專利名稱：充電電源保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備的充電保護(hù)電路，特別是涉及一種電容電池或充電電池的保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
充電電池，是充電次數(shù)有限的可充電的電池，主要有鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鉛蓄、鐵鋰五種類型。電容電池實(shí)際上就是一個(gè)電容器，只是由于其容量比通常的電容器大得多，對(duì)外表現(xiàn)和電池相同，因此取名“電容電池”，也有稱作“超級(jí)電容”，是上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型的儲(chǔ)能裝置。它是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間，具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容儲(chǔ)能電能，因而不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電能。電容電池的突出優(yōu)點(diǎn)是功率密度高、充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬。由于單體電池的電壓較低，在生產(chǎn)或使用中又會(huì)出現(xiàn)單體差異，許多情況下需要串聯(lián)使用。此時(shí)，單體的差異會(huì)造成加速失效。例如在串聯(lián)電路中，當(dāng)每個(gè)電容容量降低， 他就會(huì)提前被充電至額定電壓，而整體電壓還未達(dá)到預(yù)定值，則充電會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，這時(shí)會(huì)使那個(gè)容量降低的電池因過壓而擊穿失效。因此，需要一種保護(hù)電路，當(dāng)串聯(lián)回路中的電容電池或電池單體達(dá)到預(yù)定電壓值時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)旁路電路，防止電壓繼續(xù)升高，達(dá)到保護(hù)電容電池或電池單體的目的。但現(xiàn)有技術(shù)存在諸多不足(1)元器件多，(2)電路功耗大，(3)電路體積大，(4)實(shí)現(xiàn)難(5)元器件壽命短等。一個(gè)好的保護(hù)電路要簡(jiǎn)單、便于安裝實(shí)施、功耗小， 否者當(dāng)電池被放置一定時(shí)間后，電池的能量會(huì)完全被保護(hù)電路耗盡，反而弊大于利，適得其反。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電路復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)難的缺陷，本發(fā)明提供了一種元器件個(gè)數(shù)少、電路簡(jiǎn)化的電源保護(hù)電路。其次，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電路功耗大，從而使得電源電量被保護(hù)電路消耗，電源效率大大降低的問題，本發(fā)明提供了一種功耗較低的電源保護(hù)電路。最后，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)設(shè)備壽命短、更換頻繁的缺陷，本發(fā)明提供了一種具有滯回特性的電源保護(hù)電路。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問題的一種電源保護(hù)電路，其特點(diǎn)在于，其包括一耗電設(shè)備，用于消耗電源保護(hù)電路中的電能，直至電源電壓降低到額定值；一開關(guān)裝置，用于控制耗電設(shè)備與電源的連通與斷開；一電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)電源的電壓值，根據(jù)電壓值控制耗電設(shè)備與電源的連通與斷開。整個(gè)電路主要由耗電設(shè)備、開關(guān)裝置、電壓檢測(cè)裝置組成。耗電設(shè)備與開關(guān)裝置之間串聯(lián)并且與電壓檢測(cè)裝置并聯(lián)，組成一個(gè)整體，即電源保護(hù)電路。整個(gè)電路又并聯(lián)在電容電池或電池的兩端，起到保護(hù)電池的效果。其中，該耗電設(shè)備主要起消耗電量的作用，使用功率電阻，可由實(shí)現(xiàn)耗能效果的其他耗電設(shè)備組成；該開關(guān)裝置主要起開關(guān)的作用，可使用MOSFET (金氧半場(chǎng)效晶體管)，控制耗能電路的導(dǎo)通與斷開；該電壓控制芯片負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電源電壓，其本身有一閾值，當(dāng)電壓高于閾值時(shí)，電壓監(jiān)控芯片輸出高電平，觸發(fā)MOSFET使其導(dǎo)通；當(dāng)電壓低于閾值時(shí)，電壓監(jiān)控芯片輸出低電平，觸發(fā)MOSFET使其斷開。整個(gè)保護(hù)電路的功耗主要由電壓監(jiān)控芯片產(chǎn)生，而現(xiàn)有電壓監(jiān)控芯片可做到工作電流小于luA，這個(gè)電流遠(yuǎn)小于電容電池的漏電流，所以，此時(shí)電壓監(jiān)控芯片的功耗小到可以忽略的程度。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有保護(hù)電路元器件多、功耗大、體積大和壽命短的問題，從而能夠提高電池的使用效率和壽命，并且降低因多余元器件而導(dǎo)致的高成本，最終提高電池性能。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，本發(fā)明的該電源保護(hù)電路主要包括一功率電阻3、一MOSFET 2、一電壓監(jiān)控芯片4。