CN104821634A - 带电量检测锂电池多路低压直流电源系统及采用该系统实现的电量检测方法 - Google Patents

Abstract

带电量检测锂电池多路低压直流电源系统及采用该系统实现的电量检测方法，属于多路低压直流电源领域。解决了现有电源装置输出电压的幅值单一，无法提供多路低压电源问题。它包括16V锂电池、采样电路、控制电路、显示屏、语音电路和多路低压直流电源处理电路；16V锂电池的电压信号输出端与采样电路的电压信号输入端和多路低压直流电源处理电路的电压信号输入端连接，多路低压直流电源处理电路用于对接收的电压信号进行处理获得±5V、±12V、+3.3V电源，采样电路的数据信号输出端与控制电路的数据信号输入端连接，控制电路的显示信号输出端与显示屏的显示信号输入端连接。它主要用于供电领域。

Description

带电量检测锂电池多路低压直流电源系统及采用该系统实现的电量检测方法

技术领域

本发明属于多路低压直流电源领域。

背景技术

电子设备给人们日常生活带来极大便利，所有的电子设备只有在电源电路的支持下才能正常工作。电子设备对电源电路的要求是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。

稳压电源是各种电子电路的动力源，被人誉为电路的心脏。人所皆知，所有用电设备，包括电子仪器仪表、家用电器等，对供电电压都有一定的要求。例如：有些电视机要求220V的电网电压变化不能超过±20％，即从198V到242V之间，如果超出这个范围，电视机就不能正常收看，甚至会因电压过高而烧坏电视机。至于精密电子仪器，对供电电压保持稳定不变的要求就更加严格。为解决用电设备要求供电稳定，而市电电网电压又难以保证的供求矛盾，人们便研制了各种各样的稳压电源。

在现代许多高科技电子产品中，一种电压值并不能满足需求，而许多产品却同时需要许多种不同的电压值，故多路电源在许多产品中都具有很高的作用。并且生活上许多产品的供电电压都是我们的安全电压以内，也就是36V以内，所以低压已经离不开我们的生活了，许多产品的能量来源也离不开低压直流电源了。所以基于锂电池的多路低压直流电源不仅给人们的生活带来了便捷，在许多领域上也具有很高的使用价值，如航天、船舶以及教学领域等都具有广泛的应用。

目前，在设计电子产品时通常采用电池供电。在使用电池供电时，电池的当前状态是用户所关心的，如手机、笔记本电脑等都能实时显示当前的电量状态。锂电池是整个灾害应急救生舱的能量来源，因此，电池余量的对实时监测就显得格外重要。

发明内容

本发明是为了解决现有电源装置输出电压的幅值单一，无法提供多路低压电源问题，本发明提供了一种带电量检测锂电池多路低压直流电源系统及采用该系统实现的电量检测方法。

带电量检测锂电池多路低压直流电源系统，它包括16V锂电池、采样电路、控制电路、显示屏、语音电路和多路低压直流电源处理电路；

显示屏采用LCD1286型液晶显示屏实现，

16V锂电池的电压信号输出端与采样电路的电压信号输入端和多路低压直流电源处理电路的电压信号输入端连接，多路低压直流电源处理电路用于对接收的电压信号进行处理获得±5V、±12V、+3.3V电源，

采样电路的数据信号输出端与控制电路的数据信号输入端连接，控制电路的显示信号输出端与显示屏的显示信号输入端连接，控制电路的语音信号输出端与语音电路的语音信号输入端连接；

多路低压直流电源处理电路包括开关电压调节器、降压转换器、开关电压电容转换器、变压器、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、电容C8、极性电容C9、二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压二极管D4和电感L1,

