一種基於鎳氫電池的低功耗保護電路的製作方法

2024-03-23 22:57:05

本發明涉及一種保護電路，涉及一種基於鎳氫電池的低功耗保護電路。

背景技術：

鎳氫電池是具有使用壽命長，無汙染的特點，世界鎳氫電池主要由中國和日本企業生產，佔全球產量的95％以上。鎳氫電池是繼鎳鎘電池之後的新一代高能二次電池。鎳氫電池作為動力在汽車和電動工具方面有很重要的應用。其最大優點是高速放電能力強。

鎳氫電池有其優點，當然也有其缺點，如果出現過放電現象，放電以後電壓過低將會極大地降低其使用壽命，甚至損壞。

目前中國專利cn201320165833.4公開了一種低功耗鎳氫電池保護電路電源接入電路、充電電壓採集比較電路、充電電路、充電電壓轉換電路、充電控制開關電路、電池、放電電路、放電電壓採集比較電路、放電電壓轉換電路、放電控制開關電路、負載接入電路，電源接入電路、充電電壓採集比較電路、充電控制開關電路、充電電路、電池接入電路依次相連；充電電壓轉換電路與電源接入電路、充電電壓採集比較電路相連，將電源電壓轉換後作為充電電壓採集比較電路的參考電壓；充電電路與充電電壓採集比較電路相連，將充電電壓取樣後輸入充電電壓採集比較電路做比較；電池、放電電壓採集比較電路、放電控制開關電路、負載接入電路依次相連；電壓轉換電路與電池、放電電壓採集比較電路相連，對電池電壓進行轉換、取樣後輸入放電電壓採集比較電路做比較。

在長期的實踐中，也發現無論採用什麼方式的保護電路，只要採用保護電路，保護電路將始終處於待命工作狀態，在電池未及時充電的情況下，保護電路仍將消耗其電能；特別是電池容量不大的時將容易造成鎳氫電池的過放電情況，從而影響電池壽命、損壞電池。

技術實現要素：

本發明的目的在於，提供一種保護電池，避免過放且可延長其使用壽命的基於鎳氫電池的低功耗保護電路。

發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種基於鎳氫電池的低功耗保護電路，包括插座、三端穩壓器、mos管、三極體和低功耗四通道電壓檢測晶片；所述插座包括第一插座、第二插座、第三插座；所述三極體包括第一三極體；所述低功耗四通道電壓檢測晶片的4腳和第一三極體的基極連接，第一三極體的發射極與mos管的控制極相連，所述mos管的漏、源極間通過第三插座接復位開關，所述mos管的源極和低功耗四通道電壓檢測晶片依次相連，所述第一插座分別與mos管的源極和地相連，第三插座的兩個引腳分別與mos管的漏極、源極電性連接。

作為優選，所述mos管為低導通電阻的p溝道mos管。

作為優選，所述第一三極體為pnp型三極體。

作為優選，還包括發光二極體和第二三極體，所述發光二極體包括第一發光二極體和第二發光二極體，所述第一發光二極體通過電阻串接在低功耗四通道電壓檢測晶片管腳之間，所述第二三極體集電極與三端穩壓器連接，第二三極體發射極接地，所述第二發光二極體分別與第二三極體的集電極、發射極間電性連接。

發明的有益效果是：本發明描述的電路在電池電量足時，具有開關「自鎖」功能，當保護動作時開關相當於「斷開」切斷電池放電迴路，同時還能將保護電路的電源切除，確保極低功耗，防止過放電出現。

同時由低功耗四通道電壓檢測晶片和低溫高精度的電阻組成電壓比較檢測電路。因此可以提高電路的工作的穩定性，從而提高保護電壓精度和工作穩定性、可靠性。

發光二極體構成指示電路可對鎳氫電池的電壓能進行可靠有效的檢測。當電池電壓低於保護電壓時能夠有效監測到並且切斷放電電流迴路，防止鎳氫電池的過放現象；同時也能將保護電路的工作電源切斷，從而使得該電路具有極低的功耗,起到防止電池過放的作用。

