拓展库仑计检测范围的电路和系统技术方案

本发明专利技术提供一种拓展库仑计检测范围的电路和系统，其包括：芯片，其包括库仑计、存储器和内部处理模块，库仑计包括内部分压电路、内部模数转换器，内部分压电路的输入端与芯片的电压输入端相连，其输出端与内部模数转换器的输入端相连；内部模数转换器的输出端与内部处理模块的输入端相连，内部处理模块与存储器相连；外部分压电路，其设置于芯片外部，其输入端与电池电压端相连，其输出端与电压输入端相连；校准电路，其设置于芯片外部，其第一输入端与电池电压端相连，其第二输入端与外部分压电路的输出端相连，其输出端与内部处理模块的通信端相连。与现有技术相比，本发明专利技术可以用应用处理器AP或微控制单元MCU中的库仑计测量多节串联电池的电压。串联电池的电压。串联电池的电压。

【技术实现步骤摘要】
拓展库仑计检测范围的电路和系统


[0001]本专利技术属于电路设计
，特别涉及一种拓展库仑计检测范围的电路和系统。

技术介绍

[0002]请参考图1所示，其为现有技术中的一种库仑计的电路示意图，其可以用来检测电池电量。其原理是通过检测电池电压，来间接获取电池剩余电量信息。电池电压连接到VIN，经过电阻R2、R1分压后，输入到模数转换器ADC，模数转换器ADC可以将模拟信号转换为数字信号，输出DATA为数字信号，DATA 可以一位(1bit:1比特)的串行数字信号，也可以为多位(多比特)的并行数字信号。这些库仑计经常被集成在例如MCU(微控制单元)或者应用处理器中，这些芯片通常采用低压工艺，一般只支持最高5V电压，因此只能检测单节锂电池的电压，不能用于检测多节串联锂电池电压。有些系统应用中可以采用多节锂电池串联进行供电，例如在蓝牙音箱中(大功率音箱可以通过串联锂电池获得更大的输出功率，例如更大的音量或者更长的工作时间)，这种应用中不能采用应用处理器库仑计直接进行量测。
[0003]因此，有必要提供一种拓展库仑计检测范围的电路和系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种拓展库仑计检测范围的电路和系统，其可以用应用处理器AP或微控制单元MCU中的库仑计测量多节串联电池的电压。
[0005]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种拓展库仑计检测范围的电路，其包括：集成芯片，其包括库仑计、存储器和内部处理模块，所述库仑计包括内部分压电路、内部模数转换器，所述内部分压电路的输入端与所述集成芯片的电压输入端VIN相连，其输出端与所述内部模数转换器的输入端相连；所述内部模数转换器的输出端与所述内部处理模块的输入端相连，所述内部处理模块与所述存储器相连；外部分压电路，其设置于所述集成芯片外部，所述外部分压电路的输入端与电池电压端VBAT相连，其输出端与所述电压输入端VIN相连；校准电路，其设置于所述集成芯片外部，所述校准电路的第一输入端与所述电池电压端VBAT相连，其第二输入端与所述外部分压电路的输出端相连，其输出端与所述内部处理模块的通信端口IO相连。
[0006]进一步的，所述内部分压电路包括依次串联于所述电压输入端VIN和接地端的第二分压电阻R2和第一分压电阻R1，所述第二分压电阻R2和第一分压电阻R1之间的连接节点A作为所述内部分压电路的输出端；所述外部分压电路包括依次串联于所述电池电压端VBAT和接地端的第四分压电阻R4和第三分压电阻R3，所述第四分压电阻R4和第三分压电阻R3之间的连接节点B作为所述外部分压电路的输出端。
[0007]进一步的，当所述拓展库仑计检测范围的电路处于校准模式时，所述电池电压端VBAT的电压为设定电压，所述设定电压位于所述电池的工作电压范围内；所述外部分压电路用于对所述设定电压进行分压，且所述连接节点B的电压为所述外部分压电路的输出电
压；所述校准电路用于测量所述电池电压端 VBAT的电压和所述外部分压电路的输出端的电压，并将测量到的所述电池电压端VBAT的电压和所述外部分压电路的输出端的电压传输给所述内部处理模块；所述内部处理模块基于测量到的所述电池电压端VBAT的电压和所述外部分压电路的输出端的电压计算得到校准值K2，并将所述校准值K2存储于所述存储器内，所述校准值K2＝VB/VBAT，其中，VBAT为所述校准电路测量到的所述电池电压端VBAT的电压，VB为所述校准电路测量到的所述外部分压电路的输出端的电压。
[0008]进一步的，当所述拓展库仑计检测范围的电路处于正常使用模式时，所述电池电压端VBAT与电池相连，此时，所述电池电压端VBAT的电压等于所述电池的电压；所述外部分压电路用于对所述电池的电压进行分压，且所述连接节点B的电压为所述外部分压电路的输出电压；所述内部分压电路用于对所述电压输入端VIN的电压进行分压，且所述连接节点A的电压为所述内部分压电路的输出电压VA；所述内部模数转换器用于将所述内部分压电路的输出电压 VA转换为对应的数字信号DATA，并通过其输出端输出所述数字信号DATA；所述存储器内存储有所述校准值K2和所述内部分压电路的分压比K1，所述分压比K1＝R2/R1，其中，R2为所述第二分压电阻R2的电阻值，R1为所述第一分压电阻R1的电阻值；所述内部处理模块读取所述内部模数转换器输出的数字信号DATA，从所述存储器内读取所述校准值K2和所述分压比K1，并带入公式1进行计算，VBAT＝DATA.(1+K1)/K2公式1，其中，计算得到的VBAT表征了所述电池的电压值。
