一種鋰電池電量模擬電壓輸出裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]現有工業領域鋰電池使用過程中，多借用現有的鉛酸電池充電系統，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。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術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，以達到電量監控準確的目的。為此，本發明采取以下技術方案。
[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，所述的穩壓電路與濾波采樣電路相連以為濾波采樣電路提供穩壓電源；所述的濾波電路的輸出端與工控機輸入口相連；穩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化為模擬電量輸出，當穩壓電源電壓值為4.8V時，可將鋰電池的剩余電量轉化為0-4.8V的模擬電量輸出，這樣所有的設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，大大提高了電池的使用效率，提高了經濟效益和社會效益。穩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，保證內部電路的可靠性。
[0005]作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明還包括以下附加技術特征。
[0006]所述的降功耗電路與穩壓電路相連。
[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隔離電路包括發光二極管、光電三極管，光電三極管的集電極與穩壓電路輸出端相連，光電三極管的發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設于鋰電池管理器的輸出口與發光二極管負極之間，所述的發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串聯后與第四電阻R4關聯。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，保持系統穩定性及調高輸出模擬電壓的響應時間。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變慢，若阻值過小則輸出電壓波動會大，輸出電壓不穩定。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]所述的穩壓電路包括穩壓源VR1、穩壓二極管D1、第三電容C3、第二電容C2，所述的穩壓二極管D1、第三電容C3設于穩壓源VRl的輸入側，所述的第二電容C2設于穩壓源VRl的輸出側。穩壓二極管Dl降低外部電壓對穩壓源VRl的沖擊，提高產品可靠性。
[0013]所述的降功耗電路包括第二電阻R2，所述的第二電阻R2設于穩壓源VRl的輸入偵U。第二電阻R2為限流電阻，可以提高系統可靠性。
[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的另一端與穩壓二極管Dl負極相連；穩壓二極管Dl正極與穩壓源VRl輸入端相連；穩壓源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化為模擬電量輸出，這樣所有的設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，大大提高了電池的使用效率，提高了經濟效益和社會效益。解決了電池的電量計算工控機之間的數據傳輸問題，提高了電池的使用效率，延長了電池的實用壽命，增加了工控機的產品穩定性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明使用結構圖。
[0017]圖2是本發明電路結構圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合說明書附圖對本發明的技術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據傳輸問題。
[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，所述的穩壓電路與濾波采樣電路相連以為濾波采樣電路提供穩壓電源；所述的濾波電路的輸出端與工控機輸入口相連；穩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隔離電路包括發光二極管、光電三極管，光電三極管的集電極與穩壓電路輸出端相連，光電三極管的發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設于鋰電池管理器的輸出口與發光二極管負極之間，所述的發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串聯后與第四電阻R4關聯。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變慢，若阻值過小則輸出電壓波動會大，輸出電壓不穩定；第一電容Cl為模擬電源輸出濾波電容，使