓Vcomp ο步驟S4、將補償電壓Vronip和工作電壓分壓V BATW相疊加得到表征當前電池電量的開路電壓分壓VBAT(()CT。),開路電壓分壓VBAT本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池電量顯示控制方法，其特征在于，包括：獲取電池充放電狀態下的工作電壓；獲取電池充放電狀態下的平均充放電電流；獲得平均充放電電流在補償電阻上產生的壓降，形成補償電壓；將補償電壓和工作電壓相疊加得到表征當前電池電量的開路電壓；將開路電壓與預設的至少兩個電壓基準進行比較，獲得當前電池電量等級并形成顯示信號；根據顯示信號顯示當前電池電量等級。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：竇訓金，徐愛民，張安羊，任遠程，黃必亮，周遜偉，
申請(專利權)人：杰華特微電子張家港有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32