一种充电器获取电池电量的电路及其实现方法技术

本发明专利技术提供了一种充电器获取电池电量的电路及其实现方法，充电IC模块和锂电池BAT串联后内置于用电设备中，充电IC将充电器DC输入的电压提供给锂电池并对充电电流进行控制；NMOS管通断状态受逻辑控制模块控制，在电池电压检测时导通，采样编码模块连接在电阻与充电IC之间，对电压进行采样并进行数模转换；LED指示电池电量，充电器DC的负极与锂电池的负极相连接地。本发明专利技术采用从用电器外部实时获取锂电池的实际电压值，本发明专利技术系统设计简洁，所需的电路器件较少；同时在系统的控制信号进行特殊设计，在有效的对锂电池电压进行检测的同时几乎不会对充电效率产生影响，保证了整体充电系统的高效工作。

A circuit for charger to obtain battery power and its implementation

【技术实现步骤摘要】
一种充电器获取电池电量的电路及其实现方法
本专利技术涉及电路领域，尤其是一种获取电池电量的电路。
技术介绍
现阶段的各类便携式电子设备蓬勃发展，手机和无线耳机等产品已经成为许多人日常生活的一部分，这类电子产品均需要电池供电以维持无线使用。而传统的干电池存在电量密度偏低，无法重复使用，以及环境污染等问题，因此越来越多的移动设备采用锂电池进行供电。现有的锂电池充电芯片通常会设计充满保护电路，即在锂电池的电压达到预设的最大值时自动切断电源，但是长时间充电仍然可能出现安全问题，因此需要实时了解设备中锂电池的电压情况。但是电子设备的充电管理芯片通常内置于机内，以手机为例，常见的Lightning或TYPE-C充电线只提供5V的充电电压，由手机内部芯片进行降压充电，因此正常情况下无法在充电器端获知电量。对于手机等设备可以通过点亮屏幕查看，但是生活中也存在其他的一些无法获知或较难获取电量的设备，例如笔记本电脑关机充电时，使用者需要开机才可获知电量同时近几年来随着苹果公司的Airpods产品问世，越来越多的TWS耳机开始热销，这类产品的左右耳机都具有单独的锂电池进行供电，同时分别具有蓝牙控制芯片，在使用过程中可以将电量情况通过蓝牙发送到手机上。但是在耳机电量较低需要放回电池仓充电时，由于在电池仓中默认是关机状态，手机无法获知每个耳机的电量情况。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种充电器获取电池电量的电路，能够在不影响充电器充电效率的同时实时检测锂电池的电量情况，并将锂电池的电量实时通过LED或数字方式进行显示，方便用户即时的查看锂电池的充电情况。为达到以上目的，本专利技术提出的新型的充电器获取电池电量的电路设计采用如下如技术方案：本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种充电器获取电池电量的电路，包括直流电源、NMOS管Q1、NMOS管Q2、定值电阻R1、逻辑控制模块IN1、采样编码模块AD、显示模块LED、充电IC模块、锂电池BAT以及相应的外围元器件；所述充电IC模块和锂电池BAT串联后内置于用电设备中，充电IC将充电器DC输入的5V电压转化为锂电池的额定充电电压4.2V，提供给锂电池并对充电电流进行控制；所述逻辑控制模块IN1发出周期性的，高低电平分别为0和5V的脉冲波信号；所述NMOS管Q2通断状态受逻辑控制模块IN1控制，在正常充电时导通；所述NMOS管Q1通断状态受IN1控制，在电池电压检测时导通，所述定制电阻R1与NMOS管Q1的源极串联，用于检测锂电池的电压；所述逻辑控制模块IN1控制NMOS管Q1与Q2的开关状态，逻辑控制模块IN1连接到NMOS管Q2的栅极上，即IN1产生的逻辑信号直接控制NMOS管Q2的通断状态，同时逻辑控制模块IN1输出的逻辑信号通过反相器连接到Q1的栅极上，即Q1与Q2的通断状态相反；所述采样编码模块AD连接在电阻R1与充电IC之间，对电压进行采样并进行数模转换；所述LED为指示灯,连接到采样编码模块AD上，用于指示电池电量，充电器DC的负极与锂电池的负极相连接地。一种充电器获取电池电量的电路的实现方法为：输入控制信号逻辑控制模块IN1采用低频率高占空比的脉冲波信号，在逻辑控制模块IN1输出的脉冲波为5V的情况下，NMOS管Q2导通，直流电源直接为充电IC供电，锂电池BAT正常充电，逻辑控制模块IN1信号经过反相器控制Q1，因此NMOS管Q1断开，不形成通路；在逻辑控制模块IN1输出的脉冲波为0时，NMOS管Q2断开，而此时Q1导通，Q2断开，因此NMOS管Q1、定值电阻R1与充电IC形成电路通路，电阻R1一侧的电压值为直流电源提供的5V，电阻R1的另一侧的电压值为锂电池的实际电压值，两者之间的压差即为经过R1产生的压降；检测电阻R1另一侧的电压值即为锂电池的实时电压值，AD采样编码模块获取该电压值，并进行模数转换后，通过LED指示灯组进行显示。本专利技术的有益效果在于由于采用从用电器外部实时获取锂电池的实际电压值，本专利技术系统设计简洁，所需的电路器件较少；同时在系统的控制信号进行特殊设计，在有效的对锂电池电压进行检测的同时几乎不会对充电效率产生影响，保证了整体充电系统的高效工作。附图说明图1为本专利技术充电电路原理图；图2为本专利技术充电电路的等效示意图；图3为本专利技术充电电路控制信号的示意图；图4为本专利技术充电电路在TWS上的典型应用图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术通过在直流电源与用电设备的充电IC之间增加锂电池电量检测电路，通过极少的器件实现了在不影响锂电池充电效率的情况下实时检测锂电池的电压值的功能，并通过LED或数码管进行显示，解决了很多场景的使用问题。一种充电器获取电池电量的电路，包括直流电源、NMOS管Q1、NMOS管Q2、定值电阻R1、逻辑控制模块IN1、采样编码模块AD、显示模块LED、充电IC模块、锂电池BAT以及相应的外围元器件；所述充电IC模块和锂电池BAT串联后内置于用电设备中，充电IC将充电器DC输入的5V电压转化为锂电池的额定充电电压，为4.2V提供给锂电池并对充电电流进行控制，将充电IC的内部其他电路结构忽略，如图2所示；所述逻辑控制模块IN1发出周期性的，高低电平分别为0和5V的脉冲波信号；所述NMOS管Q2通断状态受逻辑控制模块IN1控制，在正常充电时导通；所述NMOS管Q1通断状态受IN1控制，在电池电压检测时导通，所述定制电阻R1与NMOS管Q1的源极串联，用于检测锂电池的电压；所述逻辑控制模块IN1控制NMOS管Q1与Q2的开关状态，逻辑控制模块IN1连接到NMOS管Q2的栅极上，即IN1产生的逻辑信号直接控制NMOS管Q2的通断状态，同时逻辑控制模块IN1输出的逻辑信号通过反相器连接到Q1的栅极上，即Q1与Q2的通断状态相反；所述采样编码模块AD连接在电阻R1与充电IC之间，对电压进行采样并进行数模转换；所述LED为指示灯,连接到采样编码模块AD上，用于指示电池电量，可用其他指示器件代替，充电器DC的负极与锂电池的负极相连接地。输入控制信号逻辑控制模块IN1采用低频率高占空比的脉冲波信号，在逻辑控制模块IN1输出的脉冲波为5V的情况下，NMOS管Q2导通，直流电源直接为充电IC供电，锂电池BAT正常充电，由于逻辑控制模块IN1信号经过反相器控制Q1，因此NMOS管Q1断开，不形成通路；在逻辑控制模块IN1输出的脉冲波为0时，NMOS管Q2断开，而此时Q1导通，Q2断开，因此NMOS管Q1、定值电阻R1与充电IC形成电路通路，电阻R1一侧的电压值为直流电源提供的5V，电阻R1的另一侧的电压值为锂电池的实际电压值，两者之间的压差即为经过R1产生的压降；因此检测电阻R1另一侧的电压值即可得知锂电池的实时电压值，AD采样编码模块获取该电压值，并进行模数转换后，通过LED指示灯组进行显示。图1中的电路系统主要分为2部分，虚线框中的部分为本专利技术的锂电池电压检测电路，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电器获取电池电量的电路，其特征在于：/n所述充电器获取电池电量的电路，包括直流电源、NMOS管Q1、NMOS管Q2、定值电阻R1、逻辑控制模块IN1、采样编码模块AD、显示模块LED、充电IC模块、锂电池BAT以及相应的外围元器件；/n所述充电IC模块和锂电池BAT串联后内置于用电设备中，充电IC将充电器DC输入的5V电压转化为锂电池的额定充电电压4.2V，提供给锂电池并对充电电流进行控制；所述逻辑控制模块IN1发出周期性的，高低电平分别为0和5V的脉冲波信号；所述NMOS管Q2通断状态受逻辑控制模块IN1控制，在正常充电时导通；所述NMOS管Q1通断状态受IN1控制，在电池电压检测时导通，所述定制电阻R1与NMOS管Q1的源极串联，用于检测锂电池的电压；所述逻辑控制模块IN1控制NMOS管Q1与Q2的开关状态，逻辑控制模块IN1连接到NMOS管Q2的栅极上，即IN1产生的逻辑信号直接控制NMOS管Q2的通断状态，同时逻辑控制模块IN1输出的逻辑信号通过反相器连接到Q1的栅极上，即Q1与Q2的通断状态相反；所述采样编码模块AD连接在电阻R1与充电IC之间，对电压进行采样并进行数模转换；所述LED为指示灯,连接到采样编码模块AD上，用于指示电池电量，充电器DC的负极与锂电池的负极相连接地。/n...

