一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，包括DC-DC電源電路、電壓采集電路、控制電路和繼電器電路；保護(hù)裝置外接鋰電池，鋰電池的輸出端分別與DC-DC電源電路、電壓采集電路和繼電器電路的輸入端相連接；DC-DC電源電路的輸出端分別與電壓采集電路輸入端、控制電路的輸入端相連接，電壓采集電路的輸出端與控制電路的輸入端相連接，控制電路的輸出端與繼電器的輸入端相連接。本實(shí)用新型具有功耗低，可配置，壽命長等特點(diǎn)，能夠適應(yīng)多種電壓工作環(huán)境。
【專利說明】一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于欠壓保護(hù)裝置領(lǐng)域，特別是一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于鋰電池比傳統(tǒng)電池具有明顯的優(yōu)勢，鋰電池系統(tǒng)在礦山中的使用越來越廣泛。這些系統(tǒng)的電池在電量過低的情況下，鋰電池將過放電，過放電會對鋰電池造成嚴(yán)重的、不可逆的損害。所以，鋰電池欠壓保護(hù)裝置是鋰電池系統(tǒng)的必備裝置。傳統(tǒng)的使用鋰電池供電的欠壓保護(hù)裝置本身就是一種用電器，功耗大的欠壓保護(hù)裝置仍然會造成鋰電池的過放電。
[0003]由上可知，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種低功耗的鋰電池欠壓保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)鋰電池的欠壓保護(hù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種防止鋰電池過度放電的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案:一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，包括DC-DC電源電路、電壓采集電路、控制電路和繼電器電路；保護(hù)裝置外接鋰電池，所述鋰電池分別與DC-DC電源電路、電壓采集電路和繼電器電路的輸入端相連接；所述DC-DC電源電路的輸出端分別與電壓采集電路輸入端、控制電路的輸入端相連接，所述電壓采集電路的輸出端與控制電路的輸入端相連接，控制電路的輸出端與繼電器的輸入端相連接。
[0006]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是:1)本實(shí)用新型的工作電壓范圍大，能夠在36V-72V下穩(wěn)定工作；2)本實(shí)用新型在保護(hù)狀態(tài)下，整個系統(tǒng)的工作電壓小于3mA，具有低功耗的特點(diǎn)；3)本實(shí)用新型對電池組實(shí)際采樣的精度范圍在0.00028V?0.00014V,與傳統(tǒng)單純由模擬電路構(gòu)成的采樣電路相比，具有采樣精度高的特點(diǎn)，能夠降低由溫度的因素造成的保護(hù)電壓值漂移。
[0007]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置原理圖。
[0009]圖2是本實(shí)用新型的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置的DC-DC電源電路圖。
[0010]圖3是本實(shí)用新型的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置的電壓采集電路圖。
[0011]圖4是本實(shí)用新型的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置的控制電路圖。
[0012]圖5是本實(shí)用新型的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置的繼電器電路圖。
【具體實(shí)施方式】[0013]結(jié)合圖1-圖5，本實(shí)用新型的一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，包括DC-DC電源電路、電壓采集電路、控制電路和繼電器電路；保護(hù)裝置外接鋰電池，所述鋰電池分別與DC-DC電源電路、電壓采集電路和繼電器電路的輸入端相連接；所述DC-DC電源電路的輸出端分別與電壓采集電路輸入端、控制電路的輸入端相連接，所述電壓采集電路的輸出端與控制電路的輸入端相連接，控制電路的輸出端與繼電器的輸入端相連接。
[0014]所述DC-DC電源電路包括第十一電容C11、第十二電容C12、第九電容C9和DC-DC電源芯片U4 ;所述第^ 電容Cll的一端與輸入電池電壓Vbat相連接,第^ 電容Cll的另一端接地；所述第十二電容C12的一端與輸入電池電壓Vbat相連接，第十二電容C12的另一端接地；所述DC-DC電源芯片U4的引腳I與輸入電池電壓Vbat相連接，DC-DC電源芯片U4的引腳2接地，DC-DC電源芯片U4的引腳3與輸出電壓V5相連接，引腳3同時還與第九電容C9的一端相連接，第九電容C9的另一端接地。
