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監(jiān)測(cè)便攜式氣體報(bào)警器電池電量的“電池電壓模擬剩余電量法” |
便攜式氣體報(bào)警器提供的功能越來(lái)越紛繁,用戶日益需要準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)電池電量,以便靈活管理可用電源,明確顯示剩余工作時(shí)間,盡可能延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間,F(xiàn)在大多數(shù)便攜式氣體報(bào)警器采用的電量測(cè)量方法還比較簡(jiǎn)單,缺乏精確度。目前主流的檢測(cè)方法是簡(jiǎn)單測(cè)量電池電壓,估算相對(duì)應(yīng)的電池剩余電量。總電量除以4或5,也就是通常能在便攜式氣體報(bào)警器屏幕上看見(jiàn)的4格或者5格的電量Bar,所以每格的精確度即是25%或者20%,這樣的精度顯然無(wú)法滿足高精度要求的應(yīng)用! ∵@種電壓估測(cè)電量的方法通常如下:一塊電池在放電的時(shí)候,電池的電壓會(huì)隨著電池電量的流失逐漸地下降。這樣就可以得到一個(gè)比較簡(jiǎn)單而有效的對(duì)應(yīng)關(guān)系,就是電壓對(duì)應(yīng)容量。通過(guò)電池正常使用(比如100mA放電)的放電曲線,對(duì)時(shí)間進(jìn)行4等分,以充電限制電壓為4.2V的鋰電池為例,可以列出這樣一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,4.20V—100%,3.85V—75%,3.75V—50%,3.60V—25%,3.40V—5%(因?yàn)楸銛y式氣體報(bào)警器不可能完全用光電池的電量,一般低于3.40V時(shí)就可能自動(dòng)關(guān)機(jī)了)。很顯然,這種精度最高只有25%。另外,電池電壓會(huì)隨著RFPA的功率發(fā)射發(fā)生突變,通常會(huì)變小0.2V-0.3V。如果一味的使用電壓模擬電量方法,就會(huì)誤差更大。為了解決電池電壓突然變小的測(cè)量問(wèn)題,當(dāng)前工程師們的普遍方法是利用軟件算法進(jìn)行均值濾波,對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的電池電壓進(jìn)行均值化,如果該時(shí)間段的平均電池電壓確實(shí)下降了,則預(yù)估電量確實(shí)變少了,否則即認(rèn)為電量并未變化。
電池電壓模擬剩余電量的方法確實(shí)存在著缺陷,而通過(guò)庫(kù)侖計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池消耗電量而計(jì)算剩余電量的方法則非常準(zhǔn)確。Fairchild的FAN4010是這種應(yīng)用的典型器件。它是一顆電流檢測(cè)傳感器,專門用于檢測(cè)便攜式氣體報(bào)警器電池的充電/耗電電流,能將通過(guò)精密檢測(cè)電阻的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為ADC可以檢測(cè)到的電壓信號(hào),從而計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)消耗的真實(shí)電量。
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