電池過(guò)放保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】一種電池過(guò)放保護(hù)電路，用于在電池過(guò)放時(shí)斷開電池與負(fù)載間的連接，包括用于檢測(cè)電池電壓的電壓檢測(cè)模塊、用于比較所述電壓檢測(cè)模塊輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的電壓比較模塊、用于根據(jù)所述電壓比較模塊輸出信號(hào)輸出開關(guān)信號(hào)的開關(guān)模塊及用于控制電池與負(fù)載連接的電池保護(hù)模塊；上述電池過(guò)放保護(hù)電路通過(guò)電壓檢測(cè)模塊隨時(shí)檢測(cè)電池的電壓，當(dāng)電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電池處于過(guò)放狀態(tài)時(shí)，電壓比較模塊根據(jù)電壓檢測(cè)模塊此時(shí)輸出的電壓控制開關(guān)模塊導(dǎo)通，開關(guān)模塊導(dǎo)通后控制電池保護(hù)模塊斷開電池與負(fù)載的連接，從而防止電池在過(guò)放時(shí)繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電，避免電池出現(xiàn)深度過(guò)放現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】電池過(guò)放保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池保護(hù)電路，特別是涉及一種防止電池過(guò)放的電池過(guò)放保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]電池放完內(nèi)部?jī)?chǔ)存的電量，電壓達(dá)到一定值后，繼續(xù)放電就會(huì)造成過(guò)放電，通常根據(jù)放電電流來(lái)確定放電截止電壓。電池過(guò)放可能會(huì)給電池帶來(lái)災(zāi)難性的后果，特別是大電流過(guò)放，或反復(fù)過(guò)放對(duì)電池影響更大。一般而言，過(guò)放電會(huì)使電池內(nèi)壓升高，正負(fù)極活性物質(zhì)可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復(fù)，容量也會(huì)有明顯衰減，使得電池的使用壽命縮短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種防止電池過(guò)放的電池過(guò)放保護(hù)電路。
[0004]一種電池過(guò)放保護(hù)電路，用于在電池過(guò)放時(shí)斷開電池與負(fù)載間的連接，包括用于檢測(cè)電池電壓的電壓檢測(cè)模塊、用于比較所述電壓檢測(cè)模塊輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的電壓比較模塊、用于根據(jù)所述電壓比較模塊輸出信號(hào)輸出開關(guān)信號(hào)的開關(guān)模塊及用于控制電池與負(fù)載連接的電池保護(hù)模塊；
[0005]所述電壓檢測(cè)模塊輸入端用于與電池正極電連接，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出端與所述電壓比較模塊的輸入端電連接，所述電壓檢測(cè)模塊的接地端接地；
[0006]所述電壓比較模塊的基準(zhǔn)端輸入基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊的輸出端與所述開關(guān)模塊的控制端電連接，所述電壓比較模塊的電源端接電池正極，所述電壓比較模塊的接地端接地；
[0007]所述開關(guān)模塊的輸出端與所述電池保護(hù)模塊的輸入端電連接，所述開關(guān)模塊的接地端接地；
[0008]所述電池保護(hù)模塊的輸出端用于連接電池正極與負(fù)載；
[0009]所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電池處于過(guò)放狀態(tài)時(shí)，所述電壓比較模塊根據(jù)所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓控制所述開關(guān)模塊導(dǎo)通，所述開關(guān)模塊導(dǎo)通后控制所述電池保護(hù)模塊斷開電池與負(fù)載的連接；
