基于電池電阻跟蹤的電池電量檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電變量的檢測裝置技術領域，尤其涉及一種基于電池電阻跟蹤的電池電量檢測系統。
【背景技術】
[0002]電池電量監測是一種用于在所有的系統運行及空閑情況下預測電池容量的技術。可以預測電池容量的百分比，到耗盡或充滿的時間，可獲得用于反映電池健康狀況及安全診斷的其它數據。目前，應用與電子攜帶式設備上的傳統檢測方法有基于電壓的檢測方法和庫侖計檢測方法。
[0003]一、基于電壓的檢測方法的優勢和劣勢如下:優勢:無需完全放電就能進行學習，自放電無需校正，在小負載電流條件下非常準確；劣勢:由于內部電池阻抗的原因，準確度欠佳，阻抗與溫度、老化和電荷狀態之間存在函數關系。二、基于庫侖計的檢測方法的優勢和劣勢如下:優勢:不受電壓測量失真的影響，準確度由電流積分硬件確定，監測誤差:3-10% (取決于工作條件和用途)；劣勢:需要學習周期以更新電池容量，電池容量隨老化而下降，電池容量減少幅度:3-5% (100次充電)，在不學習的情況下，每充電10次監測誤差將增加1%，自放電必須建模，否則不準確。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于電池電阻跟蹤的電池電量檢測系統，所述檢測系統整合了基于電壓和庫侖計數這兩種電量檢測裝置的優勢，在小電流(OCV)和大負載電流時均可提供準確監測，棄用不準確的自放電模型(采用OCV讀取)，對于新電池和老化電池可提供非常準確的電量檢測，容量學習無需滿充電和完全放電。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:一種基于電池電阻跟蹤的電池電量檢測系統，其特征在于:所述檢測系統包括電芯檢測IC、CPU和電源管理器，所述電芯檢測IC的電池負極引腳與CPU的接地引腳連接，所述電芯檢測IC的SDA引腳與CPU的SDA引腳連接，所述電芯檢測IC的SCL引腳與CPU的SCL引腳連接，所述電芯檢測IC的HDQ引腳與CPU的HDQ引腳連接，所述電芯檢測IC的電池正極引腳與電源管理器的電源輸入端連接，所述電芯檢測IC的接地引腳與電源管理器的接地引腳連接，所述電源管理器的VDD輸出引腳與CPU的VDD輸入引腳連接，所述電芯檢測IC的SDA引腳、SCL引腳以及HDQ引腳分別經一個上拉電阻與電源管理器的電壓輸出引腳連接。
[0006]進一步的技術方案在于:所述電芯檢測IC包括電池信息檢測芯片和電池保護芯片，所述電池信息檢測芯片的SE腳懸空，所述電池信息檢測芯片的REG25引腳和VCC引腳經電容C3接地，所述電池信息檢測芯片的REGIN引腳第一路與電芯接口 Jl的正極引腳連接，REGIN引腳的第二路經電容Cl接地；電池信息檢測芯片的BAT引腳第一路經電容C2接地，第二路與電芯接口 Jl的正極引腳連接；電池信息檢測芯片的VSS引腳和PwPd引腳接地；電池信息檢測芯片的SRP引腳經電阻R3接地，電池信息檢測芯片的SRN引腳依次經電阻R2電阻Rl后接地；電容C7的一端接SRP引腳，電容C7的另一端接SRN引腳，電容C4和電容C5串聯后并聯在電容C7的兩端；電池信息檢測芯片的TS引腳經電容C6與電池信息檢測芯片的VCC引腳連接，熱敏電阻RTl與電容C6并聯；電池信息檢測芯片的SDA引腳依次經電阻R4、電阻RlO與I2C通訊接口 J2的SDA引腳連接，二極管Dl的正極接地，二極管Dl的負極接電阻R4與電阻RlO的結點，電阻R7與二極管Dl并聯；電池信息檢測芯片的SCL引腳依次經電阻R5、電阻Rll與I2C通訊接口 J2的SCL引腳連接，二極管D2的負極接電阻R5與電阻Rll的結點，電阻R8與二極管D2并聯；電池信息檢測芯片的HDQ引腳依次經電阻R6、電阻R12與HDQ通訊接口 J3的HDQ引腳連接，二極管D3的負極接電阻R6與電阻R12的結點，電阻R8與二極管D3并聯；
