电压侦测电路及其电压侦测校正方法

xiaoxiao2020-7-23  11

专利名称:电压侦测电路及其电压侦测校正方法
技术领域
本发明涉及一种电压侦测电路及其电压侦测校正方法。
背景技术
日常使用的便携式电子装置一般采用电池作为电源,所述电池经过一个电压转换 电路后为便携式电子装置内的专用集成电路(ASIC)供电。同时在便携式电子装置中均设 置有电压侦测装置与电池相连接,用以实时侦测电池的电压,由于在电池侦测电路中设置 有保险丝,晶体管等电子元件,从而导致电池提供的电流经过上述电子元件时会产生一定 的损耗,因此,使侦测电路所侦测到的电压并不是电池的真实电压,一般的侦测误差值在 200mV以上,如此,便会造成电池电量侦测不准确,往往会在电池电量还没有充分使用的时 候便会使电子装置自动关机,如此不仅影响使用者的使用而且还会缩短电池的使用寿命。

发明内容
有鉴于此,有必要提供一种可实现精确测量电源电压的电压侦测电路及其电压侦 测校正方法。一种电压侦测校电路,其包括一个电源,一个保险丝,一个晶体管,一个电源芯片, 一个第一电阻,一个第二电阻,一个防漏电开关,一个专用集成电路,以及一个电压补偿电路。所述保险丝的一端与电源相连接,所述晶体管与保险丝的另一端相连接。所述电源芯片包括一个输出端、一个参考电压端以及一个与电源相连接的输入 端,所述输入端连接在所述保险丝连接有晶体管的一端。所述第一电阻的电阻值为R1,第二电阻的电阻值为R2,所述第一电阻的一端连接 所述电源芯片的输出端,另一端连接所述电源芯片的参考电压端。所述第二电阻的一端连 接所述电源芯片的参考电压端,另一端接地。所述防漏电开关的一端连接在所述电源芯片的输出端,另一端连与所述专用集成 电路相电连接。所述专用集成电路包括有一个电压输入端以及一个电压侦测端,所述电压输入端 与所述防漏电开关相电连接,所述电压侦测端连接在所述晶体管的另一端,所述电压侦测 端用以侦测电源的电压,所述电压侦测端还包括一个模数转换器用以将所侦测到的电压的 模拟信号转换为数字信号。所述电压补偿电路与所述专用集成电路的电压侦测端相电连接,所述电压补偿电 路包括存储模块,查找模块以及补偿模块。所述存储模块中预先存储有相关电路参数,保险丝、晶体管上的电压耗损vt,第一 电阻的电阻值R,第二电阻的电阻值R2,模数转换器的最大转换比率1023,防漏电开关的耗 损电压Vm。所述查找模块根据电压侦测端所侦测的电压值从所述存储模块中查找出与该电压值相对应的电路参数。所述补偿模块内置有公式
通过将查找

模块所查找到的电路参数及电压侦测端所测的电压的ADC值代入上述公式得到电源的真 实电压。一种电压侦测校正方法,其包括如下步骤提供一个稳定的电压Vs至一电子产品的电源回路,所述电源回路包括一个电源, 一个保险丝,一个晶体管,一个电源芯片,一个第一电阻,一个第二电阻,一个防漏电开关, 以及一个专用集成电路;所述保险丝的一端与电源相连接,所述晶体管与保险丝的另一端相连接;所述电源芯片包括一个输出端、一个参考电压端以及一个与电源(图未示)相连 接的输入端,所述输入端连接在所述保险丝连接有晶体管的一端;所述第一电阻的电阻值为R1,第二电阻的电阻值为R2,所述第一电阻的一端连接 所述电源芯片的输出端,另一端连接所述电源芯片的参考电压端,所述第二电阻的一端连 接所述电源芯片的参考电压端,另一端接地;所述防漏电开关的一端连接在所述电源芯片的输出端,另一端连与所述专用集成 电路相电连接;所述专用集成电路包括有一个电压输入端以及一个电压侦测电路,所述电压输入 端与所述防漏电开关相电连接,所述电压侦测电路连接在所述晶体管的另一端且包括一个 模数转换器用以将所侦测到的电压值的模拟信号转换为数字信号;开启所述电子元件,使所述电子元件的电源回路处在一个稳定的工作状态下;通过测量工具测量电源回路中各电子元件的参数值Vt、Vm, ADC并将相关参数值
代入公式
,计算出电源芯片的参考电压端的参考电 压 Vref ;其中,Vt为保险丝、晶体管电子元件上的电压耗损,ADC为实际测得的专用集成电 路中模数转换器的转换比率,数值1023为模数转换器的最大转换比率,Vm为防漏电开关的 耗损电压;将所得到的参数Vt、Vm及参考电压值Vref记录在应用所述电源回路的电子产品 的存储装置中;所述电压补偿电路获取电压侦测电路所侦测的电压值ADC,并根据公式
对电压侦测电路所侦测到的电压进行补偿 从而得到电子装置所使用的电源的真实电压值Vb (mV)。相较现有技术,本法发明电压侦测电路及其电压侦测校正方法通过下述公式
来校正侦测电压从而得到了电源的
真实电压Vb,从而可实现对电源电压的精确侦测。