首先，功率電阻3與M0SFET2之間串聯(lián)并且與電壓監(jiān)控芯片4并聯(lián)，組成一個(gè)整體，整個(gè)電路又并聯(lián)在需保護(hù)電源1的兩端。其中，該功率電阻3主要起消耗電量的作用，可使用線圈、燈泡或能夠消耗電能的其他設(shè)備組成；該M0SFET2主要起開關(guān)的作用，控制耗能電路的導(dǎo)通與斷開。該電壓監(jiān)控芯片4負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電源電壓，具有滯回特性，能使M0SFET2工作與開關(guān)狀態(tài)，使得M0SFET2 的功耗降至最低，減少開關(guān)設(shè)備的使用次數(shù)，提高元器件的壽命。電壓監(jiān)控芯片4可以設(shè)定上閾值和下閾值，當(dāng)電壓高于上閾值時(shí)，電壓監(jiān)控芯片4輸出高電平，觸發(fā)M0SFET2使其導(dǎo)通，放電開始；當(dāng)電壓低于下閾值時(shí)，電壓監(jiān)控芯片4輸出低電平，觸發(fā)M0SFET2使其斷開， 放電停止。這種工作狀態(tài)還不需要安裝散熱器，減小了電路體積和成本。整個(gè)保護(hù)電路的功耗主要由電壓監(jiān)控芯片4產(chǎn)生，而現(xiàn)有電壓監(jiān)控芯片4可做到工作電流小于luA，這個(gè)電流遠(yuǎn)小于電容電池的漏電流，所以，此時(shí)電壓監(jiān)控芯片4的功耗小到可以忽略的程度。如圖1的方式連接電源保護(hù)電路，當(dāng)需保護(hù)電源1被充電時(shí)，電壓監(jiān)控芯片4會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控需保護(hù)電源1的電壓值；當(dāng)電壓高于電壓監(jiān)控芯片4的上閾值時(shí)，電壓監(jiān)控芯片4輸出高電平，觸發(fā)M0SFET2使其導(dǎo)通，此時(shí)電源保護(hù)電路就處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)放電開始，功率電阻3消耗多余的電能，電壓隨之降低；當(dāng)電壓低于電壓監(jiān)控芯片4下閾值時(shí)，電壓監(jiān)控芯片4輸出低電平，觸發(fā)M0SFET2使其斷開，此時(shí)電源保護(hù)電路就處于斷開狀態(tài)，功率電阻 3停止工作，整體電路放電停止。在日常的使用過程中，每當(dāng)需保護(hù)電源1充電時(shí)，都會(huì)經(jīng)過上述這樣一個(gè)循環(huán)過程，使單體電源電壓保持在正常工作值；在多組電池同時(shí)使用時(shí)，就會(huì)減小相互之間的差異，提高整體使用壽命。由于現(xiàn)有電壓監(jiān)控芯片4可做到工作電流小于電容電池的漏電流，電壓監(jiān)控芯片4的功耗小到可以忽略；電壓監(jiān)控芯片4具有滯回特性，可以使得M0SFET2工作與開關(guān)狀態(tài)，使得M0SFET2的功耗降至最低。電路中兩個(gè)主要耗能設(shè)備(M0SFET2和電壓監(jiān)控芯片4) 的自身能耗就都能被有效地控制。此外，電壓監(jiān)控芯片4的滯回特性不僅能夠使得電壓監(jiān)控芯片4的能耗降低，同樣也能夠提高開關(guān)裝置(M0SFET2)的使用壽命，降低元器件的更換頻率從而降低成本。通過上述的實(shí)施方式，本發(fā)明所述電路中兩個(gè)主要部件的功耗都大大降低，從而整個(gè)電路的總功耗也相應(yīng)降低，達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)所望塵莫及的性能。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有保護(hù)電路元器件多、功耗大、體積大和壽命短的問題，從而能夠提高電池的使用效率、性能和壽命，并且降低因多余元器件而導(dǎo)致的高成本。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種充電電源保護(hù)電路，其特征在于，其包括 一耗電設(shè)備，消耗電源保護(hù)電路的電能； 一開關(guān)裝置，控制耗電設(shè)備與電源的連通與斷開；一電壓檢測(cè)裝置，檢測(cè)電源的電壓值，根據(jù)電壓值控制耗電設(shè)備與電源的連通與斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，該耗電設(shè)備是功率電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，該開關(guān)裝置是場(chǎng)效晶體管。
4.如權(quán)利要求3所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，該場(chǎng)效晶體管是M0SFET。
5.如權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，電壓檢測(cè)裝置設(shè)置有上閾值和下閾值；當(dāng)電壓高于上閾值時(shí)，電壓檢測(cè)裝置打開開關(guān)裝置，當(dāng)電壓低于下閾值時(shí)，電壓檢測(cè)裝置關(guān)閉開關(guān)裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種充電電源保護(hù)電路，其包括一耗電設(shè)備，消耗電源保護(hù)電路的電能；一開關(guān)裝置，控制耗電設(shè)備與電源的連通與斷開；一電壓檢測(cè)裝置，檢測(cè)電源的電壓值，根據(jù)電壓值控制耗電設(shè)備與電源的連通與斷開。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有保護(hù)電路元器件多、功耗大、體積大和壽命短的問題，從而能夠提高電池的使用效率和壽命，并且降低因多余元器件而導(dǎo)致的高成本，最終提高電池性能。
文檔編號(hào)H02H7/18GK102394489SQ201110372040
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者吳攀, 洪浩, 王偉峰 申請(qǐng)人:上海微頻萊機(jī)電科技有限公司