[0007]電池保護芯片的DS引腳懸空，電池保護芯片的COUT引腳接MOS管Q2的柵極，電池保護芯片的V-引腳經電阻R17接MOS管Q2的源極，電池保護芯片的DOUT引腳接MOS管Ql的柵極，MOS管Ql的源極與MOS管Q2的漏極連接，電容C14的一端接MOS管Ql的漏極，電容C14的另一端經電容C15后與MOS管Q2的源極連接，MOS管Ql的漏極接電阻Rl與電阻R2的結點，MOS管Q2的源極分別與I2C通訊接口 J2的電池負極引腳以及HDQ通訊接口 J3的電池負極引腳連接，電池保護芯片的VDD引腳經電阻R15接電芯接口 Jl的正極引腳，電池保護芯片的VSS引腳接電芯接口 Jl的負極引腳，電容C13的一端接電池保護芯片的VDD引腳，電容C13的另一端接電池保護芯片的VSS引腳；電芯接口 Jl的正極引腳分別與I2C通訊接口 J2的電池正極引腳以及HDQ通訊接口 J3的電池正極引腳連接；電容Cl I和電容C12串聯后一端與電芯接口 Jl的正極引腳連接，另一端與MOS管Q2的源極連接。
[0008]進一步的技術方案在于:所述電池信息檢測芯片型號為BQ27541，電池保護芯片型號為麗3511。
[0009]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:所述電量檢測系統整合了基于電壓和庫侖計數這兩種電量檢測裝置各自的優勢，在小電流(OCV)和大負載電流時均可提供準確檢測，棄用不準確的自放電模型(采用OCV讀取)，對于新電池和老化電池可提供非常準確的電量監測，容量學習無需滿充電和完全放電。應用在手持式電子設備上，可以更準確檢測電子設備的電池信息，可準確地報告電池的剩余運行時間，可提供更好的電源管理，獲得更長的電池運行時間，并根據阻抗隨溫度、放電速率和老化情況改變關斷電壓。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0011]圖1-2是本實用新型的原理框圖；
[0012]圖3是本實用新型電芯檢測IC的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0015]如圖1-2所示，本實用新型公開了一種基于電池電阻跟蹤的電池電量檢測系統，所述檢測系統包括電芯檢測IC、CPU和電源管理器。所述電芯檢測IC的電池負極引腳與CPU的接地引腳連接，所述電芯檢測IC的SDA引腳與CPU的SDA引腳連接，所述電芯檢測IC的SCL引腳與CPU的SCL引腳連接，所述電芯檢測IC的HDQ引腳與CPU的HDQ引腳連接，所述電芯檢測IC的電池正極引腳與電源管理器的電源輸入端連接，所述電芯檢測IC的接地引腳與電源管理器的接地引腳連接，所述電源管理器的VDD輸出引腳與CPU的VDD輸入引腳連接，所述電芯檢測IC的SDA引腳、SCL引腳以及HDQ引腳分別經一個上拉電阻與電源管理器的電壓輸出引腳連接。
[0016]所述電量檢測系統應用在攜帶式電子設備上的系統，與電子設備有兩種連接方式:
[0017](I)通過I2C通訊接口與系統進通訊
[0018]將電芯檢測IC的I2C通訊接口上的SDA引腳和SCL引腳與CPU的SDA引腳和引腳SCL引腳對應連接，在這兩個線路上要增加一個上拉電壓(通過一個4.7K?20K的電阻與對應電壓電源連接)，上拉電壓的大小要根據CPU的內部檢測電壓域進行選擇，I2C通訊設置要滿足I2C通訊協議。
[0019]2)通過HDQ通訊接口與系統進通訊
[0020]將電芯檢測IC的HDQ通訊接口上的HDQ引腳與CPU的HDQ腳對應連接，在這個線路上要增加一個2.5V上拉電壓(通過一個4.7K?20K的電阻與2.5V電壓電源連接)，HDQ通訊設置要滿足HDQ通訊協議。
[0021]進一步的如圖3所示，所述電芯檢測IC包括電池信息檢測芯片和電池保護芯片，在本實用新型中，所述電池信息檢測芯片型號為BQ27541，