自供電式蓄電池過充電保護電路的製作方法

2023-06-13 09:13:31

自供電式蓄電池過充電保護電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種自供電式蓄電池過充電保護電路，連接於充電器的輸出端與蓄電池之間，它包括低壓電源轉換電路、蓄電池電壓採集電路和比較控制電路，低壓電源轉換電路的輸入端和蓄電池電壓採集電路的輸入端均連接蓄電池，比較控制電路包括連接充電器與蓄電池的繼電器以及比較器，蓄電池電壓採集電路的輸出端連接比較控制電路中比較器的輸入端，比較器的輸出端控制連接繼電器驅動電源迴路，根據採集到的電壓信號判斷是否斷開或閉合繼電器，低壓電源轉換電路為比較器和繼電器提供工作電源。該自供電式蓄電池過充電保護電路具有設計科學、過充電自動斷電、電量低自動充電、電路自供電、使用廣泛、便於推廣的優點。
【專利說明】自供電式蓄電池過充電保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種充電保護模塊，具體的說，涉及了一種自供電式蓄電池過充電保護電路。
【背景技術】
[0002]現有應用中，蓄電池的過電保護電路包括低壓電源轉換電路、蓄電池電壓採集電路和比較控制電路，通過蓄電池電壓採集電路採集到的電壓信息與設定的基準電壓信息比較，判斷充電電路的啟閉，充電電路的啟閉為人為操作，由於充電時間長，很難有人一直值守，導致滿電後無法斷電，蓄電池損壞，另外，其低壓電源轉換電路的輸入大多來自外部電源，一旦外部電源損壞或者其他幹擾情況出現，導致該低壓電源轉換電路無供電來源，該保護電路便無法正常工作，變為癱瘓狀態。
[0003]為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的提供一種自供電式蓄電池過充電保護電路，已解決蓄電池充滿電後由於無人操作導致蓄電池過充電而損壞的問題和低壓電源轉換電路由於外部電源損壞或其他幹擾情況導致該低壓電源轉換電路無供電來源，弓丨起整個過充電保護電路癱瘓，無法正常工作的問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是:一種自供電式蓄電池過充電保護電路，連接於充電器的輸出端與蓄電池之間，它包括低壓電源轉換電路、蓄電池電壓採集電路和比較控制電路，所述低壓電源轉換電路的輸入端和所述蓄電池電壓採集電路的輸入端均連接蓄電池，所述比較控制電路包括連接充電器與蓄電池的繼電器以及比較器，蓄電池電壓採集電路的輸出端連接比較控制電路中比較器的輸入端，所述比較器的輸出端控制連接繼電器驅動電源迴路，根據採集到的電壓信號判斷是否斷開或閉合所述繼電器，所述低壓電源轉換電路為所述比較器和繼電器提供工作電源，該繼電器的動、靜觸點分別連接所述蓄電池電源的一端和所述充電電源的對應端，所述蓄電池電源的另一端連接所述充電電源的對應端。
[0006]基上所述，所述比較控制電路採用LM2904D型比較器U1A，該比較器UlA的異相輸入端連接蓄電池電壓採集電路的輸出端，該比較器UlA的同相輸入端輸入基準信號，該比較器UlA電源輸入的正極節點連接所述低壓電源轉換電路的輸出端，該比較器UlA電源輸入的負極節點接地。
[0007]基上所述，所述低壓電源轉換電路採用LM2575-12型的電源晶片U6，其Vin端連接蓄電池，其Output端連接有電感線圈L2,該電感線圈L2的另一端連接所述電源晶片U6的Feedback端,其Ground端接地,其ON /OFF端連接蓄電池負極,蓄電池負極接地。
