CN102097837A - 一种灶具余热发电的充电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灶具余热发电的充电保护电路，其特征在于，它包括一主要由若干个三极管和电阻组成的充电控制电路；一电位比较电路，主要由电位比较器及若干个电阻组成，判断蓄电池的当前电位并进而对充电电路进行控制；以及DC/DC变压电源，包括电源变压器及其上连接的电容、二极管，将输入的低位电源变压为一稳定直流电压，作为电路其他部分的输入电源和充电电路的输入电源。本发明只能发电芯片对蓄电池充电，不能蓄电池对发电芯片放电，只有当蓄电池电位低于某一略高于蓄电池能对外工作的极限电位的下限电位时，电路才启动对蓄电池的充电，可延长蓄电池寿命，有效防止蓄电池损坏甚至***。
Description
技术领域
本发明涉及燃气炉具技术领域，更具体的是涉及一种灶具余热发电的充电保护电路。
背景技术
目前，节能减排已经上升为国家战略。利用低位能源发电以满足部分器具的电力需求是节能减排的一个重要方向。其中利用灶具余热发电的技术也吸引了许多人进行研究。另一方面，由于目前家用灶具中电能的利用仅仅是用于点火和安全保护，用电量少，使用成本昂贵的余热发电技术来代替干电池在经济上不合算，因此一般研究者很少会深入思考具体的应用技术。在我们进行的灶具余热利用研究中，我们通过利用温差发电芯片可以实现所需的发电功能并能对蓄电池进行充电。存在的问题是，一方面，蓄电池饱满后无法自动停止充电，会导致蓄电池损坏甚至***；另一方面，当灶具冷却后，蓄电池的电回流，自动放电；此外，每次灶具使用时发电芯片都能产生电能，并对蓄电池充电，会导致蓄电池的寿命缩短。因此，我们需要一个专用的充电保护电路，能实现如下功能：
1、电流只能单向流动，即只能发电芯片对蓄电池充电，不能蓄电池对发电芯片放电；
2、当蓄电池的电位达到饱满电位Vmax时，电路自动停止充电，进入保护状态；
3、只有当蓄电池电位低于某一略高于蓄电池能对外工作的极限电位的下限电位Vmin时，电路才启动对蓄电池的充电。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种结构简单、环保节能、寿命长，而且工作安全的灶具余热发电的充电保护电路。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种灶具余热发电的充电保护电路，其特征在于，它包括一主要由若干个三极管和电阻组成的充电控制电路；一电位比较电路，主要由电位比较器及若干个电阻组成，判断蓄电池的当前电位并进而对充电电路进行控制；以及DC/DC变压电源，包括电源变压器及其上连接的电容、二极管，将输入的低位电源变压为一稳定直流电压，作为电路其他部分的输入电源和充电电路的输入电源。
作为上述方案的进一步说明，所述电位比较电路由1个电位比较器U1及4个电阻R1～R4组成，电阻R3、R4组成电位比较电路的基准臂，电阻R1、R2组成电池电位输入臂，Vcc来自电源变压电路的Vout，Vbatt来自蓄电池。
所述电位比较器U1采用双路差分比较器LM393P，其工作电压低至2V。
所述充电控制部分由3个三极管Q1～Q3和5个电阻R5～R9组成，三极管Q2的基极通过电阻R6连接三极管Q1的发射极，三极管Q3的基极通过电阻R8连接三极管Q2的发射极，三极管Q3的集电极通过电阻R9连接蓄电池。
所述DC/DC变压电源由电源变压器U2和1个二极管D1、1个电容C1组成，电源变压器U2采用RN5RK331A，发电芯片通过二极管D1给电容C1充电，抬高电源变压器U2的CE脚电位，使U2启动，Lx端有一电位，U2的Vout输出电压，作为电位比较器的驱动电压及充电电路中三极管的驱动电压。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
1、本发明采用电源变压器及其上连接的电容、二极管构成的DC/DC变压电源，电流只能单向流动，即只能发电芯片对蓄电池充电，不能蓄电池对发电芯片放电；
2、本发明通过电位比较电路实现电池低于某临界电位才能进行充电，当蓄电池的电位达到饱满电位Vmax时，电路自动停止充电，进入保护状态；只有当蓄电池电位低于某一略高于蓄电池能对外工作的极限电位的下限电位Vmin时，电路才启动对蓄电池的充电。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
附图标记说明：1、充电控制电路 2、电位比较电路 3、DC/DC变压电源
具体实施方式
