准确测量便携式设备电池剩余电量的方法

本文摘要：一、前言 用于便携式电子产品，期望需要随时告诉电池的剩下电量，所能持续的工作时间，并且据此调节涉及应用于，这毫无疑问将是一个十分便利的事情，特别是在合适用于智能手机的商务人士。电池电量检测技术在笔记本电脑中早已屡见不鲜，多数笔记本电脑都有电源管理的选项，获取有所不同的电源工作模式以及电池报警功能。 但是在更为小型化的便携产品市场，这一技术却还不多见。

一、前言　　用于便携式电子产品，期望需要随时告诉电池的剩下电量，所能持续的工作时间，并且据此调节涉及应用于，这毫无疑问将是一个十分便利的事情，特别是在合适用于智能手机的商务人士。电池电量检测技术在笔记本电脑中早已屡见不鲜，多数笔记本电脑都有电源管理的选项，获取有所不同的电源工作模式以及电池报警功能。

但是在更为小型化的便携产品市场，这一技术却还不多见。　　便携式产品获取的功能更加纷繁，用户日益必须精确地监测电池电量，以便灵活性管理能用电源，具体表明剩下工作时间，尽量缩短系统运营的时间。

现在大多数手机使用的电量测量方法还比较简单，缺少精确度。目前主流的检测方法是非常简单测量电池电压，估计比较不应的电池剩下电量。总电量除以4或5，也就是一般来说能在手机屏幕上看到的4格或者5格的电量Bar，所以每格的精确度即是25%或者20%，这样的精度似乎无法符合高精度拒绝的应用于。　　这种电压量度电量的方法一般来说如下：一块电池在静电的时候，电池的电压不会随着电池电量的萎缩渐渐地上升。

这样就可以获得一个比较简单而有效地的对应关系，就是电压对应容量。通过电池长时间用于（比如100mA静电）的静电曲线，对时间展开4等分，以电池容许电压为4.2V的锂电池为事例，可以所列这样一个对应关系，4.20V100%，3.85V75%，3.75V50%，3.60V25%，3.40V5%（因为手机不有可能几乎用光电池的电量，一般高于3.40V时就有可能自动关机了）。很似乎，这种精度最低只有25%。

另外，电池电压不会随着RFPA的功率升空再次发生变异，一般来说不会变大0.2V-0.3V。如果一味的用于电压仿真电量方法，就不会误差更大。为了解决问题电池电压忽然变大的测量问题，当前工程师们的广泛方法是利用软件算法展开均值滤波，对一段时间内的电池电压展开均值化，如果该时间段的平均值电池电压显然上升了，则预估电量显然变低了，否则即指出电量未变化。

　　电池电压仿真剩下电量的方法显然不存在着缺失，而通过库仑计动态监测电池消耗电量而计算出来剩下电量的方法则十分精确。Fairchild的FAN4010是这种应用于的典型器件。它是一颗电流检测传感器，专门用作检测便携式设备电池的电池/耗电量电流，能将通过仪器检测电阻的电流信号切换为ADC可以检测到的电压信号，从而计算出来一段时间内消耗的现实电量。

　　二、硬件电路的典型设计　　为了符合高精度的电池电量监测市场需求，FAN4010另加适合的应用于电路并再加特定的软件控制算法，就需要很好的超过拒绝。如图1是FAN4010的典型应用于框图。外围只必须两个电阻Rsense、Rout即包含高精度的缩放电路。

如图2是内部结构原理示意图，所以不存在Vsense=I_load*Rsense，Vout=0.01*Vsense*Rout，由此两关系式可以等到I_load=100*Vout/（Rout*Rsense），所以只要用ADC监测Vout上的电压，再行除以未知的电阻值Rout和Rsense，就可以获得精确的阻抗消耗电流，而电流对时间展开分数，　　　　即可以超过所消耗的电量精确值。用总电量乘以精确的电量消耗值，才可获得精确的剩下电量。电池电路，则同理。

　　　　图1FAN4010的应用于框图　　　　图2FAN4010的内部结构原理示意图　　FAN4010的典型应用于图以及Rsense、Rout的选值拒绝如下。其中图3为电池的电池电路，图4为电池的静电电路。

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