一種鋰電池電量模擬電壓輸出裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池電量輸出裝置，尤其指一種鋰電池電量模擬電壓輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有工業(yè)領(lǐng)域鋰電池使用過程中，多借用現(xiàn)有的鉛酸電池充電系統(tǒng)，利用采樣電池電壓的方法計算鋰電池剩余電量。但由于鋰電池的放電平臺電壓比較平緩，利用電池電壓計算電池剩余電量誤差大于30%，尤其是負載電流沖擊大的時候，誤差超過50%，對電池使用更換充電帶來很大的誤操作，影響的正常的使用時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進行完善與改進，提供一種鋰電池電量模擬電壓輸出裝置，以達到電量監(jiān)控準確的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。
[0004]—種鋰電池電量模擬電壓輸出裝置，其特征在于:包括隔離電路、穩(wěn)壓電路、濾波采樣電路、降功耗電路，所述的濾波采樣電路通過隔離電路與鋰電池管理器相連，所述的穩(wěn)壓電路與濾波采樣電路相連以為濾波采樣電路提供穩(wěn)壓電源；所述的濾波電路的輸出端與工控機輸入口相連；穩(wěn)壓電源的電壓作為濾波采樣電路輸出端的電壓上限；鋰電池管理器的輸出口與隔離電路相連以向隔離電路輸出對應(yīng)于電池電量的PWM占空比，濾波采樣電路對PWM斬波進行濾波，并輸出一個位于OV-穩(wěn)壓電源電壓值之間的模擬電壓。在鋰電池中增加了模擬電量輸出裝置，在鋰電池正常工作的時候，將鋰電池的剩余電量轉(zhuǎn)化為模擬電量輸出，當穩(wěn)壓電源電壓值為4.8V時，可將鋰電池的剩余電量轉(zhuǎn)化為0-4.8V的模擬電量輸出，這樣所有的設(shè)備都可以方便的識別電量信號，來判斷電池的剩余電量，剩余電量精度判斷可以達到3%以內(nèi)，大大提高了電池的使用效率，提高了經(jīng)濟效益和社會效益。穩(wěn)壓電路輸入端與電池電壓有較大壓差，采用降功耗電路可降低電路功耗，提高可靠性，外圍電路與內(nèi)部鋰電池電路采供隔離電路，在外部電路意外損壞時，保證內(nèi)部電路的可靠性。
[0005]作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征。
[0006]所述的降功耗電路與穩(wěn)壓電路相連。
[0007]隔離電路的輸入端與鋰電池管理器輸出端相連，隔離電路的輸出端與穩(wěn)壓電路及濾波采樣電路相連。
[0008]所述的隔離電路為光耦Ul隔離電路，所述的光耦Ul隔離電路包括發(fā)光二極管、光電三極管，光電三極管的集電極與穩(wěn)壓電路輸出端相連，光電三極管的發(fā)射極與濾波米樣電路輸入端相連。
[0009]所述的隔離電路還包括第三電阻R3，所述的第三電阻R3設(shè)于鋰電池管理器的輸出口與發(fā)光二極管負極之間，所述的發(fā)光二極管的正極與鋰電池管理器的電源端相連。第三電阻R3為PffM輸入光耦Ul的限流電阻，保護光耦Ul以及鋰電池內(nèi)部電路。
[0010]所述的濾波采樣電路包括第一電阻R1、第四電阻R4、第一電容Cl，第一電阻Rl與第一電容Cl串聯(lián)后與第四電阻R4關(guān)聯(lián)。第四電阻R4為模擬輸出電壓的放電電阻，在PffM控制高電平，光耦Ul關(guān)斷的時候，對模擬電壓濾波的第一電容Cl進行放電處理，保持系統(tǒng)穩(wěn)定性及調(diào)高輸出模擬電壓的響應(yīng)時間。第一電阻Rl為電感模擬輸出電壓的充電電阻，若阻值過大則電壓輸出反應(yīng)變慢，若阻值過小則輸出電壓波動會大，輸出電壓不穩(wěn)定。第一電容Cl為模擬電源輸出濾波電容，使0~4.8V模擬電壓輸出更加穩(wěn)定，具有一定帶負載能力。
[0011]所述的第一電阻R1、第四電阻R4的一端與隔離電路的輸出端相連，第一電阻Rl的另一端與第一電容Cl的正極相連，第一電容Cl的負極及第四電阻R4的另一端與電源負極相連。
