CN208705397U - 一种高精度电池电压采样电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高精度电池电压采样电路，包括电池、降压稳压电路和单片机；降压稳压电路的输入端连接至电池的正极；降压稳压电路的输出端连接至单片机的ADC端口；单片机的电源输入端口连接至电池的正极。本实用新型提供的高精度电池电压采样电路，采用电池输出电压直接为单片机供电，通过降压稳压电路输出一稳定电压作为采样电压，单片机以电池输出电压为基准去采样稳定的采样电压，从而可精确地逆向换算出电池的输出电压；在提高了电池电压采样精度的同时，简化电路结构，降低了生产成本。

Description

一种高精度电池电压采样电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种高精度电池电压采样电路。

背景技术

现有的锂电池产品越来越普及，由于锂电池在充放电过程中的电压是一直在变化的，所以需要检测电池电压以进行电量指示或者电池保护。目前为了有效的检测电池电压，通常采用以下两种实现方式：

方式1为升压法，使用DC-DC升压模块提供一个稳定的电压给单片机工作，这样电池电压的变化不会影响到单片机的电压，单片机使用AD通道对电池进行电压的检测，电压采样以升压后稳定供电的电压为基准进行AD数值换算。此方式因为要增加DC-DC升压模块，模块包含升压芯片、电感、电容，成本较高，而且升压芯片的精度通常只有5％，高精度的升压芯片价格昂贵。

方式2为降压法，使用LDO降压模块提供一个稳定的电压给单片机工作，电池电压的波动不会影响到单片机的工作电压，单片机使用AD通道对电池进行电压的检测，电压采样以降压后稳定供电的电压为基准进行AD数值换算，此方式因为采用降压方式，单片机的工作电压一定是低于电池的电压，所以电池的电压需要进行分压后才可以检测，增大电池采样回路的功耗；而为了实现低功耗，往往需要额外的IO口驱动开关管进行采样回路的通断控制，无形中增加了所需的硬件成本。

因此，市场上迫切需求一种高精度、低成本的电池电压采样电路。

实用新型内容

为解决上述现有技术中提到的不足，本实用新型提供一种高精度电池电压采样电路，包括电池、降压稳压电路和单片机；所述单片机为具有AD采样功能的单片机；

所述降压稳压电路的输入端连接至所述电池的正极；所述降压稳压电路的输出端连接至所述单片机的ADC端口；所述单片机的电源输入端口连接至所述电池的正极。

进一步地，所述降压稳压电路包括降压稳压芯片、电容C1和电容C2；

所述降压稳压芯片的输入端连接至所述电池的正极；所述降压稳压芯片的输入端还通过电容C1连接至地线；所述降压稳压芯片的输出端连接至所述单片机的ADC端口；所述降压稳压芯片的输出端还通过电容C2连接至地线。

进一步地，所述降压稳压芯片的型号为78L02。

进一步地，所述单片机的型号为HT66F004。

进一步地，所述单片机的电源输入端口通过电容C3连接至地线。

本实用新型提供的高精度电池电压采样电路，采用电池输出电压直接为单片机供电，通过降压稳压电路输出一稳定电压作为采样电压，单片机以电池输出电压为基准去采样稳定的采样电压，从而可精确地逆向换算出电池的输出电压；在提高了电池电压采样精度的同时，简化电路结构，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种高精度电池电压采样电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用于区分不同的组成部分。“一端”、“另一端”等类似词语，仅是指示装置或元件的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。“包括”或者“包含”等类似词语意指出在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

图1为本实用新型实施例提供的一种高精度电池电压采样电路的电路原理图；如图1所示，本实用新型提供的高精度电池电压采样电路，包括电池、降压稳压电路和单片机；所述单片机为具有AD采样功能的单片机；

