CN107124022A - 蓄电池充电保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池充电保护电路，用于蓄电池充电，包括一充电电路、主控电路及分别连接所述充电电路与所述主控电路的执行控制电路；所述充电电路设有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端；所述第一输入端连接一充电电压Vin，所述第二输入端连接所述蓄电池的负极，所述第一输出端连接***负载，所述第二输出端连接所述执行控制电路；所述执行控制电路连接所述蓄电池的正极。上述蓄电池充电保护电路，电路结构设计简单，功能丰富，集成了电池充电电流限流、电池欠压保护、电压恢复自启动充电等多种功能，实现对电池的多种保护，防止蓄电池在充电过程中电压反灌，保证蓄电池的使用寿命和安全性。

Description

蓄电池充电保护电路
技术领域
本发明涉及蓄电池充放电技术领域，特别是涉及一种蓄电池充电保护电路。
背景技术
如今电子产品已经成为人们生活工作当作必不可少的工具，但随着电子产品日益智能化，电子产品对电量的损耗也越来越快。因此，当人们频繁使用电子产品的同时，不得不在一天之内对其进行反复充电。
现有技术中蓄电池的充放电保护电路大多数是集成在充电器上的，而在一些应用场合直接使用充电器是不适合的、不方便的，例如安装空间受限、成本制约或者考虑公用适当电源等。这时就需要有新的解决办法来完成该功能
发明内容
基于此，本发明提供一种蓄电池充电保护电路，集成多种保护功能，电路结构设计简单，可大大降低成本。
为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种蓄电池充电保护电路，用于蓄电池充电，包括一充电电路、主控电路及分别连接所述充电电路与所述主控电路的执行控制电路；所述充电电路设有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端；所述第一输入端连接一充电电压Vin，所述第二输入端连接所述蓄电池的负极，所述第一输出端连接***负载，所述第二输出端连接所述执行控制电路；所述执行控制电路连接所述蓄电池的正极。
上述蓄电池充电保护电路，电路结构设计简单，功能丰富，集成了电池充电电流限流、电池欠压保护、电压恢复自启动充电等多种功能，实现对电池的多种保护，防止蓄电池在充电过程中电压反灌，保证蓄电池的使用寿命和安全性。
在其中一个实施例中，所述充电电路包括若干二极管D1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R2、晶体管Q1、MOS管Q2及一肖特基二极管D2；所述充电电路还具有一接地端，所述电容C1、C2分别连接于所述第一输出端与所述接地端之间。
在其中一个实施例中，所述二极管D1的数量为二；二所述二极管D1并联后阳极的一端连接所述第一输入端，并联后阴极的一端连接所述第一输出端。
在其中一个实施例中，所述MOS管Q2的漏极连接所述第二输入端，其栅极连接所述电阻R1，其源极连接所述电阻R3后连接接地端。
在其中一个实施例中，所述主控电路设有第一电源输入端、第二电话输入端及第三电源输入端，所述第一电源输入端、所述第二电源输入端及所述第三电源输入端均连接所述***负载，由所述***负载进行供电。
在其中一个实施例中，所述主控电路包括电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、可控精密稳压源U1及晶体管Q3、Q4，其中所述电阻R5的两端连接有一电容C3，所述电容C3与所述电阻R4、R5、R6构成了分压模块。
在其中一个实施例中，所述第一电源输入端连接所述电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5后接地；所述电阻R6的两端分别连接于所述电阻R5的两端。
在其中一个实施例中，所述第二电源输入端连接诉所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接于所述可控精密稳压源U1的阴极，所述可控精密稳压源U1的阳极接地，所述可控精密稳压源U1的参考极连接于所述电阻R5的一端。
在其中一个实施例中，所述第三电源输入端连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接所述晶体管Q3的集电极，所述晶体管Q3的基极连接一稳压二极管ZD1后连接于所述可控精密稳压源U1的阴极，所述晶体管Q3的发射极接地。
在其中一个实施例中，所述晶体管Q3的集电极还连接一稳压二极管ZD2的阴极，所述稳压二极管ZD2的阳极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q4的集电极连接所述执行控制电路，所述晶体管Q4的发射极接地。
附图说明
图1为本发明一较佳实施方式的蓄电池充电保护电路的电路模块图；
图2为图1所述蓄电池充电保护电路在继电器吸合状态的电路原理图；
附图标注说明：