【技术特征摘要】
1.一种充电器获取电池电量的电路，其特征在于：
所述充电器获取电池电量的电路，包括直流电源、NMOS管Q1、NMOS管Q2、定值电阻R1、逻辑控制模块IN1、采样编码模块AD、显示模块LED、充电IC模块、锂电池BAT以及相应的外围元器件；
所述充电IC模块和锂电池BAT串联后内置于用电设备中，充电IC将充电器DC输入的5V电压转化为锂电池的额定充电电压4.2V，提供给锂电池并对充电电流进行控制；所述逻辑控制模块IN1发出周期性的，高低电平分别为0和5V的脉冲波信号；所述NMOS管Q2通断状态受逻辑控制模块IN1控制，在正常充电时导通；所述NMOS管Q1通断状态受IN1控制，在电池电压检测时导通，所述定制电阻R1与NMOS管Q1的源极串联，用于检测锂电池的电压；所述逻辑控制模块IN1控制NMOS管Q1与Q2的开关状态，逻辑控制模块IN1连接到NMOS管Q2的栅极上，即IN1产生的逻辑信号直接控制NMOS管Q2的通断状态，同时逻辑控制模块IN1输出的逻辑信号通过反相器连接到Q1的栅极上，即Q1与Q2的通断状态相反；所述采样编...

【专利技术属性】
技术研发人员：方建平，郭晋亮，赵启东，
申请(专利权)人：西安拓尔微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61