[0010]所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電池電壓正常時(shí)，所述電壓比較模塊根據(jù)所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓控制所述開關(guān)模塊截止，所述開關(guān)模塊截止后控制所述電池保護(hù)模塊的輸出端連接電池正極與負(fù)載。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于指示電池過(guò)放的過(guò)放指示模塊；所述過(guò)放指示模塊的輸入端在所述電池保護(hù)模塊斷開電池正極與負(fù)載連接時(shí)、與所述負(fù)載保護(hù)模塊的輸出端電連接，所述過(guò)放指示模塊的接地端接地。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述過(guò)放指示模塊包括常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)、分壓電阻R5和LED，所述分壓電阻R5 —端與所述LED的正極連接，所述LED的負(fù)極接地，所述分壓電阻R5的另一端接常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)，所述常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)用于在所述電池保護(hù)模塊斷開電池正極與負(fù)載連接時(shí)、與所述電池保護(hù)模塊的輸出端電連接。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓檢測(cè)模塊包括可調(diào)電阻Rl和分壓電阻R2，所述可調(diào)電阻Rl與所述分壓電阻R2串聯(lián)在電池正極與接地端之間，所述可調(diào)電阻Rl的一端與所述電池正極電連接，所述分壓電阻R2的一端接地，所述可調(diào)電阻Rl與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)與所述電壓比較模塊的輸入端電連接。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓比較模塊包括分壓電阻R3、分壓電阻R4和比較器U1，所述比較器Ul的正相輸入端與所述電壓檢測(cè)模塊的輸出端電連接，所述比較器Ul的反相輸入端輸入基準(zhǔn)電壓，所述比較器Ul的輸出端與所述分壓電阻R3的一端電連接，所述分壓電阻R3的另一端與所述分壓電阻R4的一端電連接，所述分壓電阻R4的另一端接地，所述分壓電阻R3和所述分壓電阻R4的公共連接點(diǎn)與所述開關(guān)模塊的控制端電連接。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)模塊包括三極管Q1，所述三極管Ql的基極與所述電壓比較模塊的輸出端電連接，所述三極管Ql的集電極接地，所述三極管Ql的發(fā)射極與所述電池保護(hù)模塊的輸入端電連接。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池保護(hù)模塊包括繼電器K和二極管D1，所述二極管Dl并聯(lián)于所述繼電器K電子線圈的兩端，所述二極管Dl的正極與所述繼電器K電子線圈的公共連接點(diǎn)與所述開關(guān)模塊的輸出端電連接，所述二極管Dl的負(fù)極與所述繼電器K電子線圈的公共連接點(diǎn)與所述電池正極電連接，所述繼電器K的常閉開關(guān)K-1連接于所述電池正極與負(fù)載之間。
[0017]上述電池過(guò)放保護(hù)電路通過(guò)電壓檢測(cè)模塊隨時(shí)檢測(cè)電池的電壓，當(dāng)電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電池處于過(guò)放狀態(tài)時(shí)，電壓比較模塊根據(jù)電壓檢測(cè)模塊此時(shí)輸出的電壓控制開關(guān)模塊導(dǎo)通，開關(guān)模塊導(dǎo)通后控制電池保護(hù)模塊斷開電池與負(fù)載的連接，從而防止電池在過(guò)放時(shí)繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電，避免電池出現(xiàn)深度過(guò)放現(xiàn)象。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為電池過(guò)放保護(hù)電路的模塊圖；
[0019]圖2為電池過(guò)放保護(hù)電路的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，為電池過(guò)放保護(hù)電路的模塊圖。
[0021]一種電池過(guò)放保護(hù)電路，用于在電池過(guò)放時(shí)斷開電池與負(fù)載間的連接，包括用于檢測(cè)電池電壓的電壓檢測(cè)模塊102、用于比較所述電壓檢測(cè)模塊102輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的電壓比較模塊104、用于根據(jù)所述電壓比較模塊104輸出信號(hào)輸出開關(guān)信號(hào)的開關(guān)模塊106及用于控制電池與負(fù)載連接的電池保護(hù)模塊108。