开关电压调节器采用LM2596型芯片实现，降压转换器采用LM2675型芯片实现，开关电压电容转换器采用LTC660型芯片实现，

电容C1的一端作为多路低压直流电源处理电路的电压信号输入端，

电容C1的另一端、开关电压调节器的3号和5号管脚同时接电源地，

开关电压调节器的2号管脚同时与二极管D1的阴极、变压器原边线圈的同名端连接，

二极管D1的阳极与电容C2的一端和电容C1的另一端同时接电源地，

开关电压调节器的4号管脚同时与电容C2的另一端、变压器原边线圈的异名端和开关电压电容转换器的8号管脚连接，

开关电压调节器的4号管脚作为+5V电源的输出端，

变压器副边线圈的异名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极同时与电容C3的一端、降压转换器的2号管脚和极性电容C7的正极连接，

变压器副边线圈的中央抽头同时与电容C3的另一端和电容C4的一端连接，变压器副边线圈的中央抽头接电源地，

变压器副边线圈的同名端接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接电容C4的另一端，

二极管D3的阳极作为-12V电源的输出端，

二极管D2的阴极作为-12V电源的输出端，

开关电压电容转换器的2号管脚接极性电容C5的正极，极性电容C5的负极接开关电压电容转换器的4号管脚，

开关电压电容转换器的3号管脚接极性电容C6的负极，开关电压电容转换器的3号管脚接电源地，

极性电容C6的正极接开关电压电容转换器的5号管脚，

开关电压电容转换器的6号管脚接电源地，

开关电压电容转换器的5号管脚作为-5V电源的输出端，

降压转换器的6号管脚同时与极性电容C7的负极、稳压二极管D4的正极和极性电容C9的负极连接，极性电容C9的负极接电源地，

降压转换器的8号管脚同时与稳压二极管D4的负极、电感L1的一端和电容C8的一端连接，

降压转换器的1号管脚与电容C8的另一端连接，

降压转换器的4号管脚与电感L1的另一端连接，

电感L1的另一端作为+3.3V电源的输出端。

所述的变压器的磁芯气隙为1.7mm，且变压器原边线圈的匝数为12匝，变压器原边线圈的直径为0.071mm，变压器副边线圈的匝数为30匝，变压器副边线圈的直径为0.112mm。

所述的控制电路包括主控制电路、电感L2和电感L3，

所述的主控制电路采用C8051F020型单片机实现，

所述的电感L2的一端作为控制电路的数据信号输入端，

电感L2的另一端同时与主控制电路的数据信号输入端和电感L3的一端连接，电感L3的另一端接电源地，

主控制电路的显示信号输出端作为控制电路的显示信号输出端，

主控制电路的语音信号输出端作为控制电路的语音信号输出端。

采用带电量检测锂电池多路低压直流电源系统实现的电量检测方法，该方法的具体过程为：

C8051F020型单片机内部嵌入有电池电量的拟合方程模块，

首先，C8051F020型单片机初始化，通过C8051F020型单片机对显示屏初始化，该C8051F020型单片机内部的A/D寄存器初始化，开启A/D寄存器，A/D寄存器等待采样电路输出的采样信号，A/D寄存器实时的等待采样信号，

当A/D寄存器接收到采样信号后，对该采样信号进行读取，并对采样信号进行A/D转换后，送入拟合方程模块进行拟合，将拟合结果输出至显示屏，通过显示屏进行显示，

当拟合结果的电量小于10％，通过语音电路对当前剩余电量进行语音播报，

当拟合结果的电量大于或等于10％时，完成本次采样信号的检测。

所述的采用带电量检测锂电池多路低压直流电源系统实现的电量检测方法，C8051F020型单片机初始化的具体流程为：

开始，禁止看门狗，允许交叉开关寄存器工作，对C8051F020型单片机的各I/O口进行配置，以及对其外部晶振进行配置，完成C8051F020型单片机的初始化。

本发明带来的有益效果是，基于锂电池的多路低压直流电源，还设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，使用单片机A/D采样其电池的电压，实现了对剩余电量的实时监测，并将测量数据传送至LCD12864液晶显示。该系统具有稳定性高、功耗低的特点。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统的原理示意图；

