CN104242252B - 电池过放保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种电池过放保护电路，用于在电池过放时断开电池与负载间的连接，包括用于检测电池电压的电压检测模块、用于比较所述电压检测模块输出电压与基准电压的电压比较模块、用于根据所述电压比较模块输出信号输出开关信号的开关模块及用于控制电池与负载连接的电池保护模块；上述电池过放保护电路通过电压检测模块随时检测电池的电压，当电压检测模块检测到电池处于过放状态时，电压比较模块根据电压检测模块此时输出的电压控制开关模块导通，开关模块导通后控制电池保护模块断开电池与负载的连接，从而防止电池在过放时继续对负载供电，避免电池出现深度过放现象。
Description
技术领域
本发明涉及电池保护电路，特别是涉及一种防止电池过放的电池过放保护电路。
背景技术
电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，通常根据放电电流来确定放电截止电压。电池过放可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减，使得电池的使用寿命缩短。
发明内容
基于此，有必要提供一种防止电池过放的电池过放保护电路。
一种电池过放保护电路，用于在电池过放时断开电池与负载间的连接，包括用于检测电池电压的电压检测模块、用于比较所述电压检测模块输出电压与基准电压的电压比较模块、用于根据所述电压比较模块输出信号输出开关信号的开关模块及用于控制电池与负载连接的电池保护模块；
所述电压检测模块输入端用于与电池正极电连接，所述电压检测模块的输出端与所述电压比较模块的输入端电连接，所述电压检测模块的接地端接地；
所述电压比较模块的基准端输入基准电压，所述电压比较模块的输出端与所述开关模块的控制端电连接，所述电压比较模块的电源端接电池正极，所述电压比较模块的接地端接地；
所述开关模块的输出端与所述电池保护模块的输入端电连接，所述开关模块的接地端接地；
所述电池保护模块的输出端用于连接电池正极与负载；
所述电压检测模块检测到电池处于过放状态时，所述电压比较模块根据所述电压检测模块的输出电压控制所述开关模块导通，所述开关模块导通后控制所述电池保护模块断开电池与负载的连接；
所述电压检测模块检测到电池电压正常时，所述电压比较模块根据所述电压检测模块的输出电压控制所述开关模块截止，所述开关模块截止后控制所述电池保护模块的输出端连接电池正极与负载。
在其中一个实施例中，还包括用于指示电池过放的过放指示模块；所述过放指示模块的输入端在所述电池保护模块断开电池正极与负载连接时、与所述负载保护模块的输出端电连接，所述过放指示模块的接地端接地。
在其中一个实施例中，所述过放指示模块包括常开开关的常开触点、分压电阻R5和LED，所述分压电阻R5一端与所述LED的正极连接，所述LED的负极接地，所述分压电阻R5的另一端接常开开关的常开触点，所述常开开关的常开触点用于在所述电池保护模块断开电池正极与负载连接时、与所述电池保护模块的输出端电连接。
在其中一个实施例中，所述电压检测模块包括可调电阻R1和分压电阻R2，所述可调电阻R1与所述分压电阻R2串联在电池正极与接地端之间，所述可调电阻R1的一端与所述电池正极电连接，所述分压电阻R2的一端接地，所述可调电阻R1与所述分压电阻R2的公共连接点与所述电压比较模块的输入端电连接。
在其中一个实施例中，所述电压比较模块包括分压电阻R3、分压电阻R4和比较器U1，所述比较器U1的正相输入端与所述电压检测模块的输出端电连接，所述比较器U1的反相输入端输入基准电压，所述比较器U1的输出端与所述分压电阻R3的一端电连接，所述分压电阻R3的另一端与所述分压电阻R4的一端电连接，所述分压电阻R4的另一端接地，所述分压电阻R3和所述分压电阻R4的公共连接点与所述开关模块的控制端电连接。
在其中一个实施例中，所述开关模块包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极与所述电压比较模块的输出端电连接，所述三极管Q1的集电极接地，所述三极管Q1的发射极与所述电池保护模块的输入端电连接。
在其中一个实施例中，所述电池保护模块包括继电器K和二极管D1，所述二极管D1并联于所述继电器K电子线圈的两端，所述二极管D1的正极与所述继电器K电子线圈的公共连接点与所述开关模块的输出端电连接，所述二极管D1的负极与所述继电器K电子线圈的公共连接点与所述电池正极电连接，所述继电器K的常闭开关K-1连接于所述电池正极与负载之间。
上述电池过放保护电路通过电压检测模块随时检测电池的电压，当电压检测模块检测到电池处于过放状态时，电压比较模块根据电压检测模块此时输出的电压控制开关模块导通，开关模块导通后控制电池保护模块断开电池与负载的连接，从而防止电池在过放时继续对负载供电，避免电池出现深度过放现象。
附图说明
图1为电池过放保护电路的模块图；
图2为电池过放保护电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示，为电池过放保护电路的模块图。