图1是本发明电压侦测校正方法较佳实施方式所采用的一种电源回路示意图。图2是本发明电压侦测校正方法的流程图。
具体实施例方式请参阅图1,本发明电压侦测校正方法较佳实施方式所采用的一种电压侦测电路 100的示意图。所述电压侦测电路100包括一个电源110,一个保险丝120,一个晶体管130, 一个电源芯片140,一个第一电阻150,一个第二电阻160,一个防漏电开关170,以及一个专 用集成电路180以及一个电压补偿电路190。所述保险丝120的一端与电源110相连接,所述晶体管130与保险丝120的另一
端相连接。所述电源芯片140包括一个输出端142、一个参考电压端144以及一个与电源(图未 示)相连接的输入端146。所述输入端146连接在所述保险丝120连接有晶体管130的一端。所述第一电阻150的电阻值为Rl,第二电阻值160的电阻值为R2。所述第一电阻 150的一端连接所述电源芯片140的输出端142,另一端连接所述电源芯片140的参考电压 端144。所述第二电阻160的一端连接所述电源芯片140的参考电压端144,另一端接地。所述防漏电开关170的一端连接在所述电源芯片140的输出端142,另一端与所述 专用集成电路180相电连接。所述专用集成电路180包括一个电压输入端182以及一个电压侦测端184。所述 电压输入端182与所述防漏电开关170相电连接。所述电压侦测端184连接在所述晶体管 130的另一端用以侦测电源110的电压。所述电压侦测端184内部设置有一个模数转换器 (ADC)用以将所侦测到的电压的模拟信号转换为数字信号。所述电压补偿电路190与所述专用集成电路180的电压侦测端184相电连接。所 述电压补偿电路190包括存储模块192,查找模块194以及补偿模块196。所述存储模块 192中预先存储有相关电路参数如保险丝120、晶体管130上的电压耗损Vt,第一电阻150 的电阻值Rl,第二电阻值160的电阻值R2,模数转换器180的最大转换比率1023,防漏电开 关170的耗损电压Vm等参数。所述查找模块194根据电压侦测端184所侦测的电压值从 所述存储模块192中查找出与该电压值相对应的电路参数。所述补偿模块196内设置有公

