電池容量計(jì)的一種實(shí)現(xiàn)方法

3.3壓頻轉(zhuǎn)換器

　　壓頻轉(zhuǎn)換器是電池容量計(jì)的核心部分，負(fù)責(zé)將放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，它的線性度和精度直接影響到整機(jī)。實(shí)現(xiàn)壓頻轉(zhuǎn)換的方法也有很多種。從形式上看，有分立元件和專用集成芯片兩種形式，一般的分立元件精度、體積、調(diào)整復(fù)雜程度均高于集成芯片，但其價(jià)格較低，而專用芯片在線性度、電壓穩(wěn)定度、精度等指標(biāo)相對(duì)可接受的價(jià)格而言有所降低。我們考慮到體積和充放電全程跟蹤及性能價(jià)格比的問題，選擇了VFC32為電壓頻率轉(zhuǎn)換器件，該器件較好的線性度為全程跟蹤精度提供了保證，并以較少的元件使體積縮小，電路原理見圖3。

圖3壓頻轉(zhuǎn)換器原理圖

3.4可逆計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器部分全部采用CMOS電路，一是功耗低，這對(duì)依靠電池本身供電顯得極為重要；二是其電平與運(yùn)放電平匹配，并使顯示范圍增大。見圖4。

圖4可逆計(jì)數(shù)器原理圖

　　采用了14級(jí)脈沖進(jìn)位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4020一片，4位可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4516二片，構(gòu)成21級(jí)計(jì)數(shù)器。其中高7位計(jì)數(shù)器數(shù)值有效作為計(jì)數(shù)值并輸出，而低14位則僅用來(lái)計(jì)數(shù)并不用作輸出，且4020是單向計(jì)數(shù)，無(wú)減法功能。

　　此種設(shè)計(jì)有兩大優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）4020是高集成度的計(jì)數(shù)器，可代替3片半4516來(lái)使用，這樣大大縮小了體積。

　?。?）當(dāng)作加法時(shí)，4020可精確到最低位；作減法時(shí)，誤差為低十四位，但這個(gè)十四位也是一次性的最大誤差，無(wú)累加性，因?yàn)殡娐飞喜捎昧水惒?、同步?jì)數(shù)混用的方法。當(dāng)減去14個(gè)數(shù)（雖然4020是加），4020輸出異步脈沖4516減1，如同作真正減法一樣，而4020的數(shù)值是不能輸出的，這使得結(jié)果十分精確。

3.5控制電路

　　該部分包含有預(yù)置電路、防溢出電路、計(jì)數(shù)方向控制電路。

　　本樣機(jī)為適用范圍寬，在計(jì)數(shù)器的預(yù)置和控制電路上均增加了撥動(dòng)開關(guān)，這樣可以通過撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置計(jì)數(shù)部分初值和終值，可達(dá)到檢測(cè)使用已知電池電容的目的，比較方便。

　　同時(shí)為防計(jì)數(shù)器雙向溢出，分別設(shè)置防溢出電路，使計(jì)數(shù)器計(jì)到零和滿值時(shí)均不再計(jì)數(shù)，以防錯(cuò)誤。

　　通過對(duì)電流流向的比對(duì)，輸出脈沖控制可逆計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，構(gòu)成方向控制電路。

3.6顯示

　　顯示有數(shù)字式、指針式兩種方式。為保證直觀的顯示，同時(shí)盡可能沿用普通汽車的儀表，仍采用汽車上原有指示電池電壓的電壓表。而在電壓表上設(shè)置一個(gè)開關(guān)，通過它來(lái)切換電壓、容量的指示，這樣較為方便。

　　這需要將計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為電壓。顯然用D/A轉(zhuǎn)換是可以的，但電路復(fù)雜程度上升，成本也有所提高。故為了簡(jiǎn)化電路我們僅借用D/A轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的思想，利用權(quán)電阻T形網(wǎng)絡(luò)將4516的7位數(shù)值變換成模擬量輸出，推動(dòng)電壓表指示，見圖5。

圖5 顯示電路原理圖