图2为具体实施方式一所述的多路低压直流电源处理电路的电路连接关系图；

图3为具体实施方式三所述的控制电路的电路连接关系图；

图4为具体实施方式四所述的采用带电量检测锂电池多路低压直流电源系统实现的电量检测方法的流程图；

图5为具体实施方式五所述的C8051F020型单片机初始化的流程图；

图6为±12V和+5V输出的电路连接图；

图7为输出3.3V的电路连接图；

图8为-5V输出的电路连接图；

图9为ADC0的初始化流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统，它包括16V锂电池1、采样电路2、控制电路3、显示屏4、语音电路5和多路低压直流电源处理电路6；

显示屏4采用LCD1286型液晶显示屏实现，

16V锂电池1的电压信号输出端与采样电路2的电压信号输入端和多路低压直流电源处理电路6的电压信号输入端连接，多路低压直流电源处理电路6用于对接收的电压信号进行处理获得±5V、±12V、+3.3V电源，

采样电路2的数据信号输出端与控制电路3的数据信号输入端连接，控制电路3的显示信号输出端与显示屏4的显示信号输入端连接，控制电路3的语音信号输出端与语音电路5的语音信号输入端连接；

多路低压直流电源处理电路6包括开关电压调节器U1、降压转换器U2、开关电压电容转换器U3、变压器U4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、电容C8、极性电容C9、二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压二极管D4和电感L1,

开关电压调节器U1采用LM2596型芯片实现，降压转换器U2采用LM2675型芯片实现，开关电压电容转换器U3采用LTC660型芯片实现，

电容C1的一端作为多路低压直流电源处理电路6的电压信号输入端，

电容C1的另一端、开关电压调节器U1的3号和5号管脚同时接电源地，

开关电压调节器U1的2号管脚同时与二极管D1的阴极、变压器U4原边线圈的同名端连接，

二极管D1的阳极与电容C2的一端和电容C1的另一端同时接电源地，

开关电压调节器U1的4号管脚同时与电容C2的另一端、变压器U4原边线圈的异名端和开关电压电容转换器U3的8号管脚连接，

开关电压调节器U1的4号管脚作为+5V电源的输出端，

变压器U4副边线圈的异名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极同时与电容C3的一端、降压转换器U2的2号管脚和极性电容C7的正极连接，

变压器U4副边线圈的中央抽头同时与电容C3的另一端和电容C4的一端连接，变压器U4副边线圈的中央抽头接电源地，

变压器U4副边线圈的同名端接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接电容C4的另一端，

二极管D3的阳极作为-12V电源的输出端，

二极管D2的阴极作为-12V电源的输出端，

开关电压电容转换器U3的2号管脚接极性电容C5的正极，极性电容C5的负极接开关电压电容转换器U3的4号管脚，

开关电压电容转换器U3的3号管脚接极性电容C6的负极，开关电压电容转换器U3的3号管脚接电源地，

极性电容C6的正极接开关电压电容转换器U3的5号管脚，

开关电压电容转换器U3的6号管脚接电源地，

开关电压电容转换器U3的5号管脚作为-5V电源的输出端，

降压转换器U2的6号管脚同时与极性电容C7的负极、稳压二极管D4的正极和极性电容C9的负极连接，极性电容C9的负极接电源地，

降压转换器U2的8号管脚同时与稳压二极管D4的负极、电感L1的一端和电容C8的一端连接，

降压转换器U2的1号管脚与电容C8的另一端连接，

降压转换器U2的4号管脚与电感L1的另一端连接，

电感L1的另一端作为+3.3V电源的输出端。

本实施方式中，±12V和+5V的输出，具体参见图6；3.3V电源的输出，具体参见图7；-5V电源的输出，具体参见图8。

图2中，在±12V输出的情况下，变压器U4和LM2596型芯片内部的开关管构成一个自激(或他激)式的间歇震荡器，从而把输入直流电压调制成一个高频脉冲电压。它能起到能量传递和转换作用。在反激电路中，当LM2596型芯片内部的开关管导通时,变压器把电能转换成磁场能储存起来，当开关管截止时则释放出来。此开关管是由LM2596芯片提供的。