[0015]所述電壓采集電路包括第一滑動電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13和集成運(yùn)算放大器Ul ;其中第一滑動電阻Rl的可調(diào)端與輸入電池電壓Vbat相連接,第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端相連接；第二電阻R2的另一端與第三電阻R3的一端相連接，同時還與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳3相連接，第三電阻R3的另一端接地；第十一電阻Rll的一端與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳5相連接，第十一電阻Rll的另一端接地；第十二電阻R12的一端與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳6相連接，第十二電阻R12的另一端接地；第十三電阻R13的一端與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳7相連接，第十三電阻R13的另一端接地；集成運(yùn)算放大器Ul的引腳I和引腳2與V_TEST相連接，集成運(yùn)算放大器Ul的引腳4GND接地，集成運(yùn)算放大器Ul的引腳8與DC-DC電源電路的輸出電壓V5相連接。
[0016]所述控制電路包括PIC單片機(jī)U2，PIC單片機(jī)U2的引腳2與DC-DC電源電路的輸出電壓V5相連接，PIC單片機(jī)U2的引腳4作為控制電路的輸出端，PIC單片機(jī)U2的引腳5與電壓采集電路的V_TEST相連接，PIC單片機(jī)U2的引腳7接地。
[0017]所述繼電器電路包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、三極管Ql和繼電器J3,所述第五電阻R5的一端與控制電路的輸出端相連接,第五電阻R5的另一端與三極管QI的引腳I相連接，同時還與第四電阻R4的一端相連接，第四電阻R4的另一端接地；三極管Ql的引腳3與第六電阻R6的一端相連接,第六電阻R6的另一端與DC-DC電源電路的輸出電壓V5相連接，三極管Ql的引腳2與繼電器J3引腳I相連接，繼電器J3引腳2接地。
[0018]所述DC-DC電源電路輸入電壓范圍36V-72V DC，輸出為5V DC7DC-DC電源芯片為廣州金升陽電子有限公司的K78U05-500。
[0019]所述電壓采集電路的集成運(yùn)算放大器Ul型號為MOTOROLA公司的LM358。
[0020]所述控制電路的PIC單片機(jī)U2型號為PIC10F222。
[0021]所述繼電器J3型號為美格爾電子電器有限公司的MGR-1DD220D10。
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1所示，一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，包括DC-DC電源電路、電壓采集電路、控制電路和繼電器電路；保護(hù)裝置外接鋰電池，所述鋰電池的輸出端分別與DC-DC電源電路、電壓采集電路和繼電器電路的輸入端相連接；所述DC-DC電源電路的輸出端分別與電壓采集電路輸入端、控制電路的輸入端相連接，所述電壓采集電路的輸出端與控制電路的輸入端相連接，控制電路的輸出端與繼電器的輸入端相連接。
[0025]如圖2所示，DC/DC電源電路采用寬電壓輸入芯片，輸入電壓范圍36V-72V DC，輸出為5V DC, DC-DC電源芯片為廣州金升陽電子有限公司的K78U05-500。DC-DC電源電路包括第十一電容C11、第十二電容C12、第九電容C9和DC-DC電源芯片U4 ;所述第十一電容Cll的一端與輸入電池電壓Vbat相連接,第^ 電容Cll的另一端接地；所述第十二電容C12的一端與輸入電池電壓Vbat相連接，第十二電容C12的另一端接地；所述DC-DC電源芯片U4的引腳I與輸入電池電壓Vbat相連接，DC-DC電源芯片U4的引腳2接地，DC-DC電源芯片U4的引腳3與輸出電壓V5相連接，引腳3同時還與第九電容C9的一端相連接，第九電容C9的另一端接地。
[0026]其中第十一電容(:11的電容為10肛，電壓200V ;第十二電容C12的電容為0.1uf,電壓為100V ;第九電容C9的電容為10uF。
[0027]如圖3所示，電壓采集電路包括第一滑動電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13和集成運(yùn)算放大器Ul ;其中第一滑動電阻Rl的可調(diào)端與輸入電池電壓Vbat相連接，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端相連接；第二電阻R2的另一端與第三電阻R3的一端相連接，同時還與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳3相連接，第三電阻R3的另一端接地；第十一電阻Rll的一端與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳5相連接，第十一電阻Rll的另一端接地；第十二電阻R12的一端與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳6相連接，第十二電阻R12的另一端接地；第十三電阻R13的一端與集成運(yùn)算放大器Ul的引腳7相連接，第十三電阻R13的另一端接地；集成運(yùn)算放大器Ul的引腳I和引腳2與V_TEST相連接，集成運(yùn)算放大器Ul的引腳4GND接地，集成運(yùn)算放大器Ul的引腳8與DC-DC電源電路的輸出電壓V5相連接。
[0028]如圖4所示，控制電路包括PIC單片機(jī)U2，PIC單片機(jī)U2的引腳2與DC-DC電源電路的輸出電壓V5相連接，PIC單片機(jī)U2的引腳4作為控制電路的輸出端，PIC單片機(jī)U2的引腳5與電壓采集電路的V_TEST相連接，PIC單片機(jī)U2的引腳7接地。控制電路采用低功耗單片機(jī)PIC10F222。