[0008]基上所述,所述電感線圈L2與所述電源晶片U6的Feedback端之間連接有極性電容C36，該極性電容C36的正極端連接電源晶片U6的Feedback端，負極端接地；所述電感線圈L2與所述電源晶片U6的Output端之間連接有二極體D16，該二極體D16的正極端接地，負極端連接所述電源晶片U6的Output端；所述電源晶片U6的Vin端與所述蓄電池的負極之間連接有極性電容C34，該極性電容C34的正極連接電源晶片U6的Vin端，負極連接蓄電池的負極。
[0009]基上所述，它還包括基準電壓調節電路，該基準電壓調節電路包括正極接地的穩壓二極體D4、連接在該穩壓二極體D4負極與所述的低壓電源轉換電路輸出端之間的電阻R7、一端連接在該穩壓二極體D4負極的電阻R10、相互並聯後連接於所述電阻RlO另一端的電阻R13和可調電阻R14以及與該可調電阻R14並聯的電容C2，所述可調電阻R14與所述電阻R7之間為所述的基準電壓調節電路輸出端，該輸出端連接所述比較器的同相輸入端。
[0010]基上所述，所述電池電壓採集電路包括依次串接於所述充電電池兩端的電阻R1、電阻R2、電阻R12以及與所述電阻R12並聯的電容Cl，所述電阻R2和所述電阻R12之間為該電池電壓採集電路輸出端。
[0011]基上所述，所述比較控制電路還包括連接在所述比較器UlA的異相輸入端與所述的蓄電池電壓採集電路輸出端之間的電阻R4、連接在該比較器UlA的同相輸入端與所述的基準電壓調節電路輸出端之間的電阻R11、連接在所述比較器UlA的同向輸入端與輸出端之間的電阻R9和連接在所述繼電器與所述比較器UlA之間的三極體Q1，其中，所述三極體Ql的基極連接所述比較器UlA的輸出端，所述三極體Ql的集電極連接所述繼電器的線圈一端，所述繼電器線圈的另一端連接低壓電源轉換電路的輸出端，所述三極體Ql的發射極接地。
[0012]基上所述，所述繼電器的線圈並聯有二極體D1，該二級管Dl的正極連接所述三極體Ql的集電極，該二極體Dl的負極連接所述低壓電源轉換電路的輸出端，所述三極體Ql的基極與發射極之間連接有電阻R8，所述三極體Ql的基極與所述比較器UlA的輸出端之間連接有電阻R5，所述比較器UlA的輸出端與同相輸入端之間連接有電阻R9，所述比較器UlA的異相輸入端與蓄電池電壓採集電路之間連接有電阻R4，所述比較器UlA的同相輸入端與所述基準電壓調節電路的輸出端之間連接有電阻RU。
[0013]本實用新型相對現有技術具有實質性特點和進步，具體的說，本實用新型在比較控制電路中設置連接充電器和蓄電池的繼電器及其控制迴路，通過比較器比較電池採集電壓和基準電壓值，自動判斷繼電器的啟閉，使得該充電電路能夠自動斷電和自動充電，不需要人為監控和操作，只需要設定好基準電壓值，同時，將低壓電源轉換電路的輸入端連接在蓄電池上，使用蓄電池為該低壓電源轉換電路供電，保證整個過充電保護電路能夠持續工作，避免了因外部電源損壞而導致整個電路癱瘓無法正常工作的情況出現，進一步的，設置基準電壓調節電路，使得基準電壓可人為調節，使得該電路的應用更加廣泛，便於推廣，其具有設計科學、過充電自動斷電、電量低自動充電、電路自供電、使用廣泛、便於推廣的優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型中自供電式蓄電池過充電保護電路的電路原理示意圖。
【具體實施方式】[0015]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
實施例
