一种采集电子设备的电池电压的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开采集电子设备的电池电压的装置和方法，装置包括：微控制单元，开关电路和分压电路，开关电路的输入端连接电池电压输出端，输出端连接分压电路的电压采样端，分压电路另一端接地；分压电路两端并联一电容，微控制单元的控制信号输出引脚与开关电路的控制端连接，采样信号输入引脚与开关电路的输出端和分压电路的电压采样端共接；微控制单元在预设采样时间点到来时，发送第一控制信号使开关电路导通，并对储能电容进行充电；延时预定时间后，通过采样信号输入引脚采集电池电压原始值并发送第二控制信号给开关电路使其关闭，补偿电池电压原始值，得到电池电压校准值后保存。本发明专利技术大大降低了电路功耗，且保证了采集结果的准确性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子设备
，具体涉及一种采集电子设备的电池电压的装置和方法。
技术介绍
随着智能手环等电子设备越来越普及，智能手环的待机时间是产品的一个非常重要的指标，待机时间长可以减少产品使用过程中充电的次数，反之，频繁的充电则严重影响了产品的体验度。而电子设备的电池电压的采集是智能手环类产品一个必不可少的功能。现有技术中电池电压采集一般有两种方式：一种是通过分压电阻直接采集电池电压，这种方式一般通过加大分压电阻的阻值来降低漏电流从而达到降低采集电路功耗的目的，但是分压电阻不能随意的加大，因为过大的分压电阻会影响微控制器输入端的阻抗，从而影响采集结果的准确性，并且这种方式因为一直存在漏电流所以功耗相对较大。另外一种是通过在分压电阻通路上增加可开通关断的MOS管等开关元件，以达到降低采集电路功耗的目的。但是这种方法需要控制开关管并采集开通瞬间的电池电压，容易引起电压波动，造成采集结果误差大，不准确。由此可见，现有技术中的电池电压采集方式功耗高、准确度低，稳定性差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种采集电子设备的电池电压的装置和方法，用于解决现有技术中的电池电压采集方式功耗高、准确度低，稳定性差的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：根据本专利技术的一个方面，提供了一种采集电子设备的电池电压的装置，该装置包括：微控制单元以及开关电路和分压电路，开关电路的输入端连接电子设备的电池电压输出端，输出端连接分压电路的电压采样端，分压电路的另一端接地；分压电路的两端并联一储能电容；微控制单元的控制信号输出引脚与开关电路的控制端连接，微控制单元的采样信号输入引脚与开关电路的输出端和分压电路的电压采样端共接；微控制单元，用于在预设采样时间点到来时，向开关电路的控制端发送第一控制信号，使得开关电路导通并与分压电路形成电池电压采样回路并对储能电容进行充电，在延时预定时间后，通过采样信号输入引脚接收分压电路采集到的电池电压原始值，并通过控制信号输出引脚发送第二控制信号给开关电路，使得开关电路关闭；以及，用于对该电池电压原始值进行补偿，得到补偿后的电池电压校准值保存。可选地，微控制单元，具体用于根据电池电压原始值对应的采样时间，将电池电压校准值顺序保存到一个具有设定深度的先进先出存储器中；微控制单元，还用于在收到电池电压输出指令时，对先进先出存储器中现有的电池电压校准值进行求平均值计算，将计算得到的平均值作为当前的电池电压输出值输出并保存。可选地，微控制单元，还用于在输出当前的电池电压输出值之前，获取电子设备的电池的充/放电状态，并将当前的电池电压输出值与上一次输出的电池电压输出值进行比较，判断是否满足充/放电状态下对应的电池电压输出条件，是则，将当前的电池电压输出值输出并保存，否则，利用上一次输出的电池电压输出值替换当前的电池电压输出值后输出。可选地，其特征在于，先进先出存储器的深度设定为8，微控制单元，具体用于在延时2毫秒后，通过采样信号输入引脚接收分压电路采集到的电池电压原始值，以及对电池电压原始值补偿0.06V，得到补偿后的电池电压校准值。