[发明专利]电源的电压状态检测电路及方法

说明书

本发明有关于一检测电路，特别是一种电源的电压状态检测电路及方法，主要藉由检测电容放电时间的长短，进而判断所欲量测电源的电压值是否处于电压过低的状态。

电路装置的电源或是一电池的电容量状态，目前是否处于饱满状态的检测方法，为电学技术领域的一基本技术，尤其近年来，无线(wireless)电设备被广泛地利用及商品化，例如行动电话或无线键盘，对于电池的使用，成为必然提供电源的对象。当使用者利用电池作为无线电器设备的电源时，则检测电池的电量是否已用尽，为一重要的功能，藉以提醒使用者更换电池，所以电池的相关低电压检测电路，随之孕育而生。

目前，从国外进口的CMOS电源低电压检测器，所能检测的电压精确度为0.1v，其缺点为CMOS元件必须消耗1～2MA(3V)的电流，而价格昂贵，因此有待提出一成本低廉并易实施的技术。

相关的现有技术，如美国专利第5，838，173号的“系统中低电压的检测方法及装置”，其是藉由一振荡器9连接一低电压检测信号产生器19组成。其原理为振荡器可产生一脉冲数与电压源电压成比例的方波(rectangrlar waveform)，再藉由低电压检测信号产生器19中所使用的计数暂存器(counter register)29计数脉冲数目，当电压源Vcc越大时，则在一定时段内的脉冲数增加，频率亦随之增加，之后，藉由比较参考电压(reference value)的大小，即可得知目前电压源的电压。

前述现有低电压测电路专利案的缺点，主要是整体电路在不执行检测操作时，仍然有相当的电流被无谓地消耗掉。另外，该现有技术的电路运用连接方式，因元件使用增多，所以制作成本将会随之增加，有待加以改善。

本发明的主要目的在于提供一用以检测电源的电能是否耗尽的低电压检测电路，可量测电压过低的状态，而能以一较为简化的电路即可检测出电源的低电压状态，节省电路本身的成本。

本发明的另一目的在于提供一种耗电少的低电压检测电路，能够于电路不操作的状态时，不会消耗多余的电流，可节省电源。

为达到上述目的本发明采取如下措施：

本发明的技术特征，主要是藉由一电容的放电时间计算公式而推知，如下列所示公式(1)：

V(t)=V_be^-t/RC           (1)

其中V_b代表所量测的电池电源的电压，V(t)则是放电过程中电容的电压值，其中V(t)如果放电至一定电压V_a时，其中电阻与电容皆为固定值，则放电过程所花的时间t如公式(2)所示：

本发明利用上述原理，检测电池的电压值，例如在3.2V至2.7V左右时，能发出一信号藉以通知使用者，或为点亮一发光二极管LED，通知使用者该更换电源了。

本发明采取如下具体结构及方法：

本发明的电源的电压状态检测电路，其特征在于：包括：

一切换控制模组；

一充放电模组，其与切换控制模组相连接；

一放电电压检测模组，其与充放电模组连接；

一具有一计时器的控制模组，其分别与切换控制模组及充放电电压检测模组连接；

控制模组输出一第一控制信号至切换控制模组，使充电模组执行充电步骤；于预定期间后，控制模组启动计时器并输出一第二控制信号至切换控制模组，使充放电模组开始执行放电步骤；当充放电模组放电至一第一预定电压时，放电电压检测模组输出一第一信号至控制模组，控制模组则停止计时器计时，并产生一计时结果；然后，以计时结果判定电源装置的电压状态。

本发明的电压状态检测方法，包括下列步骤：

(a)对一电容器充电，产生与待测电源相等的电压；

(b)将电容器接地放电，同时启动一计时器；

(c)当电容器放电至一第一预定电压时，停止计时；

(d)比较计时器所示的计数值，当计时结果达到一预订值时，发出一信号。

附图简要说明：

图1为现有技术的低电压检测方法与装置的电路图。

图2为本发明第一实施例的电路图。

图3为本发明第二实施例的电路图。

图4为本发明第二实施例中S2、L3接点以及一时脉信号的波形示意图。

图5为本发明第三实施例的电路方块图。

图6为本发明第四实施例的电路方块图。

结合附图及实施例对本发明的具体结构特征详细说明如下：