[0016]如圖1所示，一種自供電式蓄電池過充電保護電路，連接於充電器的輸出端與蓄電池之間，它包括低壓電源轉換電路、蓄電池電壓採集電路和比較控制電路，所述低壓電源轉換電路的輸入端和所述蓄電池電壓採集電路的輸入端均連接蓄電池，所述比較控制電路包括連接充電器與蓄電池的繼電器Kl以及比較器U1A，蓄電池電壓採集電路的輸出端連接比較控制電路中比較器UlA的輸入端，所述比較器UlA的輸出端控制連接繼電器Kl驅動電源迴路，根據採集到的電壓信號判斷是否斷開或閉合所述繼電器，所述低壓電源轉換電路為所述比較器和繼電器提供工作電源，該繼電器的動、靜觸點分別連接所述蓄電池電源的一端和所述充電電源的對應端，所述蓄電池電源的另一端連接所述充電電源的對應端。
[0017]所述比較控制電路採用LM2904D型比較器U1A，該比較器UlA的異相輸入端連接蓄電池電壓採集電路的輸出端，該比較器UlA的同相輸入端輸入基準信號，該比較器UlA電源輸入的正極節點連接所述低壓電源轉換電路的輸出端，該比較器UlA電源輸入的負極節點接地，它還包括連接在所述比較器UlA的異相輸入端與所述的蓄電池電壓採集電路輸出端之間的電阻R4、連接在該比較器UlA的同相輸入端與所述的基準電壓調節電路輸出端之間的電阻R11、連接在所述比較器UlA的同向輸入端與輸出端之間的電阻R9和連接在所述繼電器與所述比較器UlA之間的三極體Ql，其中，所述三極體Ql的基極連接所述比較器UlA的輸出端，所述三極體Ql的集電極連接所述繼電器的線圈一端，所述繼電器線圈的另一端連接低壓電源轉換電路的輸出端，所述三極體Ql的發射極接地。原理:比較器的同相端接基準電壓，異相端接蓄電池採集電壓，當蓄電池採集電壓小於基準電壓，則比較器的輸出端獲得高電平，三極體Ql導通，後續繼電器的控制電路得電，繼電器閉合，充電器與蓄電池連通，開始充電，當蓄電池採集電壓大於基準電壓，即比較器的異相電壓大於同相電壓，則t匕較器的輸出端獲得低電平，三極體Ql不導通，繼電器的控制電路失電，繼電器斷開，充電中斷，因為採集電壓與基準電壓的比較是持續進行的，因此該過程不需要人為監控，只需根據電池特性，設定合適的基準電壓即可；
[0018]所述低壓電源轉換電路採用LM2575-12型的電源晶片U6，其Vin端連接蓄電池，其Output端連接有電感線圈L2,該電感線圈L2的另一端連接所述電源晶片U6的Feedback
端，其Ground端接地,其CW /OFF端連接蓄電池負極，蓄電池負極接地，所述電感線圈L2與所述電源晶片U6的Feedback端之間連接有極性電容C36，該極性電容C36的正極端連接電源晶片U6的Feedback端，負極端接地；所述電感線圈L2與所述電源晶片U6的Output端之間連接有二極體D16，該二極體D16的正極端接地，負極端連接所述電源晶片U6的Output端；所述電源晶片U6的Vin端與所述蓄電池的負極之間連接有極性電容C34，該極性電容C34的正極連接電源晶片U6的Vin端，負極連接蓄電池的負極，其中，該電源晶片U6的開關頻率為50HZ，輸入電源正經過C34濾波後輸入到電源晶片U6的Vin端，輸入電源負接電源晶片U6的Ground端，該電流經過U6內部MOS以50KHz開關頻率進行PWM調節後獲得直流電源，經過IOOuH的功率轉換的電感L2和Feedback端的電壓反饋，使輸出電壓恆定在12V，二極體D16起到電源晶片U6內部關斷時為電感L2提供電流迴路，極性電容C36起到濾波作用，由該降壓電路獲得的12V電壓為運放、繼電器和指示燈供電；[0019]它還包括基準電壓調節電路，該基準電壓調節電路包括正極接地的穩壓二極體D4、連接在該穩壓二極體D4負極與所述的低壓電源轉換電路輸出端之間的電阻R7、一端連接在該穩壓二極體D4負極的電阻R10、相互並聯後連接於所述電阻RlO另一端的電阻R13和可調電阻R14以及與該可調電阻R14並聯的電容C2，所述可調電阻R14與所述電阻R7之間為所述的基準電壓調節電路輸出端，該輸出端連接所述比較器的同相輸入端，其中，在穩壓二極體D4的負極產生穩定的5V電壓，電阻R13和可調電阻R14並聯後與電阻RlO串聯，接在穩壓二極體D4提供的5V電源的兩端，通過調節R14可以獲得一個可調的基準電壓，該基準電壓是用來與採集電壓通過滯回比較電路作比較的，電容C2可以防止在調節可調電阻R14的時候引起的電壓突變和濾除幹擾信號。