可选地，开关电路包括一NMOS管、一上拉电阻、一整流二极管和一双向稳压二极管，分压电路为一分压电阻；NMOS管的栅极为控制端，漏极串接上拉电阻后与电子设备的电池电压输出端连接，源极分别连接分压电阻的电压采样端和微控制单元的采样信号输入引脚；整流二极管连接在NMOS管的源极和漏极之间，其正极与NOMS管的源极连接，负极与NMOS管的漏极连接；双向稳压二极管连接在NMOS管的栅极和源极之间，其一个正极与NOMS管的栅极连接，另一个正极与NMOS管的源极连接。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种采集电子设备的电池电压的方法，该电子设备中设置有微控制单元以及开关电路和分压电路，开关电路的输入端连接电子设备的电池电压输出端，输出端连接分压电路的电压采样端，分压电路的另一端接地；分压电路的两端并联一储能电容；该方法包括：微控制单元通过控制信号输出引脚发送第一控制信号给连接电池电压输出端的开关电路，使得开关电路导通并与分压电路形成电池电压采样回路并对储能电容进行充电，微控制单元延时预定时间后，通过采样信号输入引脚接收分压电路采集到的电池电压原始值；微控制单元通过控制信号输出引脚发送第二控制信号给开关电路，使得开关电路关闭；微控制单元对电池电压原始值进行补偿处理后保存。可选地，微控制单元对电池电压原始值进行补偿处理后保存包括：微控制单元根据电池电压原始值的采样时间，将补偿后得到的电池电压校准值顺序存储到具有预定深度的先进先出存储器中，该方法还包括：当微控制单元收到电池电压输出指令时，对先进先出存储器中现有的电池电压校准值进行求平均值计算，将计算得到的平均值作为当前的电池电压输出值输出并保存。可选地，该方法还包括：微控制单元在输出当前的电池电压的输出值之前，获取电子设备的电池的充/放电状态，将当前的电池电压输出值与上一次输出的电池电压输出值进行比较，判断是否满足充/放电状态下对应的电池电压输出条件，是则，输出当前电池电压的输出值后保存，否则，利用上一次输出的电池电压输出值替换当前的电池电压输出值后输出。可选地，先进先出存储器的深度为8，延时的预定时间为2毫秒，微控制单元对电池电压原始值进行补偿处理包括：微控制单元对电池电压原始值补偿0.06V。可选地，开关电路包括一NMOS管、一上拉电阻、一整流二极管和一双向稳压二极管，分压电路为一分压电阻；令NMOS管的栅极为控制端，接收第一控制信号或第二控制信号，漏极串接上拉电阻后与电子设备的电池电压输出端连接，源极分别连接分压电阻的电压采样端和微控制单元的采样信号输入引脚；令整流二极管连接在NMOS管的源极和漏极之间，其正极与NOMS管的源极连接，负极与NMOS管的漏极连接；令双向稳压二极管连接在NMOS管的栅极和源极之间，其一个正极与NOMS管的栅极连接，另一个正极与NMOS管的源极连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术的这种采集电子设备的电池电压的装置和方法，在需要采集电池电压时由微控制单元发送第一控制信号给开关电路使得开关电路导通，进而完成电池电压的采集；并在采集完成后由微控制单元发送第二控制信号关闭开关电路，从而在不采集电池电压时，不会产生功耗，与现有技术中直接利用分压电路的采集方式相比，功耗极低。另外，由于本专利技术中通过延时预定时间给储能电容充电，然后再采集电池电压原始值并对电池电压原始值进行补偿处理，也保证了输出的电池电压值与电池电压的实际值之间的误差非常小，提高了采集结果的准确性和稳定性。由此，本专利技术的技术方案应用在电子设备上时采集的电池电压稳定性和准确性高，经试验证实误差范围在0.01V以内，并且平均功耗极低，大大延长了整机的待机使用时间。