[0022]所述電壓檢測(cè)模塊102輸入端用于與電池正極電連接，所述電壓檢測(cè)模塊102的輸出端與所述電壓比較模塊104的輸入端電連接，所述電壓檢測(cè)模塊102的接地端接地。
[0023]所述電壓比較模塊104的基準(zhǔn)端輸入基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊104的輸出端與所述開關(guān)模塊106的控制端電連接，所述電壓比較模塊104的電源端接電池正極，所述電壓比較模塊104的接地端接地。
[0024]所述開關(guān)模塊106的輸出端與所述電池保護(hù)模塊108的輸入端電連接，所述開關(guān)模塊106的接地端接地。
[0025]所述電池保護(hù)模塊108的輸出端用于連接電池正極與負(fù)載。
[0026]所述電壓檢測(cè)模塊102檢測(cè)到電池處于過(guò)放狀態(tài)時(shí)，所述電壓比較模塊104根據(jù)所述電壓檢測(cè)模塊102的輸出電壓控制所述開關(guān)模塊106導(dǎo)通，所述開關(guān)模塊106導(dǎo)通后控制所述電池保護(hù)模塊108斷開電池與負(fù)載的連接。
[0027]所述電壓檢測(cè)模塊102檢測(cè)到電池電壓正常時(shí)，所述電壓比較模塊104根據(jù)所述電壓檢測(cè)模塊102的輸出電壓控制所述開關(guān)模塊106截止，所述開關(guān)模塊106截止后控制所述電池保護(hù)模塊108的輸出端連接電池正極與負(fù)載。
[0028]電壓檢測(cè)模塊102用于檢測(cè)電池電壓，并將檢測(cè)到的電池電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓輸出給電壓比較模塊104。具體地，電池過(guò)放時(shí)，電壓檢測(cè)模塊102的輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓；電池正常時(shí)，電壓檢測(cè)模塊102的輸出電壓大于或等于基準(zhǔn)電壓。
[0029]電壓比較模塊104用于比較電壓檢測(cè)模塊102的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓之間的大小關(guān)系，并輸出比較結(jié)果。具體地，電池過(guò)放時(shí)，電壓檢測(cè)模塊102的輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓，電壓比較模塊104輸出低電平；電池正常時(shí)，電壓檢測(cè)模塊102的輸出電壓大于或等于基準(zhǔn)電壓，電壓比較模塊104輸出高電平。
[0030]開關(guān)模塊106用于輸出開關(guān)信號(hào)，從而控制電壓保護(hù)模塊108的連接狀態(tài)。在電壓比較模塊104輸出低電平時(shí)，開關(guān)模塊106導(dǎo)通，開關(guān)模塊106導(dǎo)通后使得電壓保護(hù)模塊108得電，電壓保護(hù)模塊108得電時(shí)電壓保護(hù)模塊108的輸出端連接電池正極與負(fù)載。在電壓比較模塊104輸出高電平時(shí)，開關(guān)模塊106截止，開關(guān)模塊106截止后使得電壓保護(hù)模塊108失電，電壓保護(hù)模塊108失電時(shí)，電壓保護(hù)模塊108的輸出端斷開電池與負(fù)載的連接。電池停止對(duì)負(fù)載供電,從而避免電池過(guò)放。
[0031]請(qǐng)結(jié)合圖2。
[0032]電壓檢測(cè)模塊102包括可調(diào)電阻Rl和分壓電阻R2，所述可調(diào)電阻Rl與所述分壓電阻R2串聯(lián)在電池正極與接地端之間，所述可調(diào)電阻Rl的一端與所述電池正極電連接，所述分壓電阻R2的一端接地，所述可調(diào)電阻Rl與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)與所述電壓比較模塊104的輸入端電連接。
[0033]電壓比較模塊104包括分壓電阻R3、分壓電阻R4和比較器U1，所述比較器Ul的正相輸入端與所述電壓檢測(cè)模塊102的輸出端電連接，所述比較器Ul的反相輸入端輸入基準(zhǔn)電壓，所述比較器Ul的輸出端與所述分壓電阻R3的一端電連接，所述分壓電阻R3的另一端與所述分壓電阻R4的一端電連接，所述分壓電阻R4的另一端接地，所述分壓電阻R3和所述分壓電阻R4的公共連接點(diǎn)與所述開關(guān)模塊106的控制端電連接。
[0034]開關(guān)模塊106包括三極管Ql，所述三極管Ql的基極與所述電壓比較模塊104的輸出端電連接，所述三極管Ql的集電極接地，所述三極管Ql的發(fā)射極與所述電池保護(hù)模塊108的輸入端電連接。
[0035]電池保護(hù)模塊108包括繼電器K和二極管Dl，所述二極管Dl并聯(lián)于所述繼電器K電子線圈的兩端，所述二極管Dl的正極與所述繼電器K電子線圈的公共連接點(diǎn)與所述開關(guān)模塊106的輸出端電連接，所述二極管Dl的負(fù)極與所述繼電器K電子線圈的公共連接點(diǎn)與所述電池正極電連接，所述繼電器K的常閉開關(guān)K-1連接于所述電池正極與負(fù)載之間。