一种电池过放保护电路，用于在电池过放时断开电池与负载间的连接，包括用于检测电池电压的电压检测模块102、用于比较所述电压检测模块102输出电压与基准电压的电压比较模块104、用于根据所述电压比较模块104输出信号输出开关信号的开关模块106及用于控制电池与负载连接的电池保护模块108。
所述电压检测模块102输入端用于与电池正极电连接，所述电压检测模块102的输出端与所述电压比较模块104的输入端电连接，所述电压检测模块102的接地端接地。
所述电压比较模块104的基准端输入基准电压，所述电压比较模块104的输出端与所述开关模块106的控制端电连接，所述电压比较模块104的电源端接电池正极，所述电压比较模块104的接地端接地。
所述开关模块106的输出端与所述电池保护模块108的输入端电连接，所述开关模块106的接地端接地。
所述电池保护模块108的输出端用于连接电池正极与负载。
所述电压检测模块102检测到电池处于过放状态时，所述电压比较模块104根据所述电压检测模块102的输出电压控制所述开关模块106导通，所述开关模块106导通后控制所述电池保护模块108断开电池与负载的连接。
所述电压检测模块102检测到电池电压正常时，所述电压比较模块104根据所述电压检测模块102的输出电压控制所述开关模块106截止，所述开关模块106截止后控制所述电池保护模块108的输出端连接电池正极与负载。
电压检测模块102用于检测电池电压，并将检测到的电池电压转换成输出电压输出给电压比较模块104。具体地，电池过放时，电压检测模块102的输出电压小于基准电压；电池正常时，电压检测模块102的输出电压大于或等于基准电压。
电压比较模块104用于比较电压检测模块102的输出电压与基准电压之间的大小关系，并输出比较结果。具体地，电池过放时，电压检测模块102的输出电压小于基准电压，电压比较模块104输出低电平；电池正常时，电压检测模块102的输出电压大于或等于基准电压，电压比较模块104输出高电平。
开关模块106用于输出开关信号，从而控制电压保护模块108的连接状态。在电压比较模块104输出低电平时，开关模块106导通，开关模块106导通后使得电压保护模块108得电，电压保护模块108得电时电压保护模块108的输出端连接电池正极与负载。在电压比较模块104输出高电平时，开关模块106截止，开关模块106截止后使得电压保护模块108失电，电压保护模块108失电时，电压保护模块108的输出端断开电池与负载的连接。电池停止对负载供电，从而避免电池过放。
请结合图2。
电压检测模块102包括可调电阻R1和分压电阻R2，所述可调电阻R1与所述分压电阻R2串联在电池正极与接地端之间，所述可调电阻R1的一端与所述电池正极电连接，所述分压电阻R2的一端接地，所述可调电阻R1与所述分压电阻R2的公共连接点与所述电压比较模块104的输入端电连接。
电压比较模块104包括分压电阻R3、分压电阻R4和比较器U1，所述比较器U1的正相输入端与所述电压检测模块102的输出端电连接，所述比较器U1的反相输入端输入基准电压，所述比较器U1的输出端与所述分压电阻R3的一端电连接，所述分压电阻R3的另一端与所述分压电阻R4的一端电连接，所述分压电阻R4的另一端接地，所述分压电阻R3和所述分压电阻R4的公共连接点与所述开关模块106的控制端电连接。
开关模块106包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极与所述电压比较模块104的输出端电连接，所述三极管Q1的集电极接地，所述三极管Q1的发射极与所述电池保护模块108的输入端电连接。
电池保护模块108包括继电器K和二极管D1，所述二极管D1并联于所述继电器K电子线圈的两端，所述二极管D1的正极与所述继电器K电子线圈的公共连接点与所述开关模块106的输出端电连接，所述二极管D1的负极与所述继电器K电子线圈的公共连接点与所述电池正极电连接，所述继电器K的常闭开关K-1连接于所述电池正极与负载之间。
电池过放保护电路还包括用于指示电池过放的过放指示模块110；所述过放指示模块110的输入端在所述电池保护模块108断开电池正极与负载连接时、与所述负载保护模块108输出端电连接，所述过放指示模块110的接地端接地。
过放指示模块110包括常开开关的常开触点、分压电阻R5和LED，所述分压电阻R5一端与所述LED的正极连接，所述LED的负极接地，所述分压电阻R5的另一端接常开开关的常开触点，所述常开开关的常开触点用于在所述电池保护模块108断开电池正极与负载连接时、与所述电池保护模块108的输出端电连接。
基于上述所有实施例，电池过放保护电路的工作原理如下：
首先根据电池的过放电压设置基准电压大小。在基准电压设置完成后，根据可调电阻R1和分压电阻R2的阻值大小及基准电压能够确定可调电阻的电阻值。因此，在固定可调电阻R1的阻值后，就能够确定在电池出现过放电压时，电压检测模块102能够检测到。
在电池的电压正常时，可调电阻R1和分压电阻R2根据分压原理，分压电阻R2两端分得的电压高于基准电压，因此比较器U1输出高电平。比较器U1输出的高电平通过分压电阻R3和分压电阻R4将高电平提供给三极管Q1的基极。由于三极管Q1是PNP型三极管，因此，在三极管Q1的基极电平为高电平时，三极管Q1截止。三极管Q1截止后，继电器K的电子线圈不得电，因此，继电器K的常闭开关K-1保持闭合。电池正极则通过继电器K的常闭开关K-1与负载连接，电池正常给负载供电。