附圖說明

圖1為本發明的基於鎳氫電池的低功耗保護電路的結構示意圖。

具體實施方式

現在結合附圖對發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明發明的基本結構，因此其僅顯示與發明有關的構成。

如圖所示，一種基於鎳氫電池的低功耗保護電路，其特徵在：包括插座、三端穩壓器u2、mos管q2、三極體和低功耗四通道電壓檢測晶片u1；所述插座包括第一插座j1、第二插座j2、第三插座j3；所述三極體包括第一三極體q1；所述低功耗四通道電壓檢測晶片u1和第一三極體q1的基極連接，第一三極體q1的發射極與mos管q2的控制極相連，所述mos管q2的漏、源極間通過第三插座j3接復位開關，所述mos管q2的源極、漏極通過電阻和低功耗四通道電壓檢測晶片u1依次相連，所述第一插座j1分別與mos管q2的源極和地相連，第三插座j3的兩個引腳分別與mos管q2的漏極、源極並聯。

所述mos管q1為低導通電阻的p溝道mos管；所述第一三極體q1為pnp型三極體；還包括發光二極體和第二三極體q3，所述發光二極體包括第一發光二極體d1和第二發光二極體d2，所述第一發光二極體d1通過電阻串接在低功耗四通道電壓檢測晶片u1管腳之間，所述第二三極體q3集電極與三端穩壓器u2連接，第二三極體q3發射極接地，所述第二發光二極體d2分別與第二三極體q3的集電極、發射極間並聯。

在具體實施時，鎳氫電池的正負極連到j1，j3與mos管的漏極、源極間並聯，j3接的是可復位開關。電阻r2、r3、r5、串聯起來構成分壓電路，分壓送到cn1185低功耗四通道電壓檢測晶片的1、3、5輸入腳；cn1185內部比較電壓被設置為1.22v,當外部1、3、5、腳的輸入電壓高於1.22v時，cn1185的對應輸出腳2、4、6則輸出低電平。當電池電量充足時，按下可復位開關(啟動開關)，此時輸入到cn1185的3腳電壓高於1.22v，則其對應輸出腳4腳輸出低電平；該低電平將使得三極體q1導通，從而進一步使得p型mos管q2導通，電池電壓就加到到插座j2兩端(負載兩端)；此時即使鬆掉可復位開關，由於mos管的導通，電池電壓仍然能加到負載兩端，正常放電。這就如同可復位開關被「自鎖」。

當電池電量不足，達到保護電壓，此時輸入到cn1185的3腳電壓低於1.22v，則其對應輸出腳4腳輸出高電平；該高電平將使得三極體q1截止，從而進一步使得p型mos管q2截止，電池放電迴路被切斷，保護電路電源也被切斷，該發明電路基本不再耗電。

發光二極體d1的陰極連接到cn1185的2腳。當電池電壓充足時，cn1185的1腳電壓高於1.22v，2腳則為低電平，此時d1發光，表明電池在接通狀態。d2此時也發光表明電量充足，當電量下降到一定值時，cn1185的5腳電壓低於1.22v，cn1185的6腳輸出高電平，使得q3導通，d2熄滅；提醒用戶電池電量不足，當繼續使用直到電壓到達保護值，立刻切斷負載，切斷保護電路電源d1也熄滅。

電路中晶片u2為三端穩壓器，其輸出電壓應低於cn1185工作電壓，輸入電壓應大於電池所充最大電壓，晶片u2為低功耗四通道電壓檢測晶片cn1185。

硬體電路的設計，主要由低功耗四通道電壓檢測晶片u1及其外圍電阻組成電壓檢測與比較電路；p溝道mos管q2控制放電電流迴路開斷；三極體q3、q1相應電阻構成開關電路，三端穩壓器u2構成穩壓電路為u1提供穩定合適的電壓；發光二極體d1、d2構成指示電路。本電路對鎳氫電池的電壓能進行可靠有效的檢測。當電池電壓低於保護電壓時能夠有效監測到並且切斷放電電流迴路，防止鎳氫電池的過放現象；同時也能將保護電路的工作電源切斷，從而使得該電路具有極低的功耗,起到防止電池過放的作用。

以上述依據發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改，本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。