[0036]電池過(guò)放保護(hù)電路還包括用于指示電池過(guò)放的過(guò)放指示模塊110 ;所述過(guò)放指示模塊110的輸入端在所述電池保護(hù)模塊108斷開電池正極與負(fù)載連接時(shí)、與所述負(fù)載保護(hù)模塊108輸出端電連接，所述過(guò)放指示模塊110的接地端接地。
[0037]過(guò)放指示模塊110包括常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)、分壓電阻R5和LED，所述分壓電阻R5 一端與所述LED的正極連接，所述LED的負(fù)極接地，所述分壓電阻R5的另一端接常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)，所述常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)用于在所述電池保護(hù)模塊108斷開電池正極與負(fù)載連接時(shí)、與所述電池保護(hù)模塊108的輸出端電連接。
[0038]基于上述所有實(shí)施例，電池過(guò)放保護(hù)電路的工作原理如下:
[0039]首先根據(jù)電池的過(guò)放電壓設(shè)置基準(zhǔn)電壓大小。在基準(zhǔn)電壓設(shè)置完成后，根據(jù)可調(diào)電阻Rl和分壓電阻R2的阻值大小及基準(zhǔn)電壓能夠確定可調(diào)電阻的電阻值。因此，在固定可調(diào)電阻Rl的阻值后，就能夠確定在電池出現(xiàn)過(guò)放電壓時(shí)，電壓檢測(cè)模塊102能夠檢測(cè)到。
[0040]在電池的電壓正常時(shí)，可調(diào)電阻Rl和分壓電阻R2根據(jù)分壓原理，分壓電阻R2兩端分得的電壓高于基準(zhǔn)電壓，因此比較器Ul輸出高電平。比較器Ul輸出的高電平通過(guò)分壓電阻R3和分壓電阻R4將高電平提供給三極管Ql的基極。由于三極管Ql是PNP型三極管，因此，在三極管Ql的基極電平為高電平時(shí)，三極管Ql截止。三極管Ql截止后，繼電器K的電子線圈不得電，因此，繼電器K的常閉開關(guān)K-1保持閉合。電池正極則通過(guò)繼電器K的常閉開關(guān)K-1與負(fù)載連接，電池正常給負(fù)載供電。
[0041]在電池的電壓達(dá)到過(guò)放電壓時(shí)，可調(diào)電阻Rl和分壓電阻R2根據(jù)分壓原理，分壓電阻R2兩端分得的電壓低于基準(zhǔn)電壓，因此比較器Ul輸出低電平。比較器Ul輸出的低電平通過(guò)分壓電阻R3和分壓電阻R4將高電平提供給三極管Ql的基極。由于三極管Ql是PNP型三極管，因此，在三極管Ql的基極電平為低電平時(shí)，三極管Ql導(dǎo)通。三極管Ql導(dǎo)通后，繼電器K的電子線圈得電，繼電器K的常閉開關(guān)K-1斷開與負(fù)載的連接，而與過(guò)放指示模塊110的常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)連接。因而電池正極斷開與負(fù)載的連接，而與過(guò)放指示模塊110連接，因此，LED點(diǎn)亮,指示電池此時(shí)處于過(guò)放狀態(tài)。
[0042]上述電池過(guò)放保護(hù)電路通過(guò)電壓檢測(cè)模塊102隨時(shí)檢測(cè)電池的電壓，當(dāng)電壓檢測(cè)模塊102檢測(cè)到電池處于過(guò)放狀態(tài)時(shí)，電壓比較模塊104根據(jù)電壓檢測(cè)模塊102此時(shí)輸出的電壓控制開關(guān)模塊106導(dǎo)通，開關(guān)模塊106導(dǎo)通后控制電池保護(hù)模塊108斷開電池與負(fù)載的連接，從而防止電池在過(guò)放時(shí)繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電，避免電池出現(xiàn)深度過(guò)放現(xiàn)象。
[0043]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池過(guò)放保護(hù)電路，用于在電池過(guò)放時(shí)斷開電池與負(fù)載間的連接，其特征在于，包括用于檢測(cè)電池電壓的電壓檢測(cè)模塊、用于比較所述電壓檢測(cè)模塊輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的電壓比較模塊、用于根據(jù)所述電壓比較模塊輸出信號(hào)輸出開關(guān)信號(hào)的開關(guān)模塊及用于控制電池與負(fù)載連接的電池保護(hù)模塊； 所述電壓檢測(cè)模塊輸入端用于與電池正極電連接，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出端與所述電壓比較模塊的輸入端電連接，所述電壓檢測(cè)模塊的接地端接地； 