10-充电电路，20-主控电路，21-第一电源输入端，22-第二电源输入端，23-第三电源输入端，24-分压模块，30-执行控制电路。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1及图2，为本发明一较佳实施方式的蓄电池充电保护电路，用于蓄电池充电，包括一充电电路10、主控电路20、及分别连接充电电路10与主控电路20的执行控制电路30。
充电电路10包括若干二极管D1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R3、晶体管Q1、MOS管Q2及肖特基二极管D2。充电电路10设有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端。充电电路10的第一输入端连接充电电压Vin，第二输入端连接蓄电池的负极，第一输出端连接***负载(+12Vin)，第二输出端连接执行控制电路30。为了保证电路稳定可靠的工作，充电电路10还具有一接地端，电容C1、C2分别连接于第一输出端与接地端之间。
具体地，在本实施例中，二极管D1的数量为二。两个二极管D1并联后阳极的一端连接充电电路10的第一输入端，并联后阴极的一端连接充电电路10的第一输出端。正常上电后，充电电压Vin给予二极管D1正向电压，使得二极管D1导通，为后续电路提供电源输入。二极管D1可防止充电电压Vin反接，损坏蓄电池，还可防止充电电压Vin在启动后未达到额定充电值时，蓄电池电压反灌进充电电源。MOS管Q2的漏极连接充电电路10的第二输入端，MOS管Q2的栅极连接电阻R1，MOS管Q2的源极连接电阻R3后连接接地端。
电阻R1的一端连接充电电路10的第一输出端，其另一端连接MOS管Q2的栅极；电阻R2与电阻R1并联，即电阻R2的一端连接充电电路10的第一输出端，其另一端连接MOS管Q2的栅极。电阻R2的一端还连接充电电路10的第二输出端。晶体管Q1的基极连接MOS管Q2的源极，晶体管Q1的集电极连接于电阻R1与MOS管Q2的栅极相连接的一端，晶体管Q1的发射极连接接地端。肖特基二极管D2的阳极连接MOS管Q2的源极，肖特基二极管D2的阴极接地，起限流作用。
充电电压Vin正常上电，一方面给***负载正常供电(+12Vin)，另一方面结合主控电路20与执行控制电路30，连接蓄电池进行充电。其中，电阻R1、R2、R3、晶体管Q1，MOS管Q2及肖特基二极管D2实现电池的限流充电。
具体地，充电电压Vin正常上电，MOS管Q2导通，电流由第二输入端进入并流过电阻R3，电阻R3一端电压升高至大于晶体管Q1的Vbe，晶体管Q1导通，导致MOS管Q2的G极电压拉低而截至，充电电流减小。充电电流减小后电阻R3一端电压随之减小，减小至一定值后，晶体管Q1截至，MOS管Q2恢复导通导通状态，接续给蓄电池充电，如此往复，实现限流充电功能。调整R3的阻值可以调整充电电流的大小。
主控电路20设有第一电源输入端21、第二电源输入端22及第三电源输入端23，第一电源输入端21、第二电源输入端22及第三电源输入端23均连接***负载，由***负载进行供电+12Vin。主控电路20包括电阻R4～R9、可控精密稳压源U1、及晶体管Q3、Q4。
第一电源输入端21连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5后接地。电阻R6的两端分别连接于电阻R5的两端，用于分压。电阻R5的两端还连接有一电容C3，电容C3与电阻R4、R5、R6构成了分压模块24。
第二电源输入端22连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接于可控精密稳压源U1的阴极，可控精密稳压源U1的阳极接地，可控精密稳压源U1的参考极连接于电阻R5的一端。进一步地，可控精密稳压源U1的阴极和阳极还分别连接电容C4与电容C5的两端。
第三电源输入端23连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接晶体管Q3的集电极，晶体管Q3的基极连接一稳压二极管ZD1后连接于可控精密稳压源U1的阴极，晶体管Q3的发射极接地。所述晶体管Q3的集电极还连接一稳压二极管ZD2的阴极，稳压二极管ZD2的阳极连接晶体管Q4的基极，晶体管Q4的集电极连接执行控制电路30，晶体管Q4的发射极接地。
当***负载正常上电后，第一电源输入端21接入+12Vin，大于设定的电池欠压保护值，分压模块24的电压值大于2.5V，可控精密稳压源U1导通，此时稳压二极管ZD1反向截止，则晶体管Q3没有偏置电压而截止，稳压二极管ZD2导通，晶体管Q4获得偏置电压而导通，执行控制电路30启动给蓄电池进行充电。当***负载失电后，充电电压Vin撤掉，在电容C1与电容C2的作用下，***负载的电压+12Vin未掉落至欠压保护值下，继续给蓄电池充电。当+12Vin降到欠压保护值，分压模块24的电压值小于2.5V时，可控精密稳压源U1截止，稳压二极管ZD1导通，晶体管Q3获得偏置电压后导通，稳压二极管ZD2截止，晶体管Q4失去偏置电压而截止，执行控制电路30失电断开继电器的吸合，起到保护电池的作用。当再次加载充电电压Vin后，重复上述过程，自动启动给蓄电池进行充电。