如图1所示，一种灶具余热发电的充电保护电路，它包括一主要由若干个三极管和电阻组成的充电控制电路1；一电位比较电路2，主要由电位比较器及若干个电阻组成，判断蓄电池的当前电位并进而对充电电路进行控制；以及DC/DC变压电源3，包括电源变压器及其上连接的电容、二极管，将输入的低位电源变压为一稳定直流电压，作为电路其他部分的输入电源和充电电路的输入电源。本实施例中，电位比较部分由1个电位比较器U1及4个电阻R1～R4组成。其中R3、R4组成电位比较电路的基准臂，Vcc来自电源变压部分的Vout。R1、R2组成电池电位输入臂。在充电进行时，U1的7脚是低电平，当Vbatt＞Vmax时，U1的5脚电位高于6脚，U1的7脚输出一个高电平，维持5脚电位高于6脚，充电控制部分停止对Vbatt充电。随着蓄电池用电，Vbatt下降，直到Vbatt＜Vmin，U1的5脚电平低于6脚电平，U1的7脚输出一个低电平，维持5脚电平低于6脚，充电控制电路对电池进行充电。充电控制部分由3个三极管Q1～Q3和5个电阻R5～R9组成。当U1的7脚输出1个高电平时，Q1导通，Q2的基极低电平，Q2开路，Q3的基极高电平，Q3开路，R9没有电流通过，Vbatt不充电。当U1的7脚低电平时，Q1开路，Q2基极高电平，Q2通路，Q3的基极低电平，Q3通路，R9有电流通过，Vbatt充电。电源变压部分主体是个DC/DC电源转换器，在发电芯片产生电势后，经过二极管D1对电容C1充电，电源变压器U2的CE极电平升高，使U2启动。在U2的5脚输入一个电平后，2脚输出一个恒定的电压Vcc，作为电路其他部分的电源，并作为充电的电源。当发电芯片冷却后，发电芯片电位消失，在二极管的作用下，电池不会反向放电。通过改变R3、R4的值，可以调整U1的6脚处的基准电平。通过调整R1和R2的值，可以实现不同的Vmax和Vmin。
作为上述技术方案的一个实施案例，电位比较器U1采用双路差分比较器LM393P，其工作电压可以低至2V，可以实现上述的6、7脚的比较判断。DC/DC变压电路U2采用RN5RK331A，当发电芯片通过二极管给电容C1充电，抬高U2的CE脚电位，使U2启动，这时由于Lx端有一电位，U2的Vout输出一个3.3的电压，作为U1的驱动电压及充电电路中三个三极管的驱动电压。本电路可以给一个额定电压为1.2V的氢镍电池充电，实现只有当电池电压低于1.0V时才启动充电，当电池电压达到1.3V时停止充电。充电保护电路输入端的启动电压约1.0V，此时U2的输出电流可达到30mA。U2也可采用RN5R501A代替，经过调整各相应电阻后，这时充电保护电路可以给3V左右的电池组充电。
灶具余热发电产生的电能具有如下特点：1、能量低；2、能量附着(加热)时间不断升高，要适应这样的能源特点采用本方案的电压变换模块以及其***驱动电路是比较合理的。此外，本方案较一般充电电路有二点显著特点：1、电压变压部分；2、通过电位比较电路实现电池低于某于临界电位才能进行充电。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种灶具余热发电的充电保护电路，其特征在于，它包括一主要由若干个三极管和电阻组成的充电控制电路；一电位比较电路，主要由电位比较器及若干个电阻组成，判断蓄电池的当前电位并进而对充电电路进行控制；以及DC/DC变压电源，包括电源变压器及其上连接的电容、二极管，将输入的低位电源变压为一稳定直流电压，作为电路其他部分的输入电源和充电电路的输入电源。
2.根据权利要求1所述的灶具余热发电的充电保护电路，其特征在于，所述电位比较电路由1个电位比较器U1及4个电阻R1～R4组成，电阻R3、R4组成电位比较电路的基准臂，电阻R1、R2组成电池电位输入臂，Vcc来自电源变压电路的Vout，Vbatt来自蓄电池。
3.根据权利要求2所述的灶具余热发电的充电保护电路，其特征在于，所述电位比较器U1采用双路差分比较器LM393P，其工作电压低至2V。
4.根据权利要求1所述的灶具余热发电的充电保护电路，其特征在于，所述充电控制部分由3个三极管Q1～Q3和5个电阻R5～R9组成，三极管Q2的基极通过电阻R6连接三极管Q1的发射极，三极管Q3的基极通过电阻R8连接三极管Q2的发射极，三极管Q3的集电极通过电阻R9连接蓄电池。
5.根据权利要求1所述的灶具余热发电的充电保护电路，其特征在于，所述DC/DC变压电源由电源变压器U2和1个二极管D1、1个电容C1组成，电源变压器U2采用RN5RK331A，发电芯片通过二极管D1给电容C1充电，抬高电源变压器U2的CE脚电位，使U2启动，Lx端有一电位，U2的Vout输出电压，作为电位比较器的驱动电压及充电电路中三极管的驱动电压。
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| CN2812376Y (zh) * | 2005-07-29 | 2006-08-30 | 揭雪强 | 一种全自动高电压大电流蓄电池组的脉冲充电机 |
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