电源的电压状态检测电路及方法技术

一种电源的电压状态检测电路及方法；该电路包括：一切换控制模组；一充放电模组，其与切换控制模组相连接；一放电电压检测模组，其与充放电模组连接；一具有一计时器的控制模组，其分别与切换控制模组及充放电电压检测模组连接；本电压状态检测方法包括下列步骤：对一电容器充电；将电容器放电，并启动计时器；当电容器放电至一预定电压时，停止计时；计数值若达到一预订值时，发出一表示电压过低信号。本发明专利技术的电路结构简单成本低。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一检测电路，特别是一种，主要藉由检测电容放电时间的长短，进而判断所欲量测电源的电压值是否处于电压过低的状态。电路装置的电源或是一电池的电容量状态，目前是否处于饱满状态的检测方法，为电学
的一基本技术，尤其近年来，无线(wireless)电设备被广泛地利用及商品化，例如行动电话或无线键盘，对于电池的使用，成为必然提供电源的对象。当使用者利用电池作为无线电器设备的电源时，则检测电池的电量是否已用尽，为一重要的功能，藉以提醒使用者更换电池，所以电池的相关低电压检测电路，随之孕育而生。目前，从国外进口的CMOS电源低电压检测器，所能检测的电压精确度为0.1v，其缺点为CMOS元件必须消耗1～2MA(3V)的电流，而价格昂贵，因此有待提出一成本低廉并易实施的技术。相关的现有技术，如美国专利第5，838，173号的“系统中低电压的检测方法及装置”，其是藉由一振荡器9连接一低电压检测信号产生器19组成。其原理为振荡器可产生一脉冲数与电压源电压成比例的方波(rectangrlar waveform)，再藉由低电压检测信号产生器19中所使用的计数暂存器(counter register)29计数脉冲数目，当电压源Vcc越大时，则在一定时段内的脉冲数增加，频率亦随之增加，之后，藉由比较参考电压(reference value)的大小，即可得知目前电压源的电压。前述现有低电压测电路专利案的缺点，主要是整体电路在不执行检测操作时，仍然有相当的电流被无谓地消耗掉。另外，该现有技术的电路运用连接方式，因元件使用增多，所以制作成本将会随之增加，有待加以改善。本专利技术的主要目的在于提供一用以检测电源的电能是否耗尽的低电压检测电路，可量测电压过低的状态，而能以一较为简化的电路即可检测出电源的低电压状态，节省电路本身的成本。本专利技术的另一目的在于提供一种耗电少的低电压检测电路，能够于电路不操作的状态时，不会消耗多余的电流，可节省电源。为达到上述目的本专利技术采取如下措施本专利技术的技术特征，主要是藉由一电容的放电时间计算公式而推知，如下列所示公式(1)V(t)=Vbe-t/RC (1)其中Vb代表所量测的电池电源的电压，V(t)则是放电过程中电容的电压值，其中V(t)如果放电至一定电压Va时，其中电阻与电容皆为固定值，则放电过程所花的时间t如公式(2)所示 本专利技术利用上述原理，检测电池的电压值，例如在3.2V至2.7V左右时，能发出一信号藉以通知使用者，或为点亮一发光二极管LED，通知使用者该更换电源了。本专利技术采取如下具体结构及方法本专利技术的电源的电压状态检测电路，其特征在于包括一切换控制模组；一充放电模组，其与切换控制模组相连接；一放电电压检测模组，其与充放电模组连接；一具有一计时器的控制模组，其分别与切换控制模组及充放电电压检测模组连接；控制模组输出一第一控制信号至切换控制模组，使充电模组执行充电步骤；于预定期间后，控制模组启动计时器并输出一第二控制信号至切换控制模组，使充放电模组开始执行放电步骤；当充放电模组放电至一第一预定电压时，放电电压检测模组输出一第一信号至控制模组，控制模组则停止计时器计时，并产生一计时结果；然后，以计时结果判定电源装置的电压状态。本专利技术的电压状态检测方法，包括下列步骤(a)对一电容器充电，产生与待测电源相等的电压；(b)将电容器接地放电，同时启动一计时器；(c)当电容器放电至一第一预定电压时，停止计时；(d)比较计时器所示的计数值，当计时结果达到一预订值时，发出一信号。附图简要说明附图说明图1为现有技术的低电压检测方法与装置的电路图。图2为本专利技术第一实施例的电路图。图3为本专利技术第二实施例的电路图。图4为本专利技术第二实施例中S2、L3接点以及一时脉信号的波形示意图。图5为本专利技术第三实施例的电路方块图。