[0009]进一步的，所述内部处理模块根据查表得到所述计算得到的VBAT对应的所述电池的剩余电池电量；和/或所述内部处理模块为应用处理器或微控制单元。
[0010]进一步的，所述校准电路包括电压源V1、第一外部模数转换器、第二外部模数转换器和外部处理模块，所述电压源V1的正极与所述电池电压端VBAT 相连，其负极接地；所述第一外部模数转换器的输入端与所述电池电压端VBAT 相连，其输出端与所述外部处理模块的第一输入端相连；所述第二外部模数转换器的输入端与所述外部分压电路的输出端相连，其输出端与所述外部处理模块的第二输入端相连；所述外部处理模块的输出端与所述内部处理模块的通信端口IO相连。
[0011]进一步的，当所述拓展库仑计检测范围的电路处于校准模式时，所述电压源V1为所述电池电压端VBAT提供所述设定电压；所述第一外部模数转换器测量所述电池电压端VBAT的电压，并将其转换为对应的数字信号D1，并通过其输出端将所述数字信号D1输出给所述外部处理模块；所述第二外部模数转换器测量所述外部分压电路的输出端的电压，并将其转换为对应的数字信号D2，并通过其输出端将所述数字信号D2输出给所述外部处理模块；所述外部处理模块将接收的所述数字信号D1和数字信号D2传送给所述内部处理模块；所述内部处理模块基于接收的所述数字信号D1和数字信号D2计算得到校准值K2，并将所述校准值K2存储于所述存储器内，所述校准值K2＝D2/D1，其中，D1为所述第一外部模数转换器输出的数字信号D1，V2为所述第二外部模数转换器输出的数字信号D2。
[0012]进一步的，所述外部处理模块为应用处理器或微控制单元；和/或所述外部处理模块通过有线通信或无线通信与所述内部处理模块的通信端口IO相连。
[0013]进一步的，所述电池包括依次串联的多个电芯。
[0014]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种拓展库仑计检测范围的系统，其包括：电池；如前文所述的拓展库仑计检测范围的电路。
[0015]与现有技术相比，本专利技术通过在应用处理器AP或微控制单元MCU的外部设置相应的电路，以使得应用处理器AP或微控制单元MCU中的库仑计可以测量多节串联电池的电压，从而拓展库仑计检测范围。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拓展库仑计检测范围的电路，其用于检测电池的电压，其特征在于，其包括：集成芯片，其包括库仑计、存储器和内部处理模块，所述库仑计包括内部分压电路、内部模数转换器，所述内部分压电路的输入端与所述集成芯片的电压输入端VIN相连，其输出端与所述内部模数转换器的输入端相连；所述内部模数转换器的输出端与所述内部处理模块的输入端相连，所述内部处理模块与所述存储器相连；外部分压电路，其设置于所述集成芯片外部，所述外部分压电路的输入端与电池电压端VBAT相连，其输出端与所述电压输入端VIN相连；校准电路，其设置于所述集成芯片外部，所述校准电路的第一输入端与所述电池电压端VBAT相连，其第二输入端与所述外部分压电路的输出端相连，其输出端与所述内部处理模块的通信端口IO相连。2.根据权利要求1所述的拓展库仑计检测范围的电路，其特征在于，所述内部分压电路包括依次串联于所述电压输入端VIN和接地端的第二分压电阻R2和第一分压电阻R1，所述第二分压电阻R2和第一分压电阻R1之间的连接节点A作为所述内部分压电路的输出端；所述外部分压电路包括依次串联于所述电池电压端VBAT和接地端的第四分压电阻R4和第三分压电阻R3，所述第四分压电阻R4和第三分压电阻R3之间的连接节点B作为所述外部分压电路的输出端。3.根据权利要求2所述的拓展库仑计检测范围的电路，其特征在于，当所述拓展库仑计检测范围的电路处于校准模式时，所述电池电压端VBAT的电压为设定电压，所述设定电压位于所述电池的工作电压范围内；所述外部分压电路用于对所述设定电压进行分压，且所述连接节点B的电压为所述外部分压电路的输出电压；所述校准电路用于测量所述电池电压端VBAT的电压和所述外部分压电路的输出端的电压，并将测量到的所述电池电压端VBAT的电压和所述外部分压电路的输出端的电压传输给所述内部处理模块；所述内部处理模块基于测量到的所述电池电压端VBAT的电压和所述外部分压电路的输出端的电压计算得到校准值K2，并将所述校准值K2存储于所述存储器内，所述校准值K2＝VB/VBAT，其中，VBAT为所述校准电路测量到的所述电池电压端VBAT的电压，VB为所述校准电路测量到的所述外部分压电路的输出端的电压。4.根据权利要求3所述的拓展库仑计检测范围的电路，其特征在于，当所述拓展库仑计检测范围的电路处于正常使用模式时，所述电池电压端VBAT与电池相连，此时，所述电池电压端VBAT的电压等于所述电池的电压；所述外部分压电路用于对所述电池的电压进行分压，且所述连接节点B的电压为所述外部分压电路的输出电压；所述内部分压电路用于对所述电压输入端VIN的电压进行分压，且所述连接节点A的电压为所述内部分压电路的输出电压VA；所述内部模数转换器用于将所述内部分压电路的输出电压VA转换为对应的数字信号
DATA，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，
申请(专利权)人：合肥中感微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：