CN106685004A - 充电电池的反接保护电路及反接保护装置 - Google Patents

充电电池的反接保护电路及反接保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充电电池的反接保护电路及反接保护装置，一种充电电池的反接保护电路，所述充电电池通过接触器与充电设备电连接，所述反接保护电路包括检测电路和控制单元，所述检测电路与所述充电电池电连接，所述检测电路、所述接触器均与所述控制单元电连接；所述检测电路用于在检测到所述充电电池与所述充电设备反接时生成反接信号并将所述反接信号发送至所述控制单元；所述接触器用于在所述控制单元接收到所述反接信号时断开所述充电设备与所述充电电池的充电回路。本发明的充电电池的反接保护电路及反接保护装置可以在反接时断开充电回路，避免发生充电设备和充电电池的损坏，并可识别输出电压在较宽电压范围的充电电池，通用性好。

Description

充电电池的反接保护电路及反接保护装置
技术领域
本发明涉及充电电池技术领域，特别涉及一种充电电池的反接保护电路及反接保护装置。
背景技术
现有的新能源电动汽车会随着储能***比如充电电池的不同应用场合具有不同标称电压范围，当储能***第一次充电时，充电设备与所述充电电池可能存在反接的现象，若充电设备与充电电池反接，电池会出现故障，甚至会出现***等危机人身安全的事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中充电设备与充电电池之间可能存在反接导致出现故障以及***的缺陷，提供了一种充电电池的反接保护电路及反接保护装置。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种充电电池的反接保护电路，所述充电电池通过接触器与充电设备电连接，所述反接保护电路包括检测电路和控制单元，所述检测电路与所述充电电池电连接，所述检测电路、所述接触器均与所述控制单元电连接；
所述检测电路用于在检测到所述充电电池与所述充电设备反接时生成反接信号并将所述反接信号发送至所述控制单元；
所述接触器用于在所述控制单元接收到所述反接信号时断开所述充电设备与所述充电电池的充电回路。
较佳地，所述检测电路包括二极管D_X1、二极管D_X2、光电耦合器U_X、电阻R_X1、电阻R_X2、电阻R_X3、电阻R_X4、电阻R_X5和三极管Q_X；
所述二极管D_X1的反向引脚与所述电阻R_X1的第一引脚电连接，所述电阻R_X1的第二引脚与所述光电耦合器U_X的第一引脚电连接，所述光电耦合器U_X的第二引脚与所述电阻R_X2的第一引脚电连接，所述电阻R_X2的第二引脚与所述二极管D_X2的正向引脚电连接；
所述光电耦合器U_X的第三引脚与所述电阻R_X3的第一引脚电连接，所述电阻R_X3的第二引脚与所述三极管Q_X的基极电连接，所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接，所述电阻R_X4的第二引脚与所述光电耦合器U_X的第四引脚电连接，所述光电耦合器U_X的第四引脚与电源VCC电连接，所述三极管Q_X的发射极与接地端GND电连接，所述电阻R_X5的第一引脚与所述三极管Q_X的基极电连接，所述电阻R_X5的第二引脚与所述接地端GND电连接。
较佳地，所述三极管Q_X的集电极与所述控制单元电连接，所述反接信号为所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接处的电平为低电平。
较佳地，所述检测电路还用于在检测到所述充电电池与所述充电设备正接时生成正接信号并将所述正接信号发送至所述控制单元；所述接触器用于在所述控制单元接收到所述正接信号时接通所述充电设备与所述充电电池的充电回路。
较佳地，所述正接信号为所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接处的电平为高电平。
较佳地，所述反接保护电路还包括报警器，所述报警器与所述控制单元电连接；
所述报警器用于在所述控制单元接收到所述反接信号时进行报警。
一种反接保护装置，包括所述的充电电池的反接保护电路。
本发明的积极进步效果在于：本发明的充电电池的反接保护电路及反接保护装置可以在充电设备与充电电池反接时断开充电回路，避免发生充电设备和充电电池的损坏以及发生安全事故，并可识别输出电压在较宽电压范围的充电电池，通用性好。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的充电电池的反接保护电路的电连接示意图。