所述電壓比較模塊的基準(zhǔn)端輸入基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊的輸出端與所述開關(guān)模塊的控制端電連接，所述電壓比較模塊的電源端接電池正極，所述電壓比較模塊的接地端接地； 所述開關(guān)模塊的輸出端與所述電池保護(hù)模塊的輸入端電連接，所述開關(guān)模塊的接地端接地； 所述電池保護(hù)模塊的輸出端用于連接電池正極與負(fù)載； 所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電池處于過(guò)放狀態(tài)時(shí)，所述電壓比較模塊根據(jù)所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓控制所述開關(guān)模塊導(dǎo)通，所述開關(guān)模塊導(dǎo)通后控制所述電池保護(hù)模塊斷開電池與負(fù)載的連接； 所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電池電壓正常時(shí)，所述電壓比較模塊根據(jù)所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓控制所述開關(guān)模塊截止，所述開關(guān)模塊截止后控制所述電池保護(hù)模塊的輸出端連接電池正極與負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，還包括用于指示電池過(guò)放的過(guò)放指示模塊；所述過(guò)放指示模塊的輸入端在所述電池保護(hù)模塊斷開電池正極與負(fù)載連接時(shí)、與所述負(fù)載保護(hù)模塊的輸出端電連接，所述過(guò)放指示模塊的接地端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述過(guò)放指示模塊包括常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)、分壓電阻R5和LED，所述分壓電阻R5 —端與所述LED的正極連接，所述LED的負(fù)極接地，所述分壓電阻R5的另一端接常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)，所述常開開關(guān)的常開觸點(diǎn)用于在所述電池保護(hù)模塊斷開電池正極與負(fù)載連接時(shí)、與所述電池保護(hù)模塊的輸出端電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓檢測(cè)模塊包括可調(diào)電阻Rl和分壓電阻R2，所述可調(diào)電阻Rl與所述分壓電阻R2串聯(lián)在電池正極與接地端之間，所述可調(diào)電阻Rl的一端與所述電池正極電連接，所述分壓電阻R2的一端接地，所述可調(diào)電阻Rl與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)與所述電壓比較模塊的輸入端電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓比較模塊包括分壓電阻R3、分壓電阻R4和比較器U1，所述比較器Ul的正相輸入端與所述電壓檢測(cè)模塊的輸出端電連接，所述比較器Ul的反相輸入端輸入基準(zhǔn)電壓，所述比較器Ul的輸出端與所述分壓電阻R3的一端電連接，所述分壓電阻R3的另一端與所述分壓電阻R4的一端電連接，所述分壓電阻R4的另一端接地，所述分壓電阻R3和所述分壓電阻R4的公共連接點(diǎn)與所述開關(guān)模塊的控制端電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括三極管Q1，所述三極管Ql的基極與所述電壓比較模塊的輸出端電連接，所述三極管Ql的集電極接地，所述三極管Ql的發(fā)射極與所述電池保護(hù)模塊的輸入端電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述電池保護(hù)模塊包括繼電器K和二極管Dl，所述二極管Dl并聯(lián)于所述繼電器K電子線圈的兩端，所述二極管Dl的正極與所述繼電器K電子線圈的公共連接點(diǎn)與所述開關(guān)模塊的輸出端電連接，所述二極管Dl的負(fù)極與所述繼電器K電子線圈的公共連接點(diǎn)與所述電池正極電連接，所述繼電器K的常閉開關(guān)K-1連接于所述電池正極與負(fù)載之間。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK104242252SQ201310238856
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】周明杰, 楊俊昌 申請(qǐng)人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司