所述降压稳压电路的输入端连接至所述电池的正极；所述降压稳压电路的输出端连接至所述单片机的ADC端口；所述单片机的电源输入端口连接至所述电池的正极。

具体实施时，如图1所示，本实用新型提供的高精度电池电压采样电路，包括电池(如图1所示的B1)、降压稳压电路和单片机(如图1所示的U1)；其中单片机为具有AD采样功能的单片机，本实用新型实施中，选用的单片机的型号为HT66F004；如图1所示，单片机的第16管脚为电源输入端口；单片机的第14管脚为具有AD采样功能的ADC端口，ADC端口作为采样电压的输入端口；单片机的电压输入端口连接至电池的正极，电池直接为单片机供电，单片机的工作电压即为电池的输出电压；

本实用新型实施例中的降压稳压电路包括降压稳压芯片(如图1所示的U2)、电容C1和电容C2；其中，降压稳压芯片的输入端连接至电池的正极，降压稳压芯片的输出端连接至单片机的ADC端口；降压稳压芯片的输入端和输出端分别通过电容C1和电容C2连接至地线。本实用新实施例中，降压稳压芯片的型号为78L02；在降压稳压芯片输出端输出稳定的2V直流电压，即单片机的ADC端口检测到的电压为2V；降压稳压电路可以内置在单片机中，也可以设置在单片机***。当采用内置有降压稳压电路的单片机时，由于无需额外搭建降压稳压电路，能够降低生产成本。

本实用新型实施例提供的高精度电池电压采样电路，单片机的电源直接取用电池的电压，单片机的工作电压等于电池的输出电压Vbat；降压稳压电路向单片机的ADC端口输出2V稳定电压，即相当于单片机的电池采样电压为2V，其对应的ADC转换值为B。假设单片机对应的最大ADC转换值为A,根据单片机ADC转换的原理，可得到公式：2V/Vbat＝B/A，由于单片机对应的最大ADC转换值A、电池采样电压对应的ADC转换值B均是确定的数值，因此可计算得出电池电压即电池电压Vbat＝2V*A/B。

单片机以电池输出电压为基准去采样2V的电压，虽然电池输出电压是变化的，但是单片机的ADC端口检测到的电压一直稳定的2V电压。因为降压稳压芯片的精度可以做到1％，而且电路中并无其它的参数会影响采样，所以总体的电池电压采样精度可以达到1％。且本实用新型实施例提供的高精度电池电压采样电路，电路结构简单，使用的元器件少，生产成本低。

本实用新型实施例提供的高精度电池电压采样电路，采用电池输出电压直接为单片机供电，通过降压稳压电路输出一稳定电压作为采样电压，单片机以电池输出电压为基准去采样稳定的采样电压，从而可精确地逆向换算出电池的输出电压；在提高了电池电压采样精度的同时，简化电路结构，降低了生产成本。

优选地，所述单片机的电源输入端口通过电容C3连接至地线。具体实施时，如图1所示，单片机的电源输入端通过电容C3连接至地线，通过电容C3能够使单片机的输入电压更加稳定，进一步提高电池电压采样的准确性。

尽管本文中较多的使用了诸如电池、单片机、降压稳压芯片、电容、ADC端口等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种高精度电池电压采样电路，其特征在于：包括电池、降压稳压电路和单片机；所述单片机为具有AD采样功能的单片机；

所述降压稳压电路的输入端连接至所述电池的正极；所述降压稳压电路的输出端连接至所述单片机的ADC端口；所述单片机的电源输入端口连接至所述电池的正极。

2.根据权利要求1所述的高精度电池电压采样电路，其特征在于：所述降压稳压电路包括降压稳压芯片、电容C1和电容C2；

所述降压稳压芯片的输入端连接至所述电池的正极；所述降压稳压芯片的输入端还通过电容C1连接至地线；所述降压稳压芯片的输出端连接至所述单片机的ADC端口；所述降压稳压芯片的输出端还通过电容C2连接至地线。

3.根据权利要求2所述的高精度电池电压采样电路，其特征在于：所述降压稳压芯片的型号为78L02。

4.根据权利要求1所述的高精度电池电压采样电路，其特征在于：所述单片机的型号为HT66F004。

5.根据权利要求1所述的高精度电池电压采样电路，其特征在于：所述单片机的电源输入端口通过电容C3连接至地线。