CN203761032U - 一种锂电池低电压自锁电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是公开一种锂电池保护电路，在电压还没低到损坏电池的程度前，该电路起到终止电池放电的作用。为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种锂电池低电压自锁电路，包括锂电池、第一电源、单门限电压比较器、反相器、第二电源、晶闸管、光电耦合继电器和负载。锂电池第一次达到放电终止电压，电路就会永久切断，实现自锁功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池过放电保护电路。
背景技术
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。
对电池来说，正常使用就是放电的过程。由于锂电池内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的，过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生，将可能导致电池报废。更为重要的是，锂离子电池由于存在自恢复效应，在放电终止附近会出现电压反弹现象。使电压检测装置反复导通与关断，产生大量损耗，并影响锂电池与检测电路的使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的是公开一种锂电池保护电路，在电压还没低到损坏电池的程度前，该电路起到终止电池放电的作用。
为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种锂电池低电压自锁电路，其特征在于：包括锂电池、第一电源、单门限电压比较器、反相器、第二电源、晶闸管、光电耦合继电器和负载。
所述锂电池的正极与光电耦合继电器的集电极连接。所述负载连接在锂电池的负极和光电耦合继电器的发射极之间。所述锂电池的输出电压为V0。
单门限电压比较器的同相输入端与锂电池的正极连接，单门限电压比较器的反相输入端与第一电源连接。所述第一电源输出电压为Vref。单门限电压比较器的输出端与反相器的输入端连接，所述反相器的输出端与晶闸管的门极连接，所述晶闸管的阳极与第二电源连接，晶闸管的阴极串联第一电阻后接地。所述光电耦合继电器的阳极 串联第二电阻后，与晶闸管的阳极连接。所述光电耦合继电器的阴极与晶闸管的阴极连接。所述光电耦合继电器的集电极与所述锂电池的正极连接。
值得说明的是，锂电池放电电压在正常范围时，同相端电压大于参考电压Vref，比较器经非门输出低电平，晶闸管处于关断状态，这时光耦输入端承受一定压降，使输出端导通，电路处于通路。锂电池放电电压降到放电终止电压时，比较器经非门输出高电平，晶闸管门极被触发，晶闸管开通。这时光耦输入端承受压降很小，输出端关断，电路处于断开。晶闸管一旦处于导通状态，门极就失去作用，不论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通。因此，本实用新型中，锂电池第一次达到放电终止电压，电路就会永久切断，实现自锁功能。
附图说明
图1为本实用新型的电路图。
图中：锂电池-1、第一电源-2、单门限电压比较器-3、反相器-4、第一电阻-5、第二电源-6、晶闸管-7、光电耦合继电器-8、第二电阻-9、负载-10。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
一种锂电池低电压自锁电路，其特征在于：包括锂电池1、第一电源2、单门限电压比较器3、反相器4、第二电源6、晶闸管7、光电耦合继电器8和负载10。
所述锂电池1的正极与光电耦合继电器8的集电极连接。所述负载10连接在锂电池1的负极和光电耦合继电器8的发射极之间。即所述负载10的一个电源输入端与锂电池1的负极相连、另一个电源输入端连接光电耦合继电器8的发射极，当锂电池1放电时，负载10的两个接入点之间存在电压，负载10得电。所述锂电池1的输出电压为V0。实施例中，所述锂电池1是标称电压为3.7V的手机锂电池。当锂电池1正常放电时，V0等于或略小于3.7V；当锂电池1开始过度放电时，V0远小于3.7V，并发生振荡。因此，本实施例中，当 V0第一次小于2V时，就认为锂电池1开始过度放电。
实施例中，包括一个市售型号为LM339的单门限电压比较器3。所述单门限电压比较器3的同相输入端与锂电池1的正极连接，接受一个来自于锂电池1的待判断电压V0。单门限电压比较器3的反相输入端与第一电源2连接，接受一个来自于第一电源2的待参考电压Vref。所述第一电源2输出电压为Vref，Vref是锂电池1的过度放电电压，即允许的锂电池1放电下限电压，实施例中，Vref＝+2V。锂电池放电电压在正常范围时，同相端电压大于参考电压Vref，Vref等于过度放电电压，比较器经非门输出低电平；锂电池1放电电压降到参考电压Vref以下时，比较器经非门输出高电平。实施例中，所述第二电源6对单门限电压比较器3供电。单门限电压比较器3的一个电源管脚与第二电源6的正极连接，另一个接地。
单门限电压比较器3的输出端与反相器4的输入端连接。实施例中，所述的反相器4型号为74LS04、与反相器4连接的晶闸管7型号为JCT02。所述反相器4的输出端与晶闸管7的门极连接，所述晶闸管7的阳极与第二电源6连接，晶闸管7的阴极串联第一电阻5后接地。所述光电耦合继电器8的阳极串联第二电阻9后，与晶闸管7的阳极连接。所述第二电阻9起保护作用。
实施例中，包括一个光电耦合继电器8，其输入端是一个具有正负极的发光二极管，其输出端是一个具有集电极和发射极的光接收器。所述光电耦合继电器8的阴极与晶闸管7的阴极连接。所述光电耦合继电器8的集电极与所述锂电池1的正极连接。
锂电池1放电电压在正常范围时，单门限电压比较器3输出低电平，晶闸管7处于关断状态，这时光电耦合继电器8阳极和阴极之间（输入端）承受一定压降，使输出端导通，光电耦合继电器8发射极和集电极之间导通，电路处于通路，负载10得电。
锂电池1放电电压降到过度放电电压时，单门限电压比较器3输出高电平，晶闸管7门极被触发，晶闸管开通。这时光电耦合继电器8阳极和阴极之间（输入端）相当于被短路，所述第一电阻5被加上一定电压，光电耦合继电器8的输入端没有电流通过，光电耦合继电器8发射极和集电极之间关断，负载10与锂电池1的正极断开，负载10不能够得电，晶闸管一旦处于导通状态，门极就失去作用，不 论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通，实现了锂电池1低电压自锁功能。
Claims (1)
1.一种锂电池低电压自锁电路，其特征在于：包括锂电池（1）、第一电源（2）、单门限电压比较器（3）、反相器（4）、第二电源（6）、晶闸管（7）、光电耦合继电器（8）和负载（10）；
所述锂电池（1）的正极与光电耦合继电器（8）的集电极连接；所述负载（10）连接在锂电池（1）的负极和光电耦合继电器（8）的发射极之间；所述锂电池（1）的输出电压为V0；
单门限电压比较器（3）的同相输入端与锂电池（1）的正极连接，单门限电压比较器（3）的反相输入端与第一电源（2）连接；所述第一电源（2）输出电压为Vref；单门限电压比较器（3）的输出端与反相器（4）的输入端连接，所述反相器（4）的输出端与晶闸管（7）的门极连接，所述晶闸管（7）的阳极与第二电源（6）连接，晶闸管（7）的阴极串联第一电阻（5）后接地；所述光电耦合继电器（8）的阳极串联第二电阻（9）后，与晶闸管（7）的阳极连接；所述光电耦合继电器（8）的阴极与晶闸管（7）的阴极连接。
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