图2为本发明一较佳实施例的充电电池的反接保护电路的检测电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示，一种充电电池2的反接保护电路1，所述充电电池2通过接触器3与充电设备4电连接，所述反接保护电路1包括检测电路11和控制单元12，所述检测电路11与所述充电电池2电连接，所述检测电路11、所述接触器3均与所述控制单元12电连接。
具体地说，当所述充电电池2接入所述充电回路时，其中所述充电回路为充电设备4、接触器3和充电电池串联组成。
当所述充电电池的正负极通过接触器与充电设备的输出端的正负极反接时，即充电电池的正极与充电设备的输出端的负极电连接，充电电池的负极与充电设备的输出端的正极电连接时，此时，检测电路在检测到充电电池与充电设备反接时生成反接信号并将所述反接信号发送至所述控制单元12。所述接触器3用于在所述控制单元12接收到所述反接信号时断开所述充电设备4与所述充电电池2的充电回路。这样避免了充电电池、充电设备和接触器组成的充电回路发生电路故障可能导致的充电设备、接触器和/或充电电池的损坏。
同时，报警器13在所述控制单元12接收到所述反接信号时进行报警，可以及时通知工作人员采取措施，进一步保证了充电回路上各器件的安全。
当所述充电电池的正负极通过接触器与充电设备的输出端的正负极正接时，即充电电池的正极与充电设备的输出端的正极电连接，充电电池的负极与充电设备的输出端的负极电连接时，此时，检测电路在检测到充电电池与充电设备正接时生成正接信号并将所述正接信号发送至所述控制单元12。所述接触器3用于在所述控制单元12接收到所述正接信号时接通所述充电设备4与所述充电电池2的充电回路。通过充电设备4对充电电池2正常充电。
如图2所示，所述检测电路包括二极管D_X1、二极管D_X2、光电耦合器U_X、电阻R_X1、电阻R_X2、电阻R_X3、电阻R_X4、电阻R_X5和三极管Q_X。
所述二极管D_X1的反向引脚与所述电阻R_X1的第一引脚电连接，所述电阻R_X1的第二引脚与所述光电耦合器U_X的第一引脚电连接，所述光电耦合器U_X的第二引脚与所述电阻R_X2的第一引脚电连接，所述电阻R_X2的第二引脚与所述二极管D_X2的正向引脚电连接。
所述光电耦合器U_X的第三引脚与所述电阻R_X3的第一引脚电连接，所述电阻R_X3的第二引脚与所述三极管Q_X的基极电连接，所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接，所述电阻R_X4的第二引脚与所述光电耦合器U_X的第四引脚电连接，所述光电耦合器U_X的第四引脚与电源VCC电连接，所述三极管Q_X的发射极与接地端GND电连接，所述电阻R_X5的第一引脚与所述三极管Q_X的基极电连接，所述电阻R_X5的第二引脚与所述接地端GND电连接。
其中，当充电电池2出现反接时，即所述二极管D_X1的正向引脚与充电电池的正极电连接，所述二极管D_X2的负向引脚与充电电池2的负极电连接时，电流从所述二极管D_X1的正向引脚流经二极管D_X1、电阻R_X1、光电耦合器U_X的第一引脚、光电耦合器U_X的第二引脚、二极管D_X2，至二极管D_X2的反向引脚。因为光电耦合器U_X的第一引脚与光电耦合器U_X的第二引脚有电流，且电流为A，则光电耦合器U_X的第四引脚与光电耦合器U_X的第三引脚也会有电流流过，电流为B，且使三极管Q_X工作在放大状态，则三极管Q_X的集电极的电流C＝B*A*(1+β)，其中β为三极管Q_X的电流放大倍数。
因此对于，在三极管Q_X处于放大状态时，电源VCC、电阻R_X4、三极管Q_X的集电极、三极管Q_X的发射极，至接地端GND的电流路径中，在知晓该电流路径的电流C的情况下，通过选择电阻R_X4的阻值，可以使所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接处VCC_TEST的电平为低电平，比如在电连接处VCC_TEST的电压小于8mV时为低电平。
以下为在二极管D_X1和二极管D_X2的反向击穿电压大于1000V时，具有不同充电电压的充电电池时测试得到的电连接处VCC_TEST的电压值，比如，充电电池的输出电压可以为200V～800V。，在充电电池的输出电压为200V在充电电池的充电电压为200V时，电连接处VCC_TEST的电压值为5.17mV；在充电电池的充电电压为300V时，电连接处VCC_TEST的电压值为4.45mV；在充电电池的充电电压为400V时，电连接处VCC_TEST的电压值为4.41mV；在充电电池的充电电压为500V时，电连接处VCC_TEST的电压值为4.39mV；在充电电池的充电电压为700V时，电连接处VCC_TEST的电压值为4.37mV；在充电电池的充电电压为800V时，电连接处VCC_TEST的电压值为4.34mV。