任何电压经过变压器电磁电压转换后，输出的一定是交流电压，因此主回路必需串一个整流二极管进行整流，才能是单向脉动直流电压输出。

从图7所示电路中，该电路的输入为12V，输出为3.3V输出，LM2675芯片的外设电路与LM2596类似，只不过LM2675芯片的外设电路中的CB和Vsw之间多了升压电容，图7中的电容C8即为升压电容，该电容C8和稳压二极管D4构成了升压电路，通常用一个电容和一个二极管，电容存储电荷，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，升压电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用，本电路中CB的电压即为电容电压加上Vsw的输出电压，使用0.01μF，50V的陶瓷电容可是CB的电压达到12V，其目的是为了给LM2675内部开关管供电，使其充分接通。

从图8所示的-5V输出的电路连接图可知，LTC660使用时比较简单，仅需要两个电容即可完成-5V的输出。图中LVE的使用方式主要是与输入电压(即：LTC660芯片8号管脚接收的电压)进行比较，所以当输入电压低于3V时LVE连接GND，当输入电压高于3V时LVE可以连接GND或者悬空。当输入电压小于3V时，LTC660芯片内部的CLOSED WHENE这个开关就会断开，而LTC660芯片内部的SOC这部分需要接GND，所以LVE必须接GND时，SOC这部分才会连接到GND。当输入电压大于3V时，CLOSED WHENE这个开关就会闭合，SOC这部分的GND会直接与芯片的GND脚连接，所以LVE可以接地，也可以悬空。

电容C5是该芯片外部必接的电容，其目的是为了确保电流流过芯片内部双极开关的流向是单向的，电容C6主要是为了滤波和抑制纹波的作用。

电源的纹波抑制主要是根据输出电容耐压值，电解电容的耐压至少应是输出电压的1.5倍，为了得到纹波更低的输出电压，需要更高耐压值的电容器。例如:当输出为5V时，选用的电解电容为220μF/10V时，则输出电容的耐压值至少为7.5V或者比这个值更高。但是，即使在低等效电阻下和开关级，220μF/10V的铝电解电容也会产生大约225Ω的等效阻抗，这么大的等效电阻会在输出端产生相对高的输出纹波电压。要把纹波电压降到输出电压的1％或更低，就需要选择一个耐压(低等效电阻的)更高或容值更高的电容。一个16V或25V的电容几乎可以把纹波电压降到原来的一半。所以，在选择输出电容时应选用耐压较高的电容，这样才能更有效的抑制纹波。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统的区别在于，所述的变压器的磁芯气隙为1.7mm，且变压器U4原边线圈的匝数为12匝，变压器U4原边线圈的直径为0.071mm，变压器U4副边线圈的匝数为30匝，变压器U4副边线圈的直径为0.112mm。

本实施方式，变压器设计指标包括：输入电压、输出电压、输出电流、效率η、工作频率f、最大导通占空比Dmax、及最大工作磁通密度Bmax。

图6中，±12V电源输出电路的输出总功率为1.2W，采用反激式开关电源，共有两路输出电压，输出电压为±12V/50mA；输入电压V_in为5V；效率η取0.85；工作频率在50kHz；最大导通占空比Dmax＝0.5。

1.计算输入功率、输入电压、输入电流和峰值电流

+5V电源输出总功率Pout等于变压器副边绕组输出功率的代数和，V_on、I_on分别表示第n个二次绕组的输出电压、电流，n为正整数。

P_out＝V_o1I_o1+V_o2I_o2+V_o3I_o3+...+V_onI_on   (2-1)，

所以由公式(2-1)可以计算出变压器的输出功率为：

P_out＝2×12×0.05＝1.2W   (2-2)，

对于变压器原边绕组的输入功率，原边绕组的功率不等于副边绕组的总功率，因为考虑到变压器中有损耗，所以原边绕组的功率P_in应该为：

$P_{\mathrm{in}}=\frac{P_{\mathrm{out}}}{\mathrm{\η}}=\frac{1.2}{0.85}=1.42W---(2-3),$

