一种在系统电池电量检测电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种在系统电池电量检测电路，适于连接锂亚电池，其包括微处理器、储能电容、开关Q1、开关Q2、以及电压检测模块，其中电压检测模块的两端分别连接于锂亚电池和微处理器，储能电容的一端同时连接于锂亚电池和微处理器，开关Q1适于切换电压检测模块的通断状态，开关Q2适于切换储能电容与锂亚电池的通断状态，微处理器计算电压检测模块测得的锂亚电池的开路电压值。本实用新型专利技术利用储能电容作为锂亚电池开路条件下的供电电源，在不影响系统正常工作的同时满足了锂亚电池长时间开路静置的条件，在系统内实现了测量锂亚电池开路电压来预测剩余电量的目的。

An in system battery power detection circuit

【技术实现步骤摘要】
一种在系统电池电量检测电路
本技术涉及一种在系统电池电量检测电路。
技术介绍
随着智能水表技术的发展和人们生活水平的提高，智能水表被越来越多的应用到人们的日常生活中。一般来说，智能水表需要内置电池进行供电才能维持其正常工作。智能水表中锂亚电池的剩余电量预测一直是亟待解决的关键问题。人们希望可以提前预知电池的剩电容量，从而达到预估电池剩余使用寿命的目的。但是，由于智能水表是实时在线统计用水量的工具，且一直处于工作状态中，水表中的锂亚电池在线电压是实时变化的，且离散范围较大，因此采用电化学阻抗法等其他离线测量电池剩余容量的方法在智能水表电池的实际应用中可行性不大。现有文献中一篇题目为一次性锂/亚硫酰氯电池剩余容量的预测方法(华南师范大学缑玲玲硕士学位论文)表明锂亚电池开路静置一定时间后的开路(恢复)电压变化情况与电池剩余容量大小相关联，在剩余电量约大于50％的情况下，锂亚电池的开路电压基本保持不变，但是在剩余电量小于50％，大于15％的情况下，锂亚电池的开路电压会有轻微的下降过程，而在剩余电量小于15％的情况下，锂亚电池的剩余电量会有明显的下降过程。因此，可以通过检测锂亚电池的开路电压对电池的剩余电量进行预测。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种在系统电池电量检测电路，实现了通过检测锂亚电池的开路电压对电池的剩余电量进行预测。为了实现上述目的，本技术提供一种在系统电池电量检测电路，适于连接锂亚电池，其包括：微处理器、储能电容、开关Q1、开关Q2、以及电压检测模块，其中所述电压检测模块的两端分别连接于所述锂亚电池和所述微处理器，所述储能电容的一端同时连接于所述锂亚电池和所述微处理器，所述储能电容的另一端接地，所述开关Q1适于切换所述电压检测模块的通断状态，所述开关Q2适于切换所述储能电容与所述锂亚电池的通断状态，所述微处理器包括模数转换单元，所述模数转换单元适于计算所述电压检测模块测得的所述锂亚电池的开路电压值。当系统处于正常工作状态时，所述开关Q1打开，且所述开关Q2闭合，此时所述锂亚电池为所述微处理器供电并为所述储能电容充电；当系统符合检测锂亚电池开路电压条件时，所述开关Q1打开，且所述开关Q2打开，此时系统由所述储能电容供电，所述锂亚电池处于开路静置状态；当所述开路静默状态达到预设时长后，所述开关Q1闭合，且所述开关Q2打开，所述电压检测模块检测所述锂亚电池的开路电压并发送至所述微处理器，所述模数转换单元对检测结果进行模数转换得到所述锂亚电池的开路电压值，进而根据所述锂亚电池的开路电压来预测所述锂亚电池的剩余电量。优选地，所述储能电容为锂离子电容或双电层电容器。根据本技术的优选实施例，所述开关Q1和所述开关Q2为三极管，其中所述三极管Q1的基极连接于所述微处理器，所述三极管Q1的发射极连接于所述锂亚电池，所述电压检测模块的两端分别连接于所述三极管Q1的集电极和所述微处理器，所述三极管Q2的基极连接于所述微处理器，所述三级管Q2的发射极连接于所述锂亚电池，所述三级管Q2的集电极连接于所述微处理器，所述储能电容的一端连接于所述三极管Q2的集电极，所述储能电容的另一端接地。所述开关Q1和所述开关Q2受所述微处理器的端口控制。根据本技术的优选实施例，所述电压检测模块包括电阻R1和电阻R2，其中所述电阻R1的两端分别连接于所述三级管Q1的集电极和所述电阻R2，所述电阻R2的一端同时连接于所述电阻R1和所述微处理器，所述电阻R2的另一端接地，当所述微处理器端口采样电压范围小于锂亚电池电压时，所以电阻R1与所述电阻R2串联，起到分压作用，通过所述电阻R1和所述电阻R2的阻值比来检测所述锂亚电池的开路电压。