图6为本专利技术第四实施例的电路方块图。结合附图及实施例对本专利技术的具体结构特征详细说明如下本专利技术的低电压检测电路，主要运用一电容器放电时间的量测，利用放电时间与电压值成一比例的关系，可得知所检测的电源是否为过低状态。如图2所示，其为本专利技术实施例的电路图，其包括一电压检测电路10，为量测电源电压的主要检测电路，电压检测电路10包括一充放电模组12及一放电电压检测模组14，充放电模组12与一切换控制模组20相连接，充放电模组12并可在切换控制模组20的切换控制下，充电至电路本身电源相等的电位，或接地放电。放电电压检测模组14与充放电模组12相连接，当充放电模组12放电至第一预定电压时，则经由放电电压检测模组14中的L3点输出一高电压号。放电电压检测模组14藉由一晶体管Q1连接电阻R3、R4，接点L2为接地点，而接点L4与充放电模组12相连接，接点L1与一电压源连接，此处以连接待测电源Vb例。充放电模组12中包括有一电容C1，电容C1连接至充放电电阻R2。如图2所示，切换控制模组20包括有一切换控制电路22及一切换开关25，切换开关25藉由晶体管Q2、Q3串接而成，可进一步控制接点S2为充电状态或是接地状态。切换开关25的一端S1连接一待测电压Vb；另外，晶体管Q2与Q3的栅极连接切换控制电路22，藉以执行切换开关25的驱动操作，即晶体管Q2与Q3的切换动作是藉由切换控制电路22加以控制。其中充放电模组12的一端S2连接切换控制模组20中的切换开关25，切换开关25的一端S1，连接待测电压Vb，待测电压Vb的电压大小会影响充放电模组12的电容C1放电时间的长短，藉由计算该放电时间的长短，即可得知所检测电源的电压Vb是否过低。对于所述放电电压检测模组14的晶体管Q1，在本专利技术的实施例中，为一PNP型的双极性晶体管。图2所示的切换控制模组的接点S4还连接有一控制模组30，控制模组30包括一计时器，其一端S4连接切换控制模组20，另一端L3连接放电电压检测模组14。上述电源的低电压状态测电路装置执行下述控制步骤(a)控制模组30输出一第一控制信号至切换控制模组20，使充放电模组12开启晶体管Q2关闭Q3，使得电源Vb经由晶体管Q2对电容器C1充电；(b)于预定期间后，控制模组30启动计时器并输出一第二控制信号至切换控制模组20，使充放电模组12关闭晶体管Q2打开Q3，电容器C1开始执行放电步骤；(c)当充放电模组12放电到一第一预定电压时，放电电压检测模组14中的晶体管Q1开启，输出一第一信号至控制模组30，控制模组30则停止计时动作，并产生一计时结果；(d)将计时结果与预定的计数值比较；(e)重复上述(a)至(b)步骤，直到计时结果等于或小于预定计数值时，控制模组30输出一通知信号。藉由上述步骤即完成控制模组30的充放电控制以及电压量测的步骤。此外，如图2所示，控制模组30还连接一低电压通知模组40，当控制模组30输出通知信号时，低电压通知模组40发出一警示信号。简单讲，本专利技术的检测方法，主要包括下列步骤(a)在一电容器上产生与一电源相等的电压(充电)；(b)将该电容器接地放电，同时启动一计时器；(c)当该电容器放电至一第一预定电压时，停止计时；(d)比较计时器所示的计数值，当计数值达一预定值时，发出一通知信号。如此，本方法可用于量测行动电话或无线键盘的电池电压值是否过低。如图3所示，其为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源的电压状态检测电路，其特征在于：包括：一切换控制模组；一充放电模组，其与切换控制模组相连接；一放电电压检测模组，其与充放电模组连接；一具有一计时器的控制模组，其分别与切换控制模组及充放电电压检测模组连接；控制模组输出一第一控制信号至切换控制模组，使充电模组执行充电步骤；于预定期间后，控制模组启动计时器并输出一第二控制信号至切换控制模组，使充放电模组开始执行放电步骤；当充放电模组放电至一第一预定电压时，放电电压检测模组输出一第一信号至控制模组，控制模组则停止计时器计时，并产生一计时结果；然后，以计时结果判定电源装置的电压状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林焕荣，高黄晓，许鸿章，
申请(专利权)人：明碁电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]