一种电池电量检测电路及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池电量检测电路及系统，所述电路包括：与电池连接的、用于接入电池电压的开关模块；与开关单元连接的、用于对所述电池电压进行隔离缓冲并提升输入阻抗的缓冲模块；与缓冲模块连接的、用于采样电池电压以检测电池电量的CPU。本发明专利技术通过增加缓冲模块，提高了输入阻抗，从而提高了CPU对电池电量的检测精度。

A kind of circuit and system for detecting battery power

【技术实现步骤摘要】
一种电池电量检测电路及系统
本专利技术涉及电池检测领域，特别涉及一种电池电量检测电路及系统。
技术介绍
可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，PLC)一般具有实时时钟(Real_TimeClock，RTC)保持电池电量检测电路，通常都会用到PLC中的通用CPU内部自带的模数转换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)来检测电池电量，通用CPU内部的集成ADC较少有自带缓冲器功能，造成了ADC输入阻抗偏低，降低了对电池电压的检测精度。因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种电池电量检测电路及系统，通过增加缓冲模块，提高了输入阻抗，从而提高了CPU对电池电量的检测精度。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种电池电量检测电路，包括：与电池连接的、用于接入电池电压的开关模块；与开关单元连接的、用于对所述电池电压进行隔离缓冲并提升输入阻抗的缓冲模块；与缓冲模块连接的、用于采样电池电压以检测电池电量的CPU。所述开关模块包括：与电池连接的、用于接入电池电压的开关单元；与开关单元及缓冲模块连接的、用于对接入的电池进行限流的限流单元。所述开关单元包括光继电器和第一电阻，所述光继电器在电路上电时接入电池电压，所述光继电器的第一脚与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与系统电源连接，所述光继电器的第二脚接地，所述光继电器的第三脚和第四脚均与限流单元连接。所述限流单元包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和第三电阻对接入的电池电流进行限流后传至缓冲模块，所述第二电阻的一端与电池连接，所述第二电阻的另一端与光继电器的第四脚连接，所述第三电阻的一端与光继电器的第三脚连接，所述第三电阻的另一端与缓冲模块连接。所述缓冲模块包括：与限流单元连接的、用于对所述电池电压进行隔离缓冲并提升输入阻抗的缓冲单元；与限流单元及缓冲单元连接的、用于泄放电流的泄放单元。所述缓冲单元包括运算放大器和第四电阻，所述运算放大器的第一脚与所述第四电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与CPU连接，所述运算放大器的第二脚与泄放单元连接，所述运算放大器的第三脚与泄放单元及限流单元连接，所述运算放大器的第四脚与第一脚连接，所述运算放大器的第五脚接系统电源。所述泄放单元包括第五电阻和第一电容，所述第五电阻的一端与限流单元、第一电容的一端及运算放大器的第三脚连接，所述第五电阻的另一端与运算放大器的第二脚、第一电容的另一端及接地端连接。所述第五电阻的阻抗为300MΩ。所述运算放大器为低偏置电流运算放大器。一种电池电量检测系统，包括如前文所述的电池电量检测电路。相较于现有技术，本专利技术提供的电池电量检测电路及系统，所述电路包括：与电池连接的、用于接入电池电压的开关模块；与开关单元连接的、用于对所述电池电压进行隔离缓冲并提升输入阻抗的缓冲模块；与缓冲模块连接的、用于采样电池电压以检测电池电量的CPU。本专利技术通过增加缓冲模块，提高了输入阻抗，从而提高了CPU对电池电量的检测精度。附图说明图1为本专利技术提供的现有技术的电池电流检测电路的电路图；图2为本专利技术提供的电池电量检测电路的结构功能框图；图3为本专利技术提供的电池电量检测电路的电路图；图4为本专利技术提供的实时时钟电路的电路图。具体实施方式鉴于现有技术中的问题，本专利技术中提供一种电池电量检测电路及系统，通过增加缓冲模块，提高了输入阻抗，从而提高了CPU对电池电量的检测精度。本专利技术的具体实施方式是为了便于对本专利技术的技术构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果做更为详细的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的解释说明并不构成对本专利技术的保护范围的限定。此外，下文所述的实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。