相比现有技术，本技术的有益效果在于：通过锂离子电容或双电层电容器等储能元件作为系统低功耗条件下的供电电源，在不影响系统正常工作的同时满足了锂亚电池长时间开路静置的条件，在系统内实现了测量锂亚电池开路电压来预测剩余电量的目的。本技术的上述以及其它目的、特征、优点将通过下面的详细说明和附图进一步明确。附图说明图1是根据本技术优选实施例的在系统电池电量检测电路的原理图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下描述用于揭露本技术以使本领域技术人员能够实现本技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本技术的精神和范围的其他技术方案。本领域技术人员应理解的是，在本技术的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本技术的限制。可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。参看附图之图1，根据本技术优选实施例的在系统电池电量检测电路将在接下来的描述中被阐明，其适于连接锂亚电池BAT的正极，并检测所述锂亚电池BAT的开路电压，由此结合现有文献对所述锂亚电池BAT的剩余电量进行预测。所述锂亚电池BAT的负极接地。所述在系统电池电量检测电路包括微处理器MCU、储能电容C1、开关Q1、开关Q2、以及电压检测模块，其中所述电压检测模块的两端分别连接于所述锂亚电池BAT的正极和所述微处理器MCU，所述储能电容C1的一端同时连接于所述锂亚电池BAT和所述微处理器MCU，所述储能电容C1的另一端接地。所述微处理器MCU作为控制中心，适于控制调控智能水表的工作状态。所述开关Q1适于切换所述电压检测模块的通断状态，所述开关Q2适于切换所述储能电容C1与所述锂亚电池BAT的通断状态。所述微处理器MCU包括模数转换单元，所述模数转换单元适于计算所述电压检测模块测得的所述锂亚电池BAT的开路电压值。具体地来说，如附图1所示，所述开关Q1和所述开关Q2为三极管，所述电压检测模块包括相串联的电阻R1和电阻R2。所述三极管Q1的基极通过上拉电阻R4连接于所述微处理器MCU的引脚GPIO2，所述三极管Q1的发射极连接于所述锂亚电池BAT的正极。所述三级管Q2的发射极连接于所述锂亚电池BAT的正极，所述三级管Q2的基极通过上拉电阻R3连接于所述微处理器MCU的引脚GPIO1。所述微处理器MCU通过控制所述三极管Q1来切换所述电压检测模块的通断状态，所述微处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在系统电池电量检测电路，适于连接锂亚电池，其特征在于，包括：/n微处理器、储能电容、开关Q1、开关Q2、以及电压检测模块，其中所述电压检测模块的两端分别连接于所述锂亚电池和所述微处理器，所述储能电容的一端同时连接于所述锂亚电池和所述微处理器，所述储能电容的另一端接地，所述开关Q1适于切换所述电压检测模块的通断状态，所述开关Q2适于切换所述储能电容与所述锂亚电池的通断状态，所述微处理器包括模数转换单元，所述模数转换单元适于计算所述电压检测模块测得的所述锂亚电池的开路电压值。/n

【技术特征摘要】
1.一种在系统电池电量检测电路，适于连接锂亚电池，其特征在于，包括：
微处理器、储能电容、开关Q1、开关Q2、以及电压检测模块，其中所述电压检测模块的两端分别连接于所述锂亚电池和所述微处理器，所述储能电容的一端同时连接于所述锂亚电池和所述微处理器，所述储能电容的另一端接地，所述开关Q1适于切换所述电压检测模块的通断状态，所述开关Q2适于切换所述储能电容与所述锂亚电池的通断状态，所述微处理器包括模数转换单元，所述模数转换单元适于计算所述电压检测模块测得的所述锂亚电池的开路电压值。


2.根据权利要求1所述的在系统电池电量检测电路，其特征在于，所述储能电容为锂离子电容或双电层电容器。


3.根据权利要求1或2所述的在系统电池电量检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华永，段军红，娄嘉骏，张明志，毛德兴，
申请(专利权)人：南昌航空大学，宁波水表股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36