低壓儲能和供電一體化裝置的製作方法

2023-08-01 12:12:41 1

本實用新型涉及電池供電設備領域，尤其涉及一種低壓儲能和供電一體化裝置。

背景技術：

目前，越來越多的戶外檢測儀器和設備都要求更高的可靠性和耐候性，尤其是戶外使用的儀器和設備，其中的電源管理尤其重要。特別在夏天高溫的戶外，電源部分幾乎是整機電流最大、溫度最高的部位。加上戶外使用不可避免震動和磕碰，對電路設計和元件的要求都非常嚴苛。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種低壓儲能和供電一體化裝置，可提供更高的可靠性和耐候性。

為實現本使用新型的目的提供了一種低壓儲能和供電一體化裝置，包括電池端接口、充電器接口、負載端接口，還包括分別與負載端接口連接的充電器識別及兼容電路、充電管理電路和輸出限壓電路，與輸出限壓電路連接的電池電壓比例跟隨電路，充電器接口分別與充電器識別及兼容電路、輸出限壓電路和負載端接口連接，充電器識別及兼容電路還分別與充電管理電路和輸出限壓電路連接，電池端接口分別與充電管理電路、電池電壓比例跟隨電路和輸出限壓電路連接。

優選地，該裝置還包括充電禁止電路，負載端接口的輸入信號通過充電禁止電路分別與充電器識別及兼容電路和充電管理電路連接。

優選地，所述充電器識別及兼容電路的輸入端與充電器接口正極連接，並且可輸入兩種及以上的直流電壓，充電器識別及兼容電路的輸出端與充電管理電路輸入端連接，並且其通過一第九二極體與輸出限壓電路輸入端連接。

優選地，所述充電管理電路輸入端還通過一第十一二極體與電池端接口正極連接，充電管理電路輸出端與電池端接口正極連接，充電管理電路輸出控制信號與輸出限壓電路連接。

優選地，所述輸出限壓電路包括第一晶片、第十二極體、第一三極體、第二十二電阻和第十五電阻，第一三極體的基極與充電管理電路輸出控制信號連接，第一三極體的發射極與充電器接口正極連接，第一三極體的集電極通過第二十二電阻與第一晶片控制端連接，第一晶片控制端還通過第十五電阻與電池電壓比例跟隨電路連接，輸出限壓電路輸入端通過第十二極體與電池端接口正極連接，並且其輸出端與負載端接口正極連接。

優選地，所述電池電壓比例跟隨電路通過一第五二極體與輸出限壓電路連接。

優選地，所述充電器接口正極通過一第一二極體與負載端接口正極連接。

與現有的技術相比，本實用新型的有益效果在於：

本實用新型通過識別充電器的供電條件，協調充電器供電和電池供電及充電之間的關係，可提供更高的可靠性和耐候性。

通過以下的描述並結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本實用新型的實施例。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路結構框圖；

圖2為本實用新型的電路結構示意圖；

圖3為本實用新型中充電器識別及兼容電路結構示意圖；

圖4為本實用新型中充電管理電路結構示意圖；

圖5為本實用新型中輸出限壓電路結構示意圖；

圖6為本實用新型中電池電壓比例跟隨電路結構示意圖；

圖7為本實用新型中充電禁止電路結構示意圖；

圖8為本實用新型中負載端接口結構示意圖；

圖9為本實用新型中充電器接口結構示意圖；

圖10為本實用新型中電池端接口結構示意圖。

具體實施方式

現在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。

如圖1、圖2所示，提供了一種低壓儲能和供電一體化裝置，包括電池端接口J3、充電器接口J2、負載端接口J1，還包括分別與負載端接口J1連接的充電器識別及兼容電路30、充電管理電路40和輸出限壓電路70，與輸出限壓電路70連接的電池電壓比例跟隨電路60，充電器接口J2分別與充電器識別及兼容電路30、輸出限壓電路70和負載端接口J1連接，充電器識別及兼容電路30還分別與充電管理電路40和輸出限壓電路70連接，電池端接口J3分別與充電管理電路40、電池電壓比例跟隨電路60和輸出限壓電路70連接。

如圖2、圖7、圖8所示，該裝置還包括充電禁止電路50，負載端接口J1的輸入信號通過充電禁止電路50分別與充電器識別及兼容電路30和充電管理電路40連接。

如圖2、圖3、圖9所示，充電器識別及兼容電路30的輸入端與充電器接口J2正極連接，並且可輸入三種直流電壓，充電器識別及兼容電路30的輸出端與充電管理電路40輸入端連接，並且其通過一第九二極體D9與輸出限壓電路70輸入端連接。

如圖2、圖4、圖10所示，充電管理電路40輸入端還通過一第十一二極體D11與電池端接口J3正極連接，充電管理電路40輸出端與電池端接口J3正極連接，充電管理電路40輸出控制信號與輸出限壓電路70連接。

如圖2、圖5、圖8所示，輸出限壓電路70包括第一晶片LT8611、第十二極體D10、第一三極體Q1、第二十二電阻R22和第十五電阻R15，第一三極體Q1的基極與充電管理電路40輸出控制信號連接，第一三極體Q1的發射極與充電器接口J2正極連接，第一三極體Q1的集電極通過第二十二電阻R22與第一晶片LT8611控制端連接，第一晶片LT8611控制端還通過第十五電阻R15與電池電壓比例跟隨電路60連接，輸出限壓電路70輸入端通過第十二極體D10與電池端接口J3正極連接，並且其輸出端與負載端接口J1正極連接。

如圖2、圖6所示，電池電壓比例跟隨電路60通過一第五二極體D5與輸出限壓電路70連接。

如圖2、圖8、圖9所示，充電器接口J2正極通過一第一二極體D1與負載端接口J1正極連接。

在本實施例中，充電器識別及兼容電路30、充電管理電路40、輸出限壓電路70和電池電壓比例跟隨電路60都採用戶外級和汽車級別可靠性的IC作為設計主要元件。

在本實施例中，充電器識別及兼容電路30接12V直流充電器，升壓輸出18V供給系統其他部分使用。

在本實施例中，充電管理電路40根據負載的用電情況，通過檢測輸入端的電壓來判斷充電器提供的功率是否有足夠的剩餘功率給電池充電，當負載需求的功率低時，充電器識別及兼容電路30輸出電壓高於15.4V時開始啟動充電，充電電流可根據負載用電情況在0.8-2A之間調節。

在本實施例中，輸出限壓電路70輸出電壓為13.8V，以滿足設備12V左右的供電需求。在充電器提供的功率足夠大時，充電管理電路40通過CHRG腳輸出信號控制三極體Q1的通斷來控制輸出限壓電路70，降低輸出限壓電路70輸出功率，讓充電器直接供電給負載並同時讓電池進行充電，減少控制輸出限壓電路70的發熱和使用頻率。

在本實施例中，當電池電壓過高的時候，負載端輸入的控制信號通過INHIBIT腳控制充電器識別及兼容電路30、充電管理電路40停止工作，讓電池單獨工作降低荷電量，提高電池的存放能力。

在本實施例中，當電池電量偏低電池電壓降低到約12V時，電池電壓比例跟隨電路60控制輸出限壓電路70降低輸出功率，從而減少控制輸出限壓電路70的發熱損耗，提高整個電路的壽命。

此外，本實用新型中充電器識別及兼容電路30還識別9V和15V直流電壓的充電器。

以上結合最佳實施例對本實用新型進行了描述，但本實用新型並不局限於以上揭示的實施例，而應當涵蓋各種根據本實用新型的本質進行的修改、等效組合。