CN201184909Y - 电量显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电量显示装置，包括检测单元、计算单元和显示单元：所述检测单元检测电池组充电或放电状态，并检测电池组的电压值和电流值；所述计算单元与所述检测单元相连并根据所述检测单元检测到的电池组充放电状态、电压值和电流值，计算电池组增加或减少的电量，并据此对电池组剩余电量值进行更新；所述显示单元与所述计算单元相连并将所述电池组剩余电量值进行显示。本实用新型通过对电池组的充放电状态和电压值、电流值的检测，计算出电池组电量的变化并对电池组剩余电量进行及时的更新，可准确显示电池组的剩余电量，且本实用新型的结构较为简单，可通过普通的芯片和元器件实现，成本较低。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及电量显示装置。
【背景技术】
在电池组的使用过程中，人们往往需要了解其还可以工作多长时间，因此需要对电池组的电量进行显示。
目前，一种对电池电量进行显示的方式是，首先通过串行通信从电池组侧的第二微型计算机取得用于电池剩余电量显示的信息，根据取得的信息进行电池剩余电量显示，接着，通过串行通信从电池组侧的第二微型计算机取得用于认证处理的信息，根据取得的信息进行认证处理，判断连接于照相机主体上的电池组是否为正规电池组；在上述认证处理后，根据通过串行通信从电池组侧的微型计算机取得的用于电池剩余电量显示的信息，更新电池剩余电量显示的内容。
上述电量进行显示的方式中，通过微型计算机获取电池剩余电量，且还对电池进行认证处理，电路较为复杂，成本较大。
【发明内容】
本实用新型的发明目的是提供一种电量显示装置，可准确地显示电池组电量，且结构简单。
为达到上述发明目的，本实用新型提出以下的技术方案：
一种电量显示装置，包括检测单元、计算单元和显示单元：
所述检测单元检测电池组充电或放电状态，并检测电池组的电压值和电流值；所述计算单元与所述检测单元相连并根据所述检测单元检测到的电池组充放电状态、电压值和电流值，计算电池组增加或减少的电量，并据此对电池组剩余电量值进行更新；所述显示单元与所述计算单元相连并将所述电池组剩余电量值进行显示。
优选地，还包括自放电计算单元，用于当电池组处于空闲状态时，计算电池组自放电减少的电量，并据此对电池组剩余电量值进行更新。
优选地，所述检测单元还设有热敏电阻器检测端用于检测电池组的温度值；所述自放电计算单元根据所述温度值调整电池组自放电率。
其中，所述检测单元包含芯片BQ2060。
其中，所述计算单元包含芯片24LC01。
其中，所述显示单元包含5个LED显示灯。从以上技术方案可以看出，本实用新型通过对电池组的充放电状态和电压值、电流值的检测，准确计算出电池组得到或失去的电量，对电池组剩余电量进行及时的更新，然后通过显示单元进行显示。本实用新型的结构较为简单，可通过普通的芯片和元器件实现，成本较低。
【附图说明】
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型实施例的电路图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
本实用新型提供一种电量显示装置，如图1所述，包括：检测单元，用于检测电池组为充电或放电状态，并检测电池组的电压值和电流值。计算单元，用于根据所述检测单元检测到的电池组充放电状态、电压值和电流值，计算电池组增加或减少的电量，并据此对电池组剩余电量值进行更新。显示单元，用于将所述电池组剩余电量值进行显示。
其工作过程与原理是，首先，检测单元检测当前电池组的状态，是充电、放电状态，或无充放电的空闲状态。如果是充电状态，则根据检测的电压值和电流值，计算出流入的电量值，然后根据该电量值对电池组剩余电量值进行增加；如果是放电状态，则根据检测的电压值和电流值，计算出流出的电量值，然后根据该电量值对电池组剩余电量值进行减少。更新之后，可以通过电量显示单元进行更新。
其中，显示单元对电池组剩余电量进行显示可按照设定的参考模式进行显示，比如以最后一次放电容量检测值(FCC)为满电量参考对电池组剩余电量进行显示，显示单元还能以设计容量值为满电量参考对电池组剩余电量进行显示。
为使剩余电量的计算更加准确，作为本实用新型的进一步改进，本实用新型装置还包括自放电计算单元，用于当电池组处于空闲状态，没有进行充放电时，对电池组进行自放电的计算，得出减少的电量，并在电池组剩余电量值中减去该电量值。
由于温度对电池组自放电的影响较大，因此，本实用新型的自放电计算还将电池组的温度因素计算在内。通过检测单元检测电池组的温度值，自放电计算单元即可根据所述温度值调整电池组自放电率。经过实践经验和理论计算，检测到的电池组的温度值以25℃为基准，每增加10℃，则所述电池组自放电率增加1倍。
在具体的电路实现中，如图2所示，检测单元一般可以包括芯片BQ2060，及其***电路，计算单元一般可以包括芯片24LC01，显示单元一般可以包括5个LED显示灯。
芯片BQ2060的特点如下：
1、对电池提供准确的测量。
2、支持SBS智能电池数据规范V1.1。
3、支持2-WIRE SMBUS规范V1.1，可与PCE或1-WIRE HDQ16接口通信。
4、报告单体电池电压。
5、对电池保护板电路监视并提供充放电MOSFET管的控制输出。
6、对电压、电流、温度的测量提供15位的测量精度。
7、使用V-F变换器测量充电电流，并有多种补偿校正方式，使电压精度小于16uV。
8、功耗小于0.5mW。
9、提供4段或5段LED显示剩余容量。