执行控制电路30设有控制电源输入端、控制电源输出端、充电输入端及充电输出端。执行控制电路30包括一继电器RLY1与二极管D3，二极管D3的阳极连接控制电源输出端，二极管D3的阴极连接控制电源输入端，控制电源输入端连接***负载，以获取驱动电源。继电器RLY1连接于二极管D3的两端，用以产生磁力。充电输入端连接充电电路10的第二输出端，充电输出端连接蓄电池的正极。
当充电电压Vin正常加载时，主控电路20中的晶体管Q4饱和导通，继电器RLY1的线圈通电，常闭触点S1断开，而常开触点S2闭合，充电电路10的电流经过常闭触点S2对蓄电池进行充电；当掉电时，蓄电池的电压Vbat+降到欠压保护值时，继电器RLY1的常闭触点S1闭合，常开触点S2断开，保护蓄电池。
上述蓄电池充电保护电路，电路结构设计简单，功能丰富，集成了电池充电电流限流、电池欠压保护、电压恢复自启动充电等多种功能，实现对电池的多种保护，防止蓄电池在充电过程中电压反灌，保证蓄电池的使用寿命和安全性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (10)

1.一种蓄电池充电保护电路，用于蓄电池充电，其特征在于，包括一充电电路、主控电路及分别连接所述充电电路与所述主控电路的执行控制电路；所述充电电路设有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端；所述第一输入端连接一充电电压Vin，所述第二输入端连接所述蓄电池的负极，所述第一输出端连接***负载，所述第二输出端连接所述执行控制电路；所述执行控制电路连接所述蓄电池的正极。
2.根据权利要求1所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述充电电路包括若干二极管D1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R2、晶体管Q1、MOS管Q2及一肖特基二极管D2；所述充电电路还具有一接地端，所述电容C1、C2分别连接于所述第一输出端与所述接地端之间。
3.根据权利要求2所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述二极管D1的数量为二；二所述二极管D1并联后阳极的一端连接所述第一输入端，并联后阴极的一端连接所述第一输出端。
4.根据权利要求2所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述MOS管Q2的漏极连接所述第二输入端，其栅极连接所述电阻R1，其源极连接所述电阻R3后连接接地端。
5.根据权利要求1所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述主控电路设有第一电源输入端、第二电话输入端及第三电源输入端，所述第一电源输入端、所述第二电源输入端及所述第三电源输入端均连接所述***负载，由所述***负载进行供电。
6.根据权利要求5所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述主控电路包括电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、可控精密稳压源U1及晶体管Q3、Q4，其中所述电阻R5的两端连接有一电容C3。
7.根据权利要求6所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述第一电源输入端连接所述电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5后接地；所述电阻R6的两端分别连接于所述电阻R5的两端。
8.根据权利要求7所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述第二电源输入端连接诉所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接于所述可控精密稳压源U1的阴极，所述可控精密稳压源U1的阳极接地，所述可控精密稳压源U1的参考极连接于所述电阻R5的一端。
9.根据权利要求8所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述第三电源输入端连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接所述晶体管Q3的集电极，所述晶体管Q3的基极连接一稳压二极管ZD1后连接于所述可控精密稳压源U1的阴极，所述晶体管Q3的发射极接地。
10.根据权利要求9所述的蓄电池充电保护电路，其特征在于，所述晶体管Q3的集电极还连接一稳压二极管ZD2的阴极，所述稳压二极管ZD2的阳极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q4的集电极连接所述执行控制电路，所述晶体管Q4的发射极接地。
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