可充電電池的過放保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】可充電電池的過放保護(hù)電路通過電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)可充電電池的輸出電壓，在可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓大于電壓比較模塊的基準(zhǔn)電壓，電壓比較模塊輸出高電平使開關(guān)控制模塊導(dǎo)通，因而可充電電池通過開關(guān)控制模塊向負(fù)載供電。在可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓小于電壓比較模塊的極柱電壓，電壓比較模塊輸出低電平使開關(guān)控制模塊截止，因而可充電電池停止對(duì)負(fù)載供電，從而能夠通過電壓檢測(cè)模塊、電壓比較模塊及開關(guān)控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)可充電電池的過放保護(hù)，避免過放對(duì)可充電電池造成損壞。
【專利說明】可充電電池的過放保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及過放保護(hù)電路，特別是涉及一種簡(jiǎn)單、可靠的可充電電池的過放保護(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)造成過放電，通常根據(jù)放電電流來確定放電截止電壓。電池過放可能會(huì)給電池帶來災(zāi)難性的后果，特別是大電流過放，或反復(fù)過放對(duì)電池影響更大。一般而言，過放電會(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，有必要提供一種簡(jiǎn)單可靠的防止電池過放的可充電電池的過放保護(hù)電路。
[0004]一種可充電電池的過放保護(hù)電路，用于在可充電電池過放時(shí)，截止可充電電池對(duì)外部設(shè)備放電，包括電壓檢測(cè)模塊、電壓比較模塊及開關(guān)控制模塊；
[0005]所述電壓檢測(cè)模塊的輸入端接所述可充電電池的正極，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出端接所述電壓比較模塊的輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端接所述開關(guān)控制模塊的控制端，所述開關(guān)控制模塊的輸入端接所述可充電電池的正極，所述開關(guān)控制模塊的輸出端接負(fù)載，所述電壓檢測(cè)模塊的接地端、所述電壓比較模塊的接地端均接所述可充電電池的負(fù)極；
[0006]所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到所述可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓大于所述電壓比較模塊的基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊輸出高電平，所述開關(guān)控制模塊接收到高電平時(shí)導(dǎo)通，所述可充電電池對(duì)負(fù)載供電；
[0007]所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到所述可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓小于所述電壓比較模塊的基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊輸出低電平，所述開關(guān)控制模塊接收到低電平時(shí)截止，所述可充電電池停止對(duì)負(fù)載放電。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓檢測(cè)模塊包括穩(wěn)壓二極管VDl和分壓電阻Rl ；
[0009]所述穩(wěn)壓二極管VDl和所述分壓電阻Rl串聯(lián)后并聯(lián)于所述可充電電池的正負(fù)極兩端，其中，所述穩(wěn)壓二極管VDl的負(fù)極與所述可充電電池的正極連接，所述分壓電阻Rl的一端與所述可充電電池的負(fù)極連接。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓二極管VDl的導(dǎo)通電壓為3V。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分壓電阻Rl的阻值為3ΜΩ。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓比較模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管V2，
[0013]所述場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極、源極和漏極對(duì)應(yīng)為所述電壓比較模塊的輸入端、接地端和輸出端。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述場(chǎng)效應(yīng)管V2的型號(hào)為N溝道2N7002。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)控制模塊包括分壓電阻R2和場(chǎng)效應(yīng)管Vl ；
[0016]所述分壓電阻R2并聯(lián)于所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極和柵極兩端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)為所述開關(guān)控制模塊的輸入端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的柵極與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)為所述開關(guān)控制模塊的控制端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的漏極為所述開關(guān)控制模塊的輸出端。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分壓電阻R2的阻值為2ΜΩ。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的型號(hào)為P溝道A04407。
[0019]上述可充電電池的過放保護(hù)電路通過電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)可充電電池的輸出電壓，在可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓大于電壓比較模塊的基準(zhǔn)電壓，電壓比較模塊輸出高電平使開關(guān)控制模塊導(dǎo)通，因而可充電電池通過開關(guān)控制模塊向負(fù)載供電。在可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓小于電壓比較模塊的極柱電壓，電壓比較模塊輸出低電平使開關(guān)控制模塊截止，因而可充電電池停止對(duì)負(fù)載供電，從而能夠通過電壓檢測(cè)模塊、電壓比較模塊及開關(guān)控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)可充電電池的過放保護(hù)，避免過放對(duì)可充電電池造成損壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為可充電電池的過放保護(hù)電路的模塊圖；