附图说明图1是本专利技术一个实施例的一种采集电子设备的电池电压的装置的框图；图2是本专利技术一个实施例的一种采集电子设备的电池电压的装置的电路图；图3是本专利技术一个实施例的先进先出存储器的结构和工作原理示意图；图4A是本专利技术一个实施例的电子设备的电池充电曲线示意图；图4B是本专利技术一个实施例的电子设备的电池放电曲线示意图；图5是本专利技术一个实施例的一种采集电子设备的电池电压的方法的流程图；图6是本专利技术另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采集电子设备的电池电压的装置，其特征在于，该装置包括：微控制单元以及开关电路和分压电路，所述开关电路的输入端连接电子设备的电池电压输出端，输出端连接所述分压电路的电压采样端，所述分压电路的另一端接地；所述分压电路的两端并联一储能电容；所述微控制单元的控制信号输出引脚与所述开关电路的控制端连接，所述微控制单元的采样信号输入引脚与所述开关电路的输出端和所述分压电路的电压采样端共接；所述微控制单元，用于在预设采样时间点到来时，向所述开关电路的控制端发送第一控制信号，使得所述开关电路导通并与所述分压电路形成电池电压采样回路并对所述储能电容进行充电，在延时预定时间后，通过采样信号输入引脚接收所述分压电路采集到的电池电压原始值，并通过控制信号输出引脚发送第二控制信号给开关电路，使得开关电路关闭；以及，用于对该电池电压原始值进行补偿，得到补偿后的电池电压校准值保存。

【技术特征摘要】
1.一种采集电子设备的电池电压的装置，其特征在于，该装置包括：微控制单元以及开关电路和分压电路，所述开关电路的输入端连接电子设备的电池电压输出端，输出端连接所述分压电路的电压采样端，所述分压电路的另一端接地；所述分压电路的两端并联一储能电容；所述微控制单元的控制信号输出引脚与所述开关电路的控制端连接，所述微控制单元的采样信号输入引脚与所述开关电路的输出端和所述分压电路的电压采样端共接；所述微控制单元，用于在预设采样时间点到来时，向所述开关电路的控制端发送第一控制信号，使得所述开关电路导通并与所述分压电路形成电池电压采样回路并对所述储能电容进行充电，在延时预定时间后，通过采样信号输入引脚接收所述分压电路采集到的电池电压原始值，并通过控制信号输出引脚发送第二控制信号给开关电路，使得开关电路关闭；以及，用于对该电池电压原始值进行补偿，得到补偿后的电池电压校准值保存。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制单元，具体用于根据电池电压原始值对应的采样时间，将所述电池电压校准值顺序保存到一个具有设定深度的先进先出存储器中；所述微控制单元，还用于在收到电池电压输出指令时，对先进先出存储器中现有的电池电压校准值进行求平均值计算，将计算得到的平均值作为当前的电池电压输出值输出并保存。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微控制单元，还用于在输出当前的电池电压输出值之前，获取电子设备的电池的充/放电状态，并将当前的电池电压输出值与上一次输出的电池电压输出值进行比较，判断是否满足充/放电状态下对应的电池电压输出条件，是则，将当前的电池电压输出值输出并保存，否则，利用上一次输出的电池电压输出值替换当前的电池电压输出值后输出。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述先进先出存储器的深度设定为8，所述微控制单元，具体用于在延时2毫秒后，通过采样信号输入引脚接收所述分压电路采集到的电池电压原始值，以及对电池电压原始值补偿0.06V，得到补偿后的电池电压校准值。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关电路包括一NMOS管、一上拉电阻、一整流二极管和一双向稳压二极管，所述分压电路为一分压电阻；所述NMOS管的栅极为控制端，漏极串接所述上拉电阻后与电子设备的电池电压输出端连接，源极分别连接所述分压电阻的电压采样端和所述微控制单元的采样信号输入引脚；所述整流二极管连接在所述NMOS管的源极和漏极之间，其正极与所述NOMS管的源极连接，负极与所述NMOS管的漏极连接；所述双向稳压二极管连接在所述NMOS管的栅极和源极之间，其一个正极与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晓选，
申请(专利权)人：青岛歌尔声学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37