[0029]如圖5所示，繼電器電路包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、三極管Ql和繼電器J3,所述第五電阻R5的一端與控制電路的輸出端相連接,第五電阻R5的另一端與三極管Ql的引腳I相連接，同時還與第四電阻R4的一端相連接，第四電阻R4的另一端接地；三極管Ql的引腳3與第六電阻R6的一端相連接，第六電阻R6的另一端與DC-DC電源電路的輸出電壓V5相連接，三極管Ql的引腳2與繼電器J3引腳I相連接，繼電器J3引腳2接地。 [0030]本實(shí)用新型的工作電壓范圍大，能夠在36V-72V下穩(wěn)定工作；并且在保護(hù)狀態(tài)下，整個系統(tǒng)的工作電壓小于3mA，具有低功耗的特點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，包括DC-DC電源電路、電壓采集電路、控制電路和繼電器電路；保護(hù)裝置外接鋰電池，所述鋰電池分別與DC-DC電源電路、電壓采集電路和繼電器電路的輸入端相連接；所述DC-DC電源電路的輸出端分別與電壓采集電路輸入端、控制電路的輸入端相連接，所述電壓采集電路的輸出端與控制電路的輸入端相連接，控制電路的輸出端與繼電器的輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述DC-DC電源電路包括第十一電容(C11)、第十二電容(C12)、第九電容(C9)和DC-DC電源芯片(U4)；所述第i 電容(Cll)的一端與輸入電池電壓(Vbat)相連接,第^ 電容(Cll)的另一端接地；所述第十二電容(C12)的一端與輸入電池電壓(Vbat)相連接，第十二電容(C12)的另一端接地；所述DC-DC電源芯片(U4)的引腳I (Vin)與輸入電池電壓(Vbat)相連接，DC-DC電源芯片(U4)的引腳2 (GND)接地，DC-DC電源芯片(U4)的引腳3(Vout)與輸出電壓(V5)相連接，引腳3 (Vout)同時還與第九電容(C9)的一端相連接，第九電容(C9)的另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述電壓采集電路包括第一滑動電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第十一電阻(R11)、第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)和集成運(yùn)算放大器(Ul);其中第一滑動電阻(Rl)的可調(diào)端與輸入電池電壓(Vbat)相連接，第一滑動電阻(Rl)的另一端與第二電阻(R2)的一端相連接；第二電阻(R2)的另一端與第三電阻(R3)的一端相連接，第二電阻(R2)的另一端同時還與集成運(yùn)算放大器(Ul)的引腳3 (1IN+)相連接，第三電阻(R3)的另一端接地；第十一電阻(Rll)的一端與集成運(yùn)算放大器(Ul)的引腳5 (2IN+)相連接，第十一電阻(Rll)的另一端接地；第十二電阻(R12)的一端與集成運(yùn)算放大器(Ul)的引腳6 (2IN-)相連接，第十二電阻(R12)的另一端接地；第十三電阻(R13)的一端與集成運(yùn)算放大器(Ul)的引腳7 (20UT)相連接，第十三電阻(R13)的另一端接地；集成運(yùn)算放大器(Ul)的引腳I (IOUT) I和引腳2(1IN-)為電壓采集電 路的輸出端，集成運(yùn)算放大器(Ul)的引腳4 (GND)接地，集成運(yùn)算放大器(Ul)的引腳8 (VCC)與DC-DC電源電路的輸出電壓(V5)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述控制電路包括PIC單片機(jī)(U2)，PIC單片機(jī)(U2)的引腳2 (VDD)與DC-DC電源電路的輸出電壓(V5)相連接，PIC單片機(jī)(U2)的引腳4 (GPl)作為控制電路的輸出端，PIC單片機(jī)(U2)的引腳5 (GPO)與電壓采集電路的輸出端相連接，PIC單片機(jī)(U2)的引腳7 (VSS)接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述繼電器電路包括第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、三極管(Ql)和繼電器(J3)，所述第五電阻(R5)的一端與控制電路的輸出端相連接,第五電阻(R5)的另一端與三極管(Ql)的引腳I相連接，同時還與第四電阻(R4)的一端相連接，第四電阻(R4)的另一端接地；三極管(Ql)的引腳3與第六電阻(R6)的一端相連接，第六電阻(R6)的另一端與DC-DC電源電路的輸出電壓(V5)相連接，三極管(Ql)的引腳2與繼電器(J3)引腳I相連接，繼電器(J3)引腳2接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述DC-DC電源電路輸入電壓范圍36V-72V DC，輸出為5V DC7DC-DC電源芯片為廣州金升陽電子有限公司的 K78U05-500。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述集成運(yùn)算放大器(Ul)型號為MOTOROLA公司的LM358。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述PIC單片機(jī)(U2)型號為 MICROCHIP 公司的 PIC10F222。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦用低功耗鋰電池欠壓保護(hù)裝置，其特征在于，繼電器(J3)型號為美格爾電子電器有限公司的MGR-1DD220D10。
【文檔編號】H02H7/18GK203761033SQ201420144995
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】李臣, 付光躍, 陳布亮, 陳國華, 郭瀟湧, 鄭朝陽, 李紅星, 玄甲輝, 張貝貝, 林冬冬 申請人:江蘇杰瑞科技集團(tuán)有限責(zé)任公司