[0021]圖2為可充電電池的過放保護(hù)電路的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，為可充電電池的過放保護(hù)電路的模塊圖。
[0023]一種可充電電池的過放保護(hù)電路，用于在可充電電池過放時(shí)，截止可充電電池對(duì)外部設(shè)備放電，包括電壓檢測(cè)模塊101、電壓比較模塊103及開關(guān)控制模塊105。
[0024]所述電壓檢測(cè)模塊101的輸入端接所述可充電電池的正極，所述電壓檢測(cè)模塊101的輸出端接所述電壓比較模塊103的輸入端，所述電壓比較模塊103的輸出端接所述開關(guān)控制模塊105的控制端，所述開關(guān)控制模塊105的輸入端接所述可充電電池的正極，所述開關(guān)控制模塊105的輸出端接負(fù)載，所述電壓檢測(cè)模塊101的接地端、所述電壓比較模塊103的接地端均接所述可充電電池的負(fù)極。
[0025]所述電壓檢測(cè)模塊101檢測(cè)到所述可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓大于所述電壓比較模塊103的基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊103輸出高電平，所述開關(guān)控制模塊105接收到高電平時(shí)導(dǎo)通，所述可充電電池對(duì)負(fù)載供電。
[0026]所述電壓檢測(cè)模塊101檢測(cè)到所述可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓小于所述電壓比較模塊103的基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊103輸出低電平，所述開關(guān)控制模塊105接收到低電平時(shí)截止，所述可充電電池停止對(duì)負(fù)載放電。
[0027]電壓檢測(cè)模塊101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103。具體地,可充電電池過放時(shí)，即可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓；可充電電池正常時(shí)，即可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓。
[0028]電壓比較模塊103用于比較電壓檢測(cè)模塊101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，電池過放時(shí)，電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓，電壓比較模塊101輸出低電平；電池正常時(shí)，電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓，電壓比較模塊103輸出高電平。
[0029]開關(guān)控制模塊105用于輸出開關(guān)信號(hào)，從而控制可充電電池與負(fù)載的連接狀態(tài)。在電壓比較模塊103輸出高電平時(shí)，開關(guān)控制模塊105導(dǎo)通，開關(guān)控制模塊105后使得可充電電池與負(fù)載連接，可充電電池對(duì)負(fù)載供電。在電壓比較模塊103輸出低電平時(shí),開關(guān)控制模塊105截止，開關(guān)控制模塊105截止后，斷開可充電電池與負(fù)載的連接，可充電電池停止對(duì)負(fù)載供電，從而避免電池過放。
[0030]請(qǐng)結(jié)合圖2。
[0031]電壓檢測(cè)模塊包括穩(wěn)壓二極管VDl和分壓電阻Rl。
[0032]所述穩(wěn)壓二極管VDl和所述分壓電阻Rl串聯(lián)后并聯(lián)于所述可充電電池的正負(fù)極兩端，其中，所述穩(wěn)壓二極管VDl的負(fù)極與所述可充電電池的正極連接，所述分壓電阻Rl的一端與所述可充電電池的負(fù)極連接。
[0033]穩(wěn)壓二極管VDl的導(dǎo)通電壓為3V。
[0034]分壓電阻Rl的阻值為3M Ω。
[0035]電壓比較模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管V2。
[0036]所述場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極、源極和漏極對(duì)應(yīng)為所述電壓比較模塊的輸入端、接地端和輸出端。
[0037]場(chǎng)效應(yīng)管V2的型號(hào)為N溝道2N7002。
[0038]開關(guān)控制模塊包括分壓電阻R2和場(chǎng)效應(yīng)管VI。
[0039]所述分壓電阻R2并聯(lián)于所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極和柵極兩端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)為所述開關(guān)控制模塊的輸入端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的柵極與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)為所述開關(guān)控制模塊的控制端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的漏極為所述開關(guān)控制模塊的輸出端。
[0040]分壓電阻R2的阻值為2M Ω。
[0041]場(chǎng)效應(yīng)管Vl的型號(hào)為P溝道A04407。
[0042]在又一個(gè)實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)管V2和場(chǎng)效應(yīng)管Vl可以采用三極管替代。具體的，場(chǎng)效應(yīng)管V2采用N型三極管Q2替代，場(chǎng)效應(yīng)管Vl采用P型三極管Ql替代。因此，在穩(wěn)壓二極管VDl導(dǎo)通時(shí)，三極管Q2的基極為高電平，三極管Q2導(dǎo)通，三極管Q2的集電極輸出低電平到三極管Ql的基極，拉低三極管Ql的基極電壓，三極管Ql導(dǎo)通，可充電電池對(duì)負(fù)載供電。在穩(wěn)壓二極管VDl截止時(shí)，三極管Q2的基極為低電平，三極管Q2截止。因此三極管Ql的基極通過分壓電阻R2直接接可充電電池，因而，三極管Ql截止。
[0043]基于上述所有實(shí)施例，可充電電池的飽和電壓為6V。
[0044]基于上述所有實(shí)施例，可充電電池的過放保護(hù)電路的工作原理如下:
[0045]可充電電池對(duì)負(fù)載供電，在可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，穩(wěn)壓二極管VDl與分壓電阻Rl串聯(lián)后分得的電壓能夠達(dá)到穩(wěn)壓二極管VDl的擊穿導(dǎo)通電壓，因而穩(wěn)壓二極管VDl被擊穿反向?qū)?。此時(shí)分壓電阻Rl上分得的電壓即為電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓，分壓電阻Rl分得的電壓高于場(chǎng)效應(yīng)管V2的門限電壓，即大于電壓比較模塊103的基準(zhǔn)電壓，因此，場(chǎng)效應(yīng)管V2導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管V2輸出高電平。與場(chǎng)效應(yīng)管V2漏極連接的場(chǎng)效應(yīng)管Vl接收到高電平時(shí)導(dǎo)通，因此，可充電電池通過場(chǎng)效應(yīng)管Vl向負(fù)載供電。
