可作恒定升压转换器的电池监控器

接线图 2023年01月22日 14:41 318 admin

有些徽控制器允许工作在3V电压以下。这一特性允许用3V干电池或锂电池直接供电.而免除了稳压器的压降与泄漏电流。此时重要的是监控电池电压，以确保系统完整性。本设计实例中的电路通过调整一个升压转换器的占空比.保持对一个白光LED显示背光的恒定供电。但是，一只ADC通常需要一个固定的电压基准(图1)，这个功能可能需要两个输入脚。本设计实例将ADC的架构反过来.无需额外管脚就能提供电压基准功能。

图2中的监控电路在微控制器中集成了一个ADC。转换器用电池电压作基准电压。工作原理与正常情况相反.此时是准备用一个可变电压基准(电池电压)测量一个固定电压。对于一个8位转换器.本例的结果是(1.18V/VBAT)×256。注意数值大表示电池电压低。此外，可以将连接到基准上的微控制器管脚用于其它用途。本例一般用第⑥脚作为对脉冲指示灯LED1的输出。然而，简单地将端口方向修改为模拟输入模式，就可以在不到0.1ms时间内完成电池测量操作，包括稳定、采样与转换。

使用了一只PIC12F683微控制器，为LM4041提供1.25V电压基准。R1为基准作偏置。R2确保微控制器的输出可以上升到3V.在不损坏D1时导通晶体管Q1。电阻R3和R4保证晶体管在电池测量期间受到抑制。R2、R3和R4会引入一些衰减.必须考虑在内。

图3给出了增加一个恒定功率升压电路的监控器.微控制器的PWM(脉冲宽度调制)输出驱动转换器。对于升压器的恒定功率.所需占空比与ADC的转换值呈线性相关。各种电池技术的放电特性各不相同。碱性电池有大容量，但开路电压在工作时会下降。开路电路可以提供对电池电量的良好估计。不过.碱性电池亦有内部电阻.在提供大负载电流后会有一个恢复期。在低温和低电量情况下.电阻会增加。为确定电池的状态，可以在带动大电流负载前或紧跟在带动大电流负载后立即作测量。该方法可以同时对内阻和电池电量作出估计。

注意：本文使用的器件是智能型PIC：单片机(PIC12F603)，即微控制器。因此文中所需的脉冲宽度调制信号(PWM)，需要用汇编语言或C语言进行需要参数的编程，再把程序烧写到芯片中，才能实现上述电路功能。文中仅提供一种思路。