可作恒定升壓轉(zhuǎn)換器的電池監(jiān)控器

有些徽控制器允許工作在3V電壓以下。這一特性允許用3V干電池或鋰電池直接供電.而免除了穩(wěn)壓器的壓降與泄漏電流。此時(shí)重要的是監(jiān)控電池電壓，以確保系統(tǒng)完整性。本設(shè)計(jì)實(shí)例中的電路通過(guò)調(diào)整一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器的占空比.保持對(duì)一個(gè)白光LED顯示背光的恒定供電。但是，一只ADC通常需要一個(gè)固定的電壓基準(zhǔn)(圖1)，這個(gè)功能可能需要兩個(gè)輸入腳。本設(shè)計(jì)實(shí)例將ADC的架構(gòu)反過(guò)來(lái).無(wú)需額外管腳就能提供電壓基準(zhǔn)功能。

圖2中的監(jiān)控電路在微控制器中集成了一個(gè)ADC。轉(zhuǎn)換器用電池電壓作基準(zhǔn)電壓。工作原理與正常情況相反.此時(shí)是準(zhǔn)備用一個(gè)可變電壓基準(zhǔn)(電池電壓)測(cè)量一個(gè)固定電壓。對(duì)于一個(gè)8位轉(zhuǎn)換器.本例的結(jié)果是(1.18V/VBAT)×256。注意數(shù)值大表示電池電壓低。此外，可以將連接到基準(zhǔn)上的微控制器管腳用于其它用途。本例一般用第⑥腳作為對(duì)脈沖指示燈LED1的輸出。然而，簡(jiǎn)單地將端口方向修改為模擬輸入模式，就可以在不到0.1ms時(shí)間內(nèi)完成電池測(cè)量操作，包括穩(wěn)定、采樣與轉(zhuǎn)換。

使用了一只PIC12F683微控制器，為L(zhǎng)M4041提供1.25V電壓基準(zhǔn)。R1為基準(zhǔn)作偏置。R2確保微控制器的輸出可以上升到3V.在不損壞D1時(shí)導(dǎo)通晶體管Q1。電阻R3和R4保證晶體管在電池測(cè)量期間受到抑制。R2、R3和R4會(huì)引入一些衰減.必須考慮在內(nèi)。

圖3給出了增加一個(gè)恒定功率升壓電路的監(jiān)控器.微控制器的PWM(脈沖寬度調(diào)制)輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器。對(duì)于升壓器的恒定功率.所需占空比與ADC的轉(zhuǎn)換值呈線性相關(guān)。各種電池技術(shù)的放電特性各不相同。堿性電池有大容量，但開(kāi)路電壓在工作時(shí)會(huì)下降。開(kāi)路電路可以提供對(duì)電池電量的良好估計(jì)。不過(guò).堿性電池亦有內(nèi)部電阻.在提供大負(fù)載電流后會(huì)有一個(gè)恢復(fù)期。在低溫和低電量情況下.電阻會(huì)增加。為確定電池的狀態(tài)，可以在帶動(dòng)大電流負(fù)載前或緊跟在帶動(dòng)大電流負(fù)載后立即作測(cè)量。該方法可以同時(shí)對(duì)內(nèi)阻和電池電量作出估計(jì)。

注意：本文使用的器件是智能型PIC：?jiǎn)纹瑱C(jī)(PIC12F603)，即微控制器。因此文中所需的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM)，需要用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行需要參數(shù)的編程，再把程序燒寫(xiě)到芯片中，才能實(shí)現(xiàn)上述電路功能。文中僅提供一種思路。