[0020]所述電池電壓採集電路包括依次串接於所述充電電池兩端的電阻R1、電阻R2、電阻Rl2以及與所述電阻Rl2並聯的電容Cl，所述電阻R2和所述電阻Rl2之間為該電池電壓採集電路輸出端。
[0021]所述繼電器的線圈並聯有二極體D1，該二級管Dl的正極連接所述三極體Ql的集電極，該二極體Dl的負極連接所述低壓電源轉換電路的輸出端，所述三極體Ql的基極與發射極之間連接有電阻R8，所述三極體Ql的基極與所述比較器UlA的輸出端之間連接有電阻R5，所述比較器UlA的輸出端與同相輸入端之間連接有電阻R9，所述比較器UlA的異相輸入端與蓄電池電壓採集電路之間連接有電阻R4，所述比較器UlA的同相輸入端與所述基準電壓調節電路的輸出端之間連接有電阻R11，其中，二極體Dl反接在繼電器Kl的線圈兩端，在繼電器Kl斷開時，為線圈電流提供電流迴路，保護繼電器Kl的線圈；
[0022]它還包括第一指示燈電路和第二指示燈電路，第一指示燈表示12V電源的工作指示，第二指示燈表示充電狀態的工作指示，只要電源晶片能夠穩定的提供12V電，則第一指示燈一直處於發光狀態，該指示燈發出紅光；當充電進行時，三極體Ql導通，繼電器Kl得電，同時，第二指示燈電路中的發光二極體D2也得電，該發光二極體D2發出綠光。
[0023]工作原理:連接於電池兩端的蓄電池電壓採集電路將實時獲得的蓄電池的電壓信息發送到比較控制電路中的比較器UlA的異相輸入端，與此同時，接在蓄電池上的低壓電源轉換電路將電壓調節為穩定低壓，該電路給其電路中的電子元件供電；基準電壓調節電路將獲得的穩定低壓轉化為設定的基準電壓，該基準電壓可通過調節電阻R14調整大小，之後將該基準電壓信號發送到比較控制電路中的比較器UlA的同相輸入端，比較器比較蓄電池的採集電壓和基準電壓，若採集電壓小於基準電壓，根據比較器UlA的特性，異相輸入電壓小於同相輸入電壓，比較器UlA輸出端獲得高電平，三極體Ql導通，繼電器Kl的線圈得電，繼電器Kl的動、靜觸點吸合，開始充電，隨著充電時間的加長，蓄電池電壓緩慢增長，蓄電池電壓採集電路實時的將得到的蓄電池電壓信息發送到比較器並與設定的基準電壓相比較，當該採集電壓大於基準電壓時，根據比較器UlA的特性，異相輸入端電壓大於同相輸入端電壓，比較器UlA的輸出端獲得低電平，三極體Ql關斷，繼電器Kl的線圈失電，動、靜觸電斷開，充電器停止給蓄電池供電，防止蓄電池過度充電。
[0024]例如:給12V蓄電池充電，蓄電池電壓採集電路中R1=100K、R2=100K、R12=10K,假如我們想讓蓄電池充電至14V時停止充電，當蓄電
池電壓達到14V時，根據公式:Ul= ^ xR4得到採集電壓為
【權利要求】
1.一種自供電式蓄電池過充電保護電路，連接於充電器的輸出端與蓄電池之間，它包括低壓電源轉換電路、蓄電池電壓採集電路和比較控制電路，其特徵在於:所述低壓電源轉換電路的輸入端和所述蓄電池電壓採集電路的輸入端均連接蓄電池，所述比較控制電路包括連接充電器與蓄電池的繼電器以及比較器，蓄電池電壓採集電路的輸出端連接比較控制電路中比較器的輸入端，所述比較器的輸出端控制連接繼電器驅動電源迴路，根據採集到的電壓信號判斷是否斷開或閉合所述繼電器，所述低壓電源轉換電路為所述比較器和繼電器提供工作電源，該繼電器的動、靜觸點分別連接所述蓄電池電源的一端和所述充電電源的對應端，所述蓄電池電源的另一端連接所述充電電源的對應端。