通过将查找模块所查找到的电路参数及电压
侦测端184所测的电压的ADC值代入上述公式得到电源110的真实电压。请参阅图2,为发明针对图1中电压侦测电路100的电压侦测校正方法的流程图。 本发明电压侦测校正方法包括如下步骤S210提供一个稳定的电压Vs给一电子产品的电压侦测电路100的电源芯片140 的输入端146 ;S220开启所述电子产品,使所述电压侦测电路100处在一个稳定的工作状态下;S230测量电压侦测电路100中各电子元件的参数值Vt、Vm及ADC,并将相关参数 值代入公式(1)中,计算出电源芯片140的参考电压端144的参考电压Vref ; 其中,Vt为保险丝120、晶体管130上的电压耗损。ADC为实际测得的专用集成电路 180中模数转换器的转换比率。数值1023为模数转换器的最大转换比率。Vm为防漏电开关 170的耗损电压。(Vs-Vt)为电源经过保险丝、晶体管后提供至专用集成电路180的电压侦
测端184处的真实电压。为专用集成电路180的额定电压。
为电源芯片140输出端146的输出电压。得到电源芯片140的输出端的电压以后根据欧姆
定律便能得到电源芯片140的参考电压端144的参考电压Vref。S240将所得到的参数VU Vm以及参考电压Vref记录在应用所述电压补偿电路 190的存储模块192中;由于电压侦测电路100中的保险丝120、晶体管130及防漏电开关 140的电阻值一定,因此其在同一电压下的电路中所分得的电压Vt、Vm也是一定的。此外, 针对不同的电源电压所述保险丝120、晶体管130所分得的电压不同,因此,可以在所述电 子装置的存储装置中设置一个分压对照表,如表1所示表 1 当需要使用相应参数的时候可以同过查找对应电压下的保险丝120、晶体管130 及防漏电开关170上的压降。S250将公式2载入所述电子产品中,在使用所述电子产品时将记载在存储模块 192中的已知参数Vt、Vm及参考电压Vref代入公式(2)中,通过专用集成电路180中的电 压侦测端184所测得的电压的ADC值代入公式⑵中得到电子装置的所使用的电源110的 真实电压值Vb。(2) Vb(.mV) = Vt+ ADCx Vrsf +- Vm +1023其中+幻彻1是电源芯片140提供到专用集成电路180电压输出端的电
■Kz_
压。仙Cx^^g + mLi^l-lim为电源110提供到专用集成电路180的电压侦测端184
■JAZ_
处的电压值。将电源110与专用集成电路180之间的保险丝120以及晶体管130的耗损电 压补偿至所述电压侦测端184所测得的电压值中,便得到了电源110的真实电压。由于每 个电源芯片140的输出端142所输出的电压会受到参考电压Vref影响,不同电源芯片140 的额定参考电压Vref与实际参考电压Vref有所不同,因此便会导致由此计算出的电源的 电压不准确。因此,需要通过公式(1)计算出电源芯片140的实际参考电压Vref,并将其 代入公式(2)中,计算出电源芯片140的输出端142提供到专用集成芯片180的电压输入端182处的真实电压
并利用专用集成芯片180中电压侦测端184对所

