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。此時重要的是監(jiān)控電池電壓，以確保系統(tǒng)完整性。本設計實例中的電路通過調(diào)整一個升壓轉(zhuǎn)換器的占空比.保持對一個白光LED顯示背光的恒定供電。但是，一只ADC通常需要一個固定的電壓基準(圖1)，這個功能可能需要兩個輸入腳。本設計實例將ADC的架構反過來.無需額外管腳就能提供電壓基準功能。

圖2中的監(jiān)控電路在微控制器中集成了一個ADC。轉(zhuǎn)換器用電池電壓作基準電壓。工作原理與正常情況相反.此時是準備用一個可變電壓基準(電池電壓)測量一個固定電壓。對于一個8位轉(zhuǎn)換器.本例的結果是(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腳作為對脈沖指示燈LED1的輸出。然而，簡單地將端口方向修改為模擬輸入模式，就可以在不到0.1ms時間內(nèi)完成電池測量操作，包括穩(wěn)定、采樣與轉(zhuǎn)換。

使用了一只PIC12F683微控制器，為LM4041提供1.25V電壓基準。R1為基準作偏置。R2確保微控制器的輸出可以上升到3V.在不損壞D1時導通晶體管Q1。電阻R3和R4保證晶體管在電池測量期間受到抑制。R2、R3和R4會引入一些衰減.必須考慮在內(nèi)。

圖3給出了增加一個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)動轉(zhuǎn)換器。對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。各種電池技術的放電特性各不相同。堿性電池有大容量，但開路電壓在工作時會下降。開路電路可以提供對電池電量的良好估計。不過.堿性電池亦有內(nèi)部電阻.在提供大負載電流后會有一個恢復期。在低溫和低電量情況下.電阻會增加。為確定電池的狀態(tài)，可以在帶動大電流負載前或緊跟在帶動大電流負載后立即作測量。該方法可以同時對內(nèi)阻和電池電量作出估計。

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