[0012]所述的穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓源VR1、穩(wěn)壓二極管D1、第三電容C3、第二電容C2，所述的穩(wěn)壓二極管D1、第三電容C3設(shè)于穩(wěn)壓源VRl的輸入側(cè)，所述的第二電容C2設(shè)于穩(wěn)壓源VRl的輸出側(cè)。穩(wěn)壓二極管Dl降低外部電壓對穩(wěn)壓源VRl的沖擊，提高產(chǎn)品可靠性。
[0013]所述的降功耗電路包括第二電阻R2，所述的第二電阻R2設(shè)于穩(wěn)壓源VRl的輸入偵U。第二電阻R2為限流電阻，可以提高系統(tǒng)可靠性。
[0014]所述的第三電容C3的正極、第二電阻R2—端與工控器電源正極相連，第三電容C3的負極與第二電容C2的負極與工控器電源負極相連；第二電阻R2的另一端與穩(wěn)壓二極管Dl負極相連；穩(wěn)壓二極管Dl正極與穩(wěn)壓源VRl輸入端相連；穩(wěn)壓源VRl的輸出端與第二電容C2的正極、隔離電路相連。
[0015]有益效果:在鋰電池正常工作的時候，將鋰電池的剩余電量轉(zhuǎn)化為模擬電量輸出，這樣所有的設(shè)備都可以方便的識別電量信號，來判斷電池的剩余電量，剩余電量精度判斷可以達到3%以內(nèi)，大大提高了電池的使用效率，提高了經(jīng)濟效益和社會效益。解決了電池的電量計算工控機之間的數(shù)據(jù)傳輸問題，提高了電池的使用效率，延長了電池的實用壽命，增加了工控機的產(chǎn)品穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明使用結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明。
[0019]如圖1所示，鋰電池電量模擬電壓輸出裝置位于鋰電池管理器與工控機之間，解決了電池的電量計算工控機之間的數(shù)據(jù)傳輸問題。
[0020]如圖2所示，鋰電池電量模擬電壓輸出裝置包括隔離電路、穩(wěn)壓電路、濾波采樣電路、降功耗電路，所述的濾波采樣電路通過隔離電路與鋰電池管理器相連，所述的穩(wěn)壓電路與濾波采樣電路相連以為濾波采樣電路提供穩(wěn)壓電源；所述的濾波電路的輸出端與工控機輸入口相連；穩(wěn)壓電源的電壓作為濾波采樣電路輸出端的電壓上限；鋰電池管理器的輸出口與隔離電路相連以向隔離電路輸出對應(yīng)于電池電量的PWM占空比，濾波采樣電路對PWM斬波進行濾波，并輸出一個位于OV-穩(wěn)壓電源電壓值之間的模擬電壓。
[0021]隔離電路的輸入端與鋰電池管理器輸出端相連，隔離電路的輸出端與穩(wěn)壓電路及濾波采樣電路相連。
[0022]所述的隔離電路為光耦Ul隔離電路，所述的光耦Ul隔離電路包括發(fā)光二極管、光電三極管，光電三極管的集電極與穩(wěn)壓電路輸出端相連，光電三極管的發(fā)射極與濾波米樣電路輸入端相連。光耦Ui隔離電路主要起到電氣隔離的作用，同時要求內(nèi)置光電三極管壓降小于0.3Vo
[0023]為保護光耦Ul以及鋰電池內(nèi)部電路，所述的隔離電路還包括第三電阻R3，所述的第三電阻R3設(shè)于鋰電池管理器的輸出口與發(fā)光二極管負極之間，所述的發(fā)光二極管的正極與鋰電池管理器的電源端相連。第三電阻R3為PffM輸入光耦Ul的限流電阻。
[0024]所述的濾波采樣電路包括第一電阻R1、第四電阻R4、第一電容Cl，第一電阻Rl與第一電容Cl串聯(lián)后與第四電阻R4關(guān)聯(lián)。所述的第一電阻R1、第四電阻R4的一端與隔離電路的輸出端相連，第一電阻Rl的另一端與第一電容Cl的正極相連，第一電容Cl的負極及第四電阻R4的另一端與電源負極相連。第一電阻Rl為電感模擬輸出電壓的充電電阻，若阻值過大則電壓輸出反應(yīng)變慢，若阻值過小則輸出電壓波動會大，輸出電壓不穩(wěn)定；第一電容Cl為模擬電源輸出濾波電容，使