计算变压器平均输入电流I_in为：

$I_{\mathrm{in}}=\frac{P_{\mathrm{in}}}{V_{\mathrm{in}}}=\frac{1.42}{5}=284\mathrm{mA}---(2-4),$

估算变压器峰值电流I_pk为：

$I_{\mathrm{pk}}=\frac{{\mathrm{KP}}_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}}=\frac{5.5\×1.2}{5}=1.32A---(2-5),$

其中：K＝5.5(反激电路)

2.计算原边绕组电感最小值

$L_{\mathrm{pri}}=\frac{V_{\mathrm{in}}{D}_{\max }}{I_{\mathrm{pk}}f}=\frac{5\×0.5}{2\×50\×{10}^3}=25\mathrm{\μH}---(2-6),$

3.计算磁芯气隙

反激变压器的设计必须引入磁芯气隙，否则就会造成磁芯饱和。磁芯饱和就会引起初级线圈电感量急剧下降，对电流的阻碍作用减小，造成电流突变，烧毁器件。因而需要在磁回路加入适当的气隙，根据公式2-6可计算磁芯气隙：

$L_{\mathrm{gap}}=\frac{0.4\mathrm{\π}{L}_{\mathrm{pri}}*I_{\mathrm{pk}}*{10}^8}{A_e*B_{\max }^2}=\frac{0.4\×3.14\×25\×{10}^{-6}\×1.32\×{10}^8}{0.6\×{2000}^2}=1.7\mathrm{mm}---(2-7)$

其中，Ae为磁芯的有效截面积，单位为0.6cm²，Bmax为最大磁通密度，主要根据磁芯的材料来选择的，单位为T。

4.计算原边绕组所需匝数N₀

$N_0=\sqrt{\frac{L_{\mathrm{pri}}}{A_L}}=\sqrt{\frac{25\×{10}^{-6}}{2100\×{10}^{-9}}}=11.9---(2-8)$

因为计算结果为11.9，为了方便制作所以取12匝。其中，A_L为电感系数，取值为2100nH/N²。

5.计算二次绕组所需匝数N₁

$N_1=\frac{N_0(V_{01}+V_{D1})(1-D_{\max })}{V_{\mathrm{in}}{D}_{\max }}=\frac{12\×(12+0.2)\×(1-0.5)}{5\×0.5}=29.3---(2-9)$

取30匝，V_D1表示该绕组所串联的二极管上的压降。

6.导线直径

原边绕组的直径为：

$d_1=1.13\sqrt{\frac{I_{\mathrm{in}}}{J}}=1.13\sqrt{\frac{0.284}{4}}=0.071\mathrm{mm}---(2-10),$

副边绕组的直径为：

$d_1=1.13\sqrt{\frac{I_{\mathrm{in}}}{J}}=1.13\sqrt{\frac{0.05}{4}}=0.112\mathrm{mm}---(2-11),$

其中，J为电流密度，一般J＝4A/mm²

至此，可根据以上参数设计出本系统想要的反激变压器，可得出±12V的输出，另外，在以上介绍的过程中，磁芯的有效截面积Ae、最大磁通密度Bmax和电感系数A_L三个参数可根据磁芯参数表查得。

具体实施方式三：参见图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统的区别在于，所述的控制电路3包括主控制电路、电感L2和电感L3，

所述的主控制电路采用C8051F020型单片机实现，

所述的电感L2的一端作为控制电路3的数据信号输入端，

电感L2的另一端同时与主控制电路的数据信号输入端和电感L3的一端连接，电感L3的另一端接电源地，

主控制电路的显示信号输出端作为控制电路3的显示信号输出端，

主控制电路的语音信号输出端作为控制电路3的语音信号输出端。

本实施方式，由于C8051F020单片机的A/D采样电压为一般不能超过2.5V，而电池的电压为16V，所以要加一个分压电路，分担一定电压，使其采样端的电压为3V以下，让系统更安全。