在电池的电压达到过放电压时，可调电阻R1和分压电阻R2根据分压原理，分压电阻R2两端分得的电压低于基准电压，因此比较器U1输出低电平。比较器U1输出的低电平通过分压电阻R3和分压电阻R4将高电平提供给三极管Q1的基极。由于三极管Q1是PNP型三极管，因此，在三极管Q1的基极电平为低电平时，三极管Q1导通。三极管Q1导通后，继电器K的电子线圈得电，继电器K的常闭开关K-1断开与负载的连接，而与过放指示模块110的常开开关的常开触点连接。因而电池正极断开与负载的连接，而与过放指示模块110连接，因此，LED点亮，指示电池此时处于过放状态。
上述电池过放保护电路通过电压检测模块102随时检测电池的电压，当电压检测模块102检测到电池处于过放状态时，电压比较模块104根据电压检测模块102此时输出的电压控制开关模块106导通，开关模块106导通后控制电池保护模块108断开电池与负载的连接，从而防止电池在过放时继续对负载供电，避免电池出现深度过放现象。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种电池过放保护电路，用于在电池过放时断开电池与负载间的连接，其特征在于，包括用于检测电池电压的电压检测模块、用于比较所述电压检测模块输出电压与基准电压的电压比较模块、用于根据所述电压比较模块输出信号输出开关信号的开关模块及用于控制电池与负载连接的电池保护模块；
所述电压检测模块输入端用于与电池正极电连接，所述电压检测模块的输出端与所述电压比较模块的输入端电连接，所述电压检测模块的接地端接地；
所述电压比较模块的基准端输入基准电压，所述电压比较模块的输出端与所述开关模块的控制端电连接，所述电压比较模块的电源端接电池正极，所述电压比较模块的接地端接地；
所述开关模块的输出端与所述电池保护模块的输入端电连接，所述开关模块的接地端接地；
所述电池保护模块的输出端用于连接电池正极与负载；
所述电压检测模块检测到电池处于过放状态时，所述电压比较模块根据所述电压检测模块的输出电压控制所述开关模块导通，所述开关模块导通后控制所述电池保护模块断开电池与负载的连接；
所述电压检测模块检测到电池电压正常时，所述电压比较模块根据所述电压检测模块的输出电压控制所述开关模块截止，所述开关模块截止后控制所述电池保护模块的输出端连接电池正极与负载；
所述开关模块包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极与所述电压比较模块的输出端电连接，所述三极管Q1的集电极接地，所述三极管Q1的发射极与所述电池保护模块的输入端电连接；
所述电池保护模块包括继电器K和二极管D1，所述二极管D1并联于所述继电器K电子线圈的两端，所述二极管D1的正极与所述继电器K电子线圈的公共连接点与所述开关模块的输出端电连接，所述二极管D1的负极与所述继电器K电子线圈的公共连接点与所述电池正极电连接，所述继电器K的常闭开关K-1连接于所述电池正极与负载之间；
电池过放保护电路还包括用于指示电池过放的过放指示模块；所述过放指示模块的输入端在所述电池保护模块断开电池正极与负载连接时与所述电池保护模块的输出端电连接，所述过放指示模块的接地端接地；
三极管Q1是PNP型三极管；在三极管Q1的基极电平为低电平时，三极管Q1导通；三极管Q1导通后，继电器K的电子线圈得电，继电器K的常闭开关K-1断开与负载的连接，而与过放指示模块的常开开关的常开触点连接；
在三极管Q1的基极电平为高电平时，三极管Q1截止；三极管Q1截止后，继电器K的电子线圈不得电，因此，继电器K的常闭开关K-1保持闭合；电池正极则通过继电器K的常闭开关K-1与负载连接，电池正常给负载供电；
所述电压检测模块包括可调电阻R1和分压电阻R2，所述可调电阻R1与所述分压电阻R2串联在电池正极与接地端之间，所述可调电阻R1的一端与所述电池正极电连接，所述分压电阻R2的一端接地，所述可调电阻R1与所述分压电阻R2的公共连接点与所述电压比较模块的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述过放指示模块包括常开开关的常开触点、分压电阻R5和LED，所述分压电阻R5一端与所述LED的正极连接，所述LED的负极接地，所述分压电阻R5的另一端接常开开关的常开触点，所述常开开关的常开触点用于在所述电池保护模块断开电池正极与负载连接时、与所述电池保护模块的输出端电连接。
3.根据权利要求1所述的电池过放保护电路，其特征在于，所述电压比较模块包括分压电阻R3、分压电阻R4和比较器U1，所述比较器U1的正相输入端与所述电压检测模块的输出端电连接，所述比较器U1的反相输入端输入基准电压，所述比较器U1的输出端与所述分压电阻R3的一端电连接，所述分压电阻R3的另一端与所述分压电阻R4的一端电连接，所述分压电阻R4的另一端接地，所述分压电阻R3和所述分压电阻R4的公共连接点与所述开关模块的控制端电连接。
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