在电连接处VCC_TEST的电压值小于8mV时，电连接处VCC_TEST的电平为低电平，所述三极管Q_X的集电极与所述控制单元电连接，所述接触器在控制单元在接收到所述反接信号为低电平时断开所述充电设备与所述充电电池的充电回路。这样避免了充电回路发生故障导致的器件的损坏。
在充电电池2正接时，即所述二极管D_X1的正向引脚与充电电池的负极电连接，所述二极管D_X2的负向引脚与充电电池2的正极电连接时，由于充电电池的输出电压小于二极管D_X1和二极管D_X2的反向击穿电压，所以光电耦合器U_X的第一引脚与光电耦合器U_X的第二引脚之间无电流，因而，光电耦合器U_X的第四引脚与光电耦合器U_X的第三引脚之间不导通，因而三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接处VCC_TEST的电平为高电平，从而，所述接触器在控制单元在接收到所述正接信号为高电平时接通所述充电设备与所述充电电池的充电回路，对充电电池进行正常充电。二极管D_X1和二极管D_X2还用于在正接是保护光电耦合器U_X不受损坏。
其中，充电电池的电压、二极管D_X1、二极管D_X2以及低电平的选择，并不限于以上所述，可以根据实际情况进行选择，这里不再一一赘述。
一种充电电池的反接保护装置，包括所述的充电电池的反接保护电路。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种充电电池的反接保护电路，所述充电电池通过接触器与充电设备电连接，其特征在于，所述反接保护电路包括检测电路和控制单元，所述检测电路与所述充电电池电连接，所述检测电路、所述接触器均与所述控制单元电连接；
所述检测电路用于在检测到所述充电电池与所述充电设备反接时生成反接信号并将所述反接信号发送至所述控制单元；
所述接触器用于在所述控制单元接收到所述反接信号时断开所述充电设备与所述充电电池的充电回路。
2.如权利要求1所述的充电电池的反接保护电路，其特征在于，所述检测电路包括二极管D_X1、二极管D_X2、光电耦合器U_X、电阻R_X1、电阻R_X2、电阻R_X3、电阻R_X4、电阻R_X5和三极管Q_X；
所述二极管D_X1的反向引脚与所述电阻R_X1的第一引脚电连接，所述电阻R_X1的第二引脚与所述光电耦合器U_X的第一引脚电连接，所述光电耦合器U_X的第二引脚与所述电阻R_X2的第一引脚电连接，所述电阻R_X2的第二引脚与所述二极管D_X2的正向引脚电连接；
所述光电耦合器U_X的第三引脚与所述电阻R_X3的第一引脚电连接，所述电阻R_X3的第二引脚与所述三极管Q_X的基极电连接，所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接，所述电阻R_X4的第二引脚与所述光电耦合器U_X的第四引脚电连接，所述光电耦合器U_X的第四引脚与电源VCC电连接，所述三极管Q_X的发射极与接地端GND电连接，所述电阻R_X5的第一引脚与所述三极管Q_X的基极电连接，所述电阻R_X5的第二引脚与所述接地端GND电连接。
3.如权利要求2所述的充电电池的反接保护电路，其特征在于，所述三极管Q_X的集电极与所述控制单元电连接，所述反接信号为所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接处的电平为低电平。
4.如权利要求3所述的充电电池的反接保护电路，其特征在于，所述检测电路还用于在检测到所述充电电池与所述充电设备正接时生成正接信号并将所述正接信号发送至所述控制单元；所述接触器用于在所述控制单元接收到所述正接信号时接通所述充电设备与所述充电电池的充电回路。
5.如权利要求4所述的充电电池的反接保护电路，其特征在于，所述正接信号为所述三极管Q_X的集电极与所述电阻R_X4的第一引脚电连接处的电平为高电平。
6.如权利要求1所述的充电电池的反接保护电路，其特征在于，所述反接保护电路还包括报警器，所述报警器与所述控制单元电连接；
所述报警器用于在所述控制单元接收到所述反接信号时进行报警。
7.如权利要求1所述的充电电池的反接保护电路，其特征在于，所述充电电池的输出电压为200V～800V。
8.一种反接保护装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的充电电池的反接保护电路。
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