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监测便携式 气体报警器     电池电量的“电池电压模拟剩余电量法”

便携式气体报警器     提供的功能越来越纷繁,用户日益需要准确地监测电池电量,以便灵活管理可用电源,明确显示剩余工作时间,尽可能延长系统运行的时间。现在大多数便携式气体报警器     采用的电量测量方法还比较简单,缺乏精确度。目前主流的检测方法 是简单测量电池电压,估算相对应的电池剩余电量。总电量除以4或5,也就是通常能在便携式气体报警器     屏幕上看见的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 度显然无法满足高精度要求的应用。  这种电压估测电量的方法通常如下:一块电池在放电的时候,电池的电压会随着电池电量的流失逐渐地下降。这样就可以得到一个比较简单而有效的对应关系,就是电压对应容量。通过电 池正常使用(比如100mA放电)的放电曲线 ,对时间进行4等分,以充 电限制电压为4.2V的锂电池为 例,可以列出这样一个对应关系,4.20V—100%,3.85V—75%,3.75V—50%,3.60V—25%,3.40V—5%(因为便携式气体报警器     不可能完全用光电池的电量,一般低于3.40V时就可能自 动关机了)。很显然, 这种精度最高只有25%。另外,电 池电压会随着RFPA的功率发射 发生突变,通常会变小0.2V-0.3V。如果一味 的使用电压模拟电量方法,就会误差更大。为了解决电池电压突然变小的测量问题,当前工程师们的普遍方法是利用软件算法进行均值滤波,对一段时间内的电池电压进行均值化,如果该时间段的平均电池电压确实下降了,则预 估电量确实变少了,否则即认为电量并未变化。

电池电压模 拟剩余电量的方法确实存在着缺陷,而通过库仑计实时监测电池消耗电量而计算剩余电量的方法则非常准确。Fairchild的FAN4010是这种应用 的典型器件。它是一颗电流检测传感器,专门用于检测便携式气体报警器     电池的充电 /耗电电流, 能将通过精密检测电阻的电流信号转换为ADC可以检测到 的电压信号,从而计算一段时间内消耗的真实电量。

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