侦测到电压的数字值ADC,推导出电源110提供到专用集成电路180的电压侦测端184处的
电压值仙
最后,对所述电源提供到专用集成电路180的电压侦

测端184处的电压值进行补偿便可得到电源的真实电压Vb。请参阅下表1,为采用上述方法得到的侦测电压与的电源实际电压的对比表。为产 品提供的实际电源电压2988mv。表 1 由表1中可以明确看出,在不同的产品中采用上述方法进行的电压侦测所得到的 电压值与电源的实际电压值之间的误差被控制在5mv以下,从而极大的提高了电池电压侦 测的准确性。应该指出,上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式,本领域技术人员还可在本 发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护 的范围之内。
权利要求
一种电压侦测电路,其包括一个电源,一个保险丝,一个晶体管,一个电源芯片,一个第一电阻,一个第二电阻,一个防漏电开关,一个专用集成电路,以及一个电压补偿电路;所述保险丝的一端与电源相连接,所述晶体管与保险丝的另一端相连接;所述电源芯片包括一个输出端、一个参考电压端以及一个与电源相连接的输入端,所述输入端连接在所述保险丝连接有晶体管的一端;所述第一电阻的电阻值为R1,第二电阻的电阻值为R2,所述第一电阻的一端连接所述电源芯片的输出端,另一端连接所述电源芯片的参考电压端,所述第二电阻的一端连接所述电源芯片的参考电压端,另一端接地;所述防漏电开关的一端连接在所述电源芯片的输出端,另一端与所述专用集成电路相电连接;所述专用集成电路包括有一个电压输入端以及一个电压侦测端,所述电压输入端与所述防漏电开关相电连接,所述电压侦测端连接在所述晶体管的另一端,所述电压侦测端用以侦测电源的电压,所述电压侦测端还包括一个模数转换器用以将所侦测到的电压的模拟信号转换为数字信号;所述电压补偿电路与所述专用集成电路的电压侦测端相电连接,所述电压补偿电路包括存储模块,查找模块以及补偿模块;所述存储模块中预先存储有保险丝、晶体管上的电压耗损Vt,第一电阻的电阻值R1,第二电阻的电阻值R2,模数转换器的最大转换比率1023,防漏电开关的耗损电压Vm;所述查找模块根据电压侦测端所侦测的电压值从所述存储模块中查找出与该电压值相对应的电路参数;所述补偿模块内设置有公式通过将查找模块所查找到的电路参数及电压侦测端所测的电压的ADC值代入上述公式得到电源的真实电压。F2009103025279C0000011.tif
2.一种电压侦测校正方法,其包括如下步骤提供一个稳定的电压Vs至一电子产品的电压侦测电路,所述电压侦测电路包括一个 电源,一个保险丝,一个晶体管,一个电源芯片,一个第一电阻,一个第二电阻,一个防漏电 开关,一个专用集成电路,以及一个电压补偿电路;所述保险丝的一端与电源相连接,所述晶体管与保险丝的另一端相连接; 所述电源芯片包括一个输出端、一个参考电压端以及一个与电源相连接的输入端,所 述输入端连接在所述保险丝连接有晶体管的一端;所述第一电阻的电阻值为R1,第二电阻的电阻值为R2,所述第一电阻的一端连接所述 电源芯片的输出端,另一端连接所述电源芯片的参考电压端,所述第二电阻的一端连接所 述电源芯片的参考电压端,另一端接地;所述防漏电开关的一端连接在所述电源芯片的输出端,另一端连与所述专用集成电路 相电连接;所述专用集成电路包括有一个电压输入端以及一个电压侦测端,所述电压输入端与所 述防漏电开关相电连接,所述电压侦测端连接在所述晶体管的另一端且包括一个模数转换 器用以将所侦测到的电压的模拟信号转换为数字信号;所述电压补偿电路包括一个存储模块并与所述专用集成电路的电压侦测端相电连接;开启所述电压侦测电路,使所述电压侦测电路处在一个稳定的工作状态下; 测量电源回路中各电子元件的参数值Vt、Vm,ADC并将相关参数值代入公式 ^/ΟΓ) = ^-^^3+吻]X^t中,计算出电源芯片的参考电压端的参考电压Vref; _ ADC」尺1+尺2其中,Vt为保险丝、晶体管电子元件上的电压耗损,ADC为实际测得的专用集成电路中 模数转换器的转换比率,数值1023为模数转换器的最大转换比率,Vm为防漏电开关的耗损 电压;将所得到的参考电压VU Vm及参考电压值Vref记录在所述电压补偿电路的存储模块中;所述电压补偿电路获取电压侦测电路所侦测的电压值ADC,并根据公式 VK,) = Vt+ADCy\V7efy^ + R2) - 1ID23对电压侦测电路所侦测到的电压进行补偿从而得■Kl_到电子装置所使用的电源的真实电压值Vb (mV)。
全文摘要
本发明提供一种电压侦测电路,其包括一个电源,一个与电源连接的保险丝;一个与保险丝连接的晶体管;一个电源芯片,其包括一个输出端、一个参考电压端以及一个连接在保险丝及晶体管之间的输入端;一个连接在所述电源芯片的输出端及参考电压端之间的第一电阻;一个一端连接参考电压端另一端接地的第二电阻;一个连接所述输出端的防漏电开关;一个专用集成电路包括与防漏电开关相电连接的电压输入端以及一个连接在所述晶体管的另一端的电压侦测端,所述电压侦测端包括一个模数转换器;以及一个电压补偿电路。所述电压补偿电路与所述专用集成电路的电压侦测端相电连接用以对所述电压侦测端所侦测到的电源电压进行补偿。
文档编号G01R19/25GK101893656SQ20091030252
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者王智生 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司

最新回复(0)