当电池电量为满电时，其电压为16.8V，而设计的分压电路的分压为原来的1/8.5，所以单片机所采样的最大电压约为2V，当电池电压下降时，所采样的电压也会下将，从而判断电池剩余电量。

具体实施方式四：参见图4说明本实施方式，采用具体实施方式三所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统实现的电量检测方法，该方法的具体过程为：

C8051F020型单片机内部嵌入有电池电量的拟合方程模块，

首先，C8051F020型单片机初始化，通过C8051F020型单片机对显示屏4初始化，该C8051F020型单片机内部的A/D寄存器初始化，开启A/D寄存器，A/D寄存器等待采样电路2输出的采样信号，A/D寄存器实时的等待采样信号，

当A/D寄存器接收到采样信号后，对该采样信号进行读取，并对采样信号进行A/D转换后，送入拟合方程模块进行拟合，将拟合结果输出至显示屏4，通过显示屏4进行显示，

当拟合结果的电量小于10％，通过语音电路5对当前剩余电量进行语音播报，

当拟合结果的电量大于或等于10％时，完成本次采样信号的检测。

本实施方式中，在本设计中控制LCD12964屏幕的是C8051F020单片机，所以要想让屏幕显示字符就先对单片机进行初始化，其次就是对屏幕初始化，然后就可以在主函数中编写想要显示的字符。

C8051F020型单片机内部的A/D寄存器初始化过程中，C8051F020的ADC0子系统就是一个100ksps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC，它包括一个9通道的可编程模拟多路选择器(AMUX0)，一个可编程增益放大器(PGA0)和一个100kps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC，ADC中集成了跟踪保持电路和可编程窗口检测器。AMUX0、PGA0、数据转换方式及窗口检测器都可用软件通过特殊功能寄存器来控制。只有当ADC0控制寄存器中的AD0EN位被置1时ADC0子系统(ADC0、跟踪保持器和PGA0)才被允许工作。当AD0EN位为0时，ADC0子系统处于低功耗关断方式。ADC0的初始化流程图如图9所示。

具体实施方式五本实施方式与具体实施方式四所述的采用带电量检测锂电池多路低压直流电源系统实现的电量检测方法的区别在于，C8051F020型单片机初始化的具体流程为：

开始，禁止看门狗，允许交叉开关寄存器工作，对C8051F020型单片机的各I/O口进行配置，以及对其外部晶振进行配置，完成C8051F020型单片机的初始化。

Claims (5)

1.带电量检测锂电池多路低压直流电源系统，其特征在于，它包括16V锂电池(1)、采样电路(2)、控制电路(3)、显示屏(4)、语音电路(5)和多路低压直流电源处理电路(6)；

显示屏(4)采用LCD1286型液晶显示屏实现，

16V锂电池(1)的电压信号输出端与采样电路(2)的电压信号输入端和多路低压直流电源处理电路(6)的电压信号输入端连接，多路低压直流电源处理电路(6)用于对接收的电压信号进行处理获得±5V、±12V、+3.3V电源，

采样电路(2)的数据信号输出端与控制电路(3)的数据信号输入端连接，控制电路(3)的显示信号输出端与显示屏(4)的显示信号输入端连接，控制电路(3)的语音信号输出端与语音电路(5)的语音信号输入端连接；

多路低压直流电源处理电路(6)包括开关电压调节器(U1)、降压转换器(U2)、开关电压电容转换器(U3)、变压器(U4)、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、电容C8、极性电容C9、二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压二极管D4和电感L1,