[0046]在可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，穩(wěn)壓二極管VDl與分壓電阻Rl串聯(lián)后分得的電壓不足以使穩(wěn)壓二極管VDl擊穿導(dǎo)通，因而穩(wěn)壓二極管VDl截止。此時(shí)分壓電阻Rl上分得的電壓即為電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓，分壓電阻Rl分得的電壓低于場(chǎng)效應(yīng)管V2的門限電壓，S卩小于電壓比較模塊103的基準(zhǔn)電壓，因此，場(chǎng)效應(yīng)管V2截止，場(chǎng)效應(yīng)管V2輸出低電平。與場(chǎng)效應(yīng)管V2漏極連接的場(chǎng)效應(yīng)管Vl接收到低電平時(shí)截止，因此，可充電電池停止對(duì)負(fù)載供電。
[0047]上述可充電電池的過放保護(hù)電路通過電壓檢測(cè)模塊101檢測(cè)可充電電池的輸出電壓，在可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓大于電壓比較模塊103的基準(zhǔn)電壓，電壓比較模塊103輸出高電平使開關(guān)控制模塊105導(dǎo)通，因而可充電電池通過開關(guān)控制模塊105向負(fù)載供電。在可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，電壓檢測(cè)模塊101的輸出電壓小于電壓比較模塊103的極柱電壓，電壓比較模塊103輸出低電平使開關(guān)控制模塊105截止，因而可充電電池停止對(duì)負(fù)載供電，從而能夠通過電壓檢測(cè)模塊101、電壓比較模塊103及開關(guān)控制模塊105實(shí)現(xiàn)對(duì)可充電電池的過放保護(hù)，避免過放對(duì)可充電電池造成損壞。
[0048]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)人員來說，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】
1.一種可充電電池的過放保護(hù)電路,用于在可充電電池過放時(shí),截止可充電電池對(duì)外部設(shè)備放電，其特征在于，包括電壓檢測(cè)模塊、電壓比較模塊及開關(guān)控制模塊； 所述電壓檢測(cè)模塊的輸入端接所述可充電電池的正極，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出端接所述電壓比較模塊的輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端接所述開關(guān)控制模塊的控制端，所述開關(guān)控制模塊的輸入端接所述可充電電池的正極，所述開關(guān)控制模塊的輸出端接負(fù)載，所述電壓檢測(cè)模塊的接地端、所述電壓比較模塊的接地端均接所述可充電電池的負(fù)極； 所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到所述可充電電池的輸出電壓大于或等于放電閾值時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓大于所述電壓比較模塊的基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊輸出高電平，所述開關(guān)控制模塊接收到高電平時(shí)導(dǎo)通，所述可充電電池對(duì)負(fù)載供電； 所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到所述可充電電池的輸出電壓小于放電閾值時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓小于所述電壓比較模塊的基準(zhǔn)電壓，所述電壓比較模塊輸出低電平，所述開關(guān)控制模塊接收到低電平時(shí)截止，所述可充電電池停止對(duì)負(fù)載放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓檢測(cè)模塊包括穩(wěn)壓二極管VDl和分壓電阻Rl ； 所述穩(wěn)壓二極管VDl和所述分壓電阻Rl串聯(lián)后并聯(lián)于所述可充電電池的正負(fù)極兩端，其中，所述穩(wěn)壓二極管VDl的負(fù)極與所述可充電電池的正極連接，所述分壓電阻Rl的一端與所述可充電電池的負(fù)極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓二極管VDl的導(dǎo)通電壓為3V。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述分壓電阻Rl的阻值為3ΜΩ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓比較模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管V2, 所述場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極、源極和漏極對(duì)應(yīng)為所述電壓比較模塊的輸入端、接地端和輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述場(chǎng)效應(yīng)管V2的型號(hào)為N溝道2N7002。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)控制模塊包括分壓電阻R2和場(chǎng)效應(yīng)管Vl ； 所述分壓電阻R2并聯(lián)于所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極和柵極兩端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)為所述開關(guān)控制模塊的輸入端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的柵極與所述分壓電阻R2的公共連接點(diǎn)為所述開關(guān)控制模塊的控制端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的漏極為所述開關(guān)控制模塊的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述分壓電阻R2的阻值為2ΜΩ。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可充電電池的過放保護(hù)電路，其特征在于，所述場(chǎng)效應(yīng)管Vl的型號(hào)為P溝道A04407。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK104426138SQ201310364644
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】周明杰, 張飛 申請(qǐng)人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司