现有技术中PLC中的CPU内部的ADC中通常没有缓冲器功能，使得ADC输入阻抗偏低，降低了对电池电压的检测精度。因此，有必要提供一种能够解决该问题的方案。此外，请参阅图1，现有技术的电路通过上电时MOS管的导通来直接采样电池上的电量，但是PLC中的通用CPU30的ADC每次采样的耗电至少1uA微安以上，这相当于对地产生一个3M欧姆的负载，由于限流电阻R152和R169的分压，造成电池电量检测产生误差，电池状态信息获取不准确；而且如果长期运行的话，1uA微安以上的检测电流会加速电池电量的降低，造成更换电池频繁的问题，且造成大量的人力物力成本的浪费；同时由于+5V电源直接驱动NMOS管导通，当外部高压或者出现雷击等条件时，+5V本身会有高压毛刺，造成NMOS管损坏或者寿命降低等问题。综上所述，请参阅图2和图3，本专利技术提供了一种电池电量检测电路，包括：与电池连接的、用于接入电池电压的开关模块100；与开关单元101连接的、用于对所述电池电压进行隔离缓冲并提升输入阻抗的缓存模块200；与缓存模块200连接的、用于采样电池电压以检测电池电量的CPU30。具体实施时，本实施例中，所述开关模块100在上电时接入系统电源，开关模块100打开，开始接入电池电压，并传至缓存模块200；所述缓存模块200将所述电池电压进行等电压传递并以电压跟随的方式(即电压跟随器)提升输入阻抗，最后传至CPU30中的模数转换器ADC中，由模数转换器ADC进行电池电量采样，以检测电池电量。本专利技术通过增加缓存模块200，提高了输入阻抗，从而提高了CPU30对电池电量的检测精度。具体的，请参阅图3，所述开关模块100包括：与电池连接的、用于接入电池电压的开关单元101；与开关单元101及缓存模块200连接的、用于对接入的电池进行限流的限流单元。具体的，请继续参阅图3，所述开关单元101包括光继电器U1和第一电阻R1，所述光继电器U1在电路上电时接入电池电压，所述光继电器U1的第一脚与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端与系统电源连接，所述光继电器U1的第二脚接地，所述光继电器U1的第三脚和第四脚均与限流单元连接。特别的，本实施例中，所述系统电源的电压为+5V。鉴于现有技术中由于+5V电源直接驱动NMOS管导通，当外部高压或者出现雷击等条件时，+5V本身会有高压毛刺，造成NMOS管损坏或者寿命降低等问题。本实施例使用光继电器U1作为开关器件，NMOS管为电压控制器件，而光继电器U1为电流控制器件，在实际现场强干扰环境下使用时由于电源上+5V上经常会有高电平的毛刺，当毛刺高于NMOS管的最大栅源电压VGS，NMOS管有损坏或者降低性能的风险，但是电流控制器件比电压控制器件耐受干扰的能力强，所以应用光继电器U1使得器件失效率、损坏率降低。此外，在上电时使光继电器U1的第三脚和第四脚导通，所述光继电器U1的第三脚和第四脚之间电阻很小，相当于短路状态(即相当于导线连接)，使得电量损耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池电量检测电路，其特征在于，包括：/n与电池连接的、用于接入电池电压的开关模块；/n与开关单元连接的、用于对所述电池电压进行隔离缓冲并提升输入阻抗的缓冲模块；/n与缓冲模块连接的、用于采样电池电压以检测电池电量的CPU。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池电量检测电路，其特征在于，包括：
与电池连接的、用于接入电池电压的开关模块；
与开关单元连接的、用于对所述电池电压进行隔离缓冲并提升输入阻抗的缓冲模块；
与缓冲模块连接的、用于采样电池电压以检测电池电量的CPU。


2.根据权利要求1所述的电池电量检测电路，其特征在于，所述开关模块包括：
与电池连接的、用于接入电池电压的开关单元；
与开关单元及缓冲模块连接的、用于对接入的电池进行限流的限流单元。


3.根据权利要求2所述的电池电量检测电路，其特征在于，所述开关单元包括光继电器和第一电阻，所述光继电器在电路上电时接入电池电压，所述光继电器的第一脚与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与系统电源连接，所述光继电器的第二脚接地，所述光继电器的第三脚和第四脚均与限流单元连接。


4.根据权利要求3所述的电池电量检测电路，其特征在于，所述限流单元包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和第三电阻对接入的电池电流进行限流后传至缓冲模块，所述第二电阻的一端与电池连接，所述第二电阻的另一端与光继电器的第四脚连接，所述第三电阻的一端与光继电器的第三脚连接，所述第三电阻的另一端与缓冲模块连接。


5.根据权利要求4所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：续晋江，
申请(专利权)人：武汉市亿维自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42