开关电压调节器(U1)采用LM2596型芯片实现，降压转换器(U2)采用LM2675型芯片实现，开关电压电容转换器(U3)采用LTC660型芯片实现，

电容C1的一端作为多路低压直流电源处理电路(6)的电压信号输入端，

电容C1的另一端、开关电压调节器(U1)的3号和5号管脚同时接电源地，

开关电压调节器(U1)的2号管脚同时与二极管D1的阴极、变压器(U4)原边线圈的同名端连接，

二极管D1的阳极与电容C2的一端和电容C1的另一端同时接电源地，

开关电压调节器(U1)的4号管脚同时与电容C2的另一端、变压器(U4)原边线圈的异名端和开关电压电容转换器(U3)的8号管脚连接，

开关电压调节器(U1)的4号管脚作为+5V电源的输出端，

变压器(U4)副边线圈的异名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极同时与电容C3的一端、降压转换器(U2)的2号管脚和极性电容C7的正极连接，

变压器(U4)副边线圈的中央抽头同时与电容C3的另一端和电容C4的一端连接，变压器(U4)副边线圈的中央抽头接电源地，

变压器(U4)副边线圈的同名端接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接电容C4的另一端，

二极管D3的阳极作为-12V电源的输出端，

二极管D2的阴极作为-12V电源的输出端，

开关电压电容转换器(U3)的2号管脚接极性电容C5的正极，极性电容C5的负极接开关电压电容转换器(U3)的4号管脚，

开关电压电容转换器(U3)的3号管脚接极性电容C6的负极，开关电压电容转换器(U3)的3号管脚接电源地，

极性电容C6的正极接开关电压电容转换器(U3)的5号管脚，

开关电压电容转换器(U3)的6号管脚接电源地，

开关电压电容转换器(U3)的5号管脚作为-5V电源的输出端，

降压转换器(U2)的6号管脚同时与极性电容C7的负极、稳压二极管D4的正极和极性电容C9的负极连接，极性电容C9的负极接电源地，

降压转换器(U2)的8号管脚同时与稳压二极管D4的负极、电感L1的一端和电容C8的一端连接，

降压转换器(U2)的1号管脚与电容C8的另一端连接，

降压转换器(U2)的4号管脚与电感L1的另一端连接，

电感L1的另一端作为+3.3V电源的输出端。

2.根据权利要求1所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统，其特征在于，所述的变压器的磁芯气隙为1.7mm，且变压器(U4)原边线圈的匝数为12匝，变压器(U4)原边线圈的直径为0.071mm，变压器(U4)副边线圈的匝数为30匝，变压器(U4)副边线圈的直径为0.112mm。

3.根据权利要求1所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统，其特征在于，所述的控制电路(3)包括主控制电路、电感L2和电感L3，

所述的主控制电路采用C8051F020型单片机实现，

所述的电感L2的一端作为控制电路(3)的数据信号输入端，

电感L2的另一端同时与主控制电路的数据信号输入端和电感L3的一端连接，电感L3的另一端接电源地，

主控制电路的显示信号输出端作为控制电路(3)的显示信号输出端，

主控制电路的语音信号输出端作为控制电路(3)的语音信号输出端。

4.采用权利要求3所述的带电量检测锂电池多路低压直流电源系统实现的电量检测方法，其特征在于，该方法的具体过程为：

C8051F020型单片机内部嵌入有电池电量的拟合方程模块，

首先，C8051F020型单片机初始化，通过C8051F020型单片机对显示屏(4)初始化，该C8051F020型单片机内部的A/D寄存器初始化，开启A/D寄存器，A/D寄存器等待采样电路(2)输出的采样信号，A/D寄存器实时的等待采样信号，

当A/D寄存器接收到采样信号后，对该采样信号进行读取，并对采样信号进行A/D转换后，送入拟合方程模块进行拟合，将拟合结果输出至显示屏(4)，通过显示屏(4)进行显示，

当拟合结果的电量小于10％，通过语音电路(5)对当前剩余电量进行语音播报，

当拟合结果的电量大于或等于10％时，完成本次采样信号的检测。

5.根据权利要求4所述的采用带电量检测锂电池多路低压直流电源系统实现的电量检测方法，其特征在于，C8051F020型单片机初始化的具体流程为：

开始，禁止看门狗，允许交叉开关寄存器工作，对C8051F020型单片机的各I/O口进行配置，以及对其外部晶振进行配置，完成C8051F020型单片机的初始化。