各管脚功能如下：
HDQ16：串行通讯双向I/O口。
ESCL：串行存储器时钟输出。
ESDA：串行数据、地址双向I/O口，用于传输BQ2060和片外存储器间的数据和地址。
RBI：寄存器复位输入，当BQ2060在休眠模式中时，该脚用于唤醒BQ2060的寄存器。
REG：电压调节输出，该引脚用于稳定BQ2060的供电电压。
VOUT：片外存储器的电源供给端。
VCC：BQ2060电源供给端。
VSS：接地端。
DISP：LED显示控制输出。
LED1-LED5：LED显示模块驱动输出。
DFC：放电控制输出。
CFC：充电控制输出。
CVON：分压器控制端。
THON：热敏电阻器控制端。
TS：热敏电阻检测电压输入。
SRC：电流检测脚，用于检测回路中的即时电流。
SR1-SR2：充放电电流检测脚，用于电量计算。
VCELL1-VCELL4：单体电池电压输入端。
SMBD：数据SMBUS，双向I/O口，用于对BQ2060读或写数据和地址。
SMBC：时钟SMBUS，双向I/O口。
具体工作说明：2060计算电池电量是通过检测流过检测电阻上的输入输出的电流来实现的，同时2060还检测电池电压、充放电电流、估算电池自放电、电池温度。2060使用电压频率转换器(VFC)来进行充放电测量、用(ADC)对电池电压、电流、温度进行测量。
1、充放电计数：通过SR1、SR2间的检测电阻，VFC检测流过该电阻的电压来对充放电计数，当VSR＞0为充电、VSR＜0为放电。
2、电压检测和电流检测：2060通过VCELL1-VCELL4来检测单体电池电压，并把检测值送到VOLTAGE寄存器中。SRC检测R5的电压来检测回路中的充放电电流，充电时电压为正，放电时为负并把检测值送入CURRENT中。
3、温度检测：NTC检测电池温度，当THON闭合时开始温度检测，并把检测值送入TEMPREATURE中。
4、GAS GAUGE寄存器：RM：剩余容量寄存器，初始化RM为0，充电过程中其值增大，直到FCC，放电过程或只放电过程其值减小直到0。而且2060在三个电压段(ED2、ED1、ED0)对RM提供一电压为基准的校准。DC：设计容量寄存器，该寄存器由用户设定值，在电量显示模式中该值也作为满点电池容量的参考。FCC：最后一次放电容量检测值，随着下一次放电FCC的值会更新，并把更新值送入LAS TMEASURED DISCHARGE CAPACITY EE中。DCR：放电计数寄存器。
5、电量显示：当DISP有一个high-to-low的信号，即按钮开关按下250ms以上，但显示时间不能过长，时开始显示电量(显示时间为4S)。LED显示RM值可以有两种方式，即参考模式和绝对模式，当以参考模式时2060以FCC为满电池电量参考，当以绝对模式时以DC为满电池电量参考。
显示控制脚DISP继续当接收到有5颗LED显示，BQ2060通过SR1、SR2检测充放电电流，并结合多种补偿校正模式，使电量显示精度最大化，通过五段LED逐级显示电池组电量，每颗灯代表25％。LED通过+4V电源获得电压。见下表：
| LED1 | LED2 | LED3 | LED4 | LED5 | |
| EDVO＝1 | 关 | 关 | 关 | 关 | 关 |
| ＜20％ | 开 | 关 | 关 | 关 | 关 |
| ≥20％，＜40％ | 开 | 开 | 关 | 关 | 关 |
| ≥40％，＜60％ | 开 | 开 | 开 | 关 | 关 |
| ≥60，＜80％ | 开 | 开 | 开 | 开 | 关 |
| ≥80％ | 开 | 开 | 开 | 开 | 开 |
5、自放电计算：为了准确估算电池电量，2060还要正确估算电池自放电，估算电池自放电的算法写在EEPROM存储器中，即每隔一段时间会使RM的值降低REMAI NING CAPACITY/256，自放电只会在没有充放电电流的情况下进行，一天一次。这种算法以25℃为温度参考点，温度比25℃每高10℃自放电率增加一倍，温度比25℃每低10℃自放电率就减少一倍。
6、保护功能：2060的过充过放控制脚分别接充放电控制P-MOSFET的栅极，当2060检测到电池过充过放时，过充过放控制脚会发出低电平，使P-MOSFET断开。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1、一种电量显示装置，其特征在于，包括检测单元、计算单元和显示单元：
所述检测单元检测电池组充电或放电状态，并检测电池组的电压值和电流值；所述计算单元与所述检测单元相连并根据所述检测单元检测到的电池组充放电状态、电压值和电流值，计算电池组增加或减少的电量，并据此对电池组剩余电量值进行更新；所述显示单元与所述计算单元相连并将所述电池组剩余电量值进行显示。
2、根据权利要求1所述的电量显示装置，其特征在于，还包括自放电计算单元，用于当电池组处于空闲状态时，计算电池组自放电减少的电量，并据此对电池组剩余电量值进行更新。
3、根据权利要求2所述的电量显示装置，其特征在于：
所述检测单元还设有热敏电阻器检测端用于检测电池组的温度值；
所述自放电计算单元根据所述温度值调整电池组自放电率。
4、根据权利要求1～3中任一项所述的电量显示装置，其特征在于：所述检测单元包含芯片BQ2060。
5、根据权利要求1～3中任一项所述的电量显示装置，其特征在于，所述计算单元包含芯片24LC01。
6、根据权利要求1～3中任一项所述的电量显示装置，其特征在于：所述显示单元包含5个LED显示灯。
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