2.根據權利要求1所述的自供電式蓄電池過充電保護電路，其特徵在於:所述比較控制電路採用LM2904D型比較器U1A，該比較器UlA的異相輸入端連接蓄電池電壓採集電路的輸出端，該比較器UlA的同相輸入端輸入基準信號，該比較器UlA電源輸入的正極節點連接所述低壓電源轉換電路的輸出端，該比較器UlA電源輸入的負極節點接地。
3.根據權利要求1所述的自供電式蓄電池過充電保護電路，其特徵在於:所述低壓電源轉換電路採用LM2575-12型的電源晶片U6，其Vin端連接蓄電池，其Output端連接有電感線圈L2,該電感線圈L2的另一端連接所述電源晶片U6的Feedback端,其Ground端接地，其W /OFF端連接蓄電池負極，蓄電池負極接地。
4.根據權利要求3所述的自供電式蓄電池過充電保護電路，其特徵在於:所述電感線圈L2與所述電源晶片U6的Feedback端之間連接有極性電容C36，該極性電容C36的正極端連接電源晶片U6的Feedback端，負極端接地；所述電感線圈L2與所述電源晶片U6的Output端之間連接有二極體D16，該二極體D16的正極端接地，負極端連接所述電源晶片U6的Output端；所述電源晶片U6的Vin端與所述蓄電池的負極之間連接有極性電容C34，該極性電容C34的正極連接電源晶片U6的Vin端，負極連接蓄電池的負極。
5.根據權利要求1-4任一項所述的自供電式蓄電池過充電保護電路，其特徵在於:它還包括基準電壓調節電路，該基準電壓調節電路包括正極接地的穩壓二極體D4、連接在該穩壓二極體D4負極與所述的低壓電源轉換電路輸出端之間的電阻R7、一端連接在該穩壓二極體D4負極的電阻R10、相互並聯後連接於所述電阻RlO另一端的電阻R13和可調電阻R14以及與該可調電阻R14並聯的電容C2，所述可調電阻R14與所述電阻R7之間為所述的基準電壓調節電路輸出端，該輸出端連接所述比較器的同相輸入端。
6.根據權利要求3所述的自供電式蓄電池過充電保護電路，其特徵在於:所述電池電壓採集電路包括依次串接於所述充電電池兩端的電阻R1、電阻R2、電阻R12以及與所述電阻R12並聯的電容Cl，所述電阻R2和所述電阻R12之間為該電池電壓採集電路輸出端。
7.根據權利要求5所述的自供電式蓄電池過充電保護電路，其特徵在於:所述比較控制電路還包括連接在所述比較器UlA的異相輸入端與所述的蓄電池電壓採集電路輸出端之間的電阻R4、連接在該比較器UlA的同相輸入端與所述的基準電壓調節電路輸出端之間的電阻R11、連接在所述比較器UlA的同向輸入端與輸出端之間的電阻R9和連接在所述繼電器與所述比較器UlA之間的三極體Q1，其中，所述三極體Ql的基極連接所述比較器UlA的輸出端，所述三極體Ql的集電極連接所述繼電器的線圈一端，所述繼電器線圈的另一端連接低壓電源轉換電路的輸出端，所述三極體Ql的發射極接地。
8.根據權利要求7所述的自供電式蓄電池過充電保護電路，其特徵在於:所述繼電器的線圈並聯有二極體D1，該二級管Dl的正極連接所述三極體Ql的集電極，該二極體Dl的負極連接所述低壓電源轉換電路的輸出端，所述三極體Ql的基極與發射極之間連接有電阻R8，所述三極體Ql的基極與所述比較器UlA的輸出端之間連接有電阻R5，所述比較器UlA的輸出端與同相輸入端之間連 接有電阻R9,所述比較器UlA的異相輸入端與蓄電池電壓採集電路之間連接有電阻R4，所述比較器UlA的同相輸入端與所述基準電壓調節電路的輸出端之間連接有電阻RlI。
【文檔編號】H02J7/00GK203553909SQ201320572988
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】劉曉東, 楊新徵, 徐紅宗, 安紹華, 孫春訊 申請人:鄭州眾智科技股份有限公司