CN216751188U - 一种蓄电池的放电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池的放电保护电路，包括分压单元、电压比较单元以及开关控制单元，所述开关控制单元包括场效应管、上拉电阻和继电器；所述分压单元的输入端通过继电器的触点端电连接蓄电池的正极，所述分压单元的输出端电连接电压比较单元的输入端；所述电压比较单元的输出端分别电连接上拉电阻的一端和场效应管的栅极，其中，所述上拉电阻的另一端和所述场效应管的源极分别电连接继电器的触点端，所述场效应管的漏极通过继电器的线圈端电连接蓄电池的负极，且蓄电池的负极接地；本实用新型可在蓄电池过度放电时及时断开蓄电池与外部设备的连接，并在外界来电时重新接通，由此，达到了对蓄电池的放电保护，提高了蓄电池的使用寿命。

Description

一种蓄电池的放电保护电路

技术领域

本实用新型属于蓄电池技术领域，具体涉及一种蓄电池的放电保护电路。

背景技术

对于关键的信息网络而言，即使只有一个网络设备发生瘫痪故障，就可能带来巨大的经济损失，因此，在实际使用过程中，大多都会为网络设备配备蓄电池，以用于在外界停电时进行紧急供电，保证网络设备的不间断工作。

目前，大多数网络设备的蓄电池都没有设置放电保护电路，在外界停电时间过长时，电池容易放电过度，这就导致了电池在外界来电时无法启动，降低了电池的性能以及使用寿命；因此，提供一种蓄电池的放电保护电路迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蓄电池的放电保护电路，以解决现有网络设备的蓄电池未设置放电保护电路所存在的容易放电过度的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种蓄电池的放电保护电路，包括：分压单元、电压比较单元以及开关控制单元，其中，所述开关控制单元包括场效应管、上拉电阻和继电器；

所述分压单元的输入端通过所述继电器的触点端电连接蓄电池的正极，所述分压单元的输出端电连接所述电压比较单元的输入端；

所述电压比较单元的输出端分别电连接所述上拉电阻的一端和所述场效应管的栅极，其中，所述上拉电阻的另一端和所述场效应管的源极分别电连接所述继电器的触点端，所述场效应管的漏极通过所述继电器的线圈端电连接所述蓄电池的负极，且所述蓄电池的负极接地。

基于上述公开的内容，本实用新型利用分压单元实时监测蓄电池的电压，即当蓄电池的电压正常时，分压单元送往电压比较单元的电压高于电压比较单元的参考电压，此时，电压比较单元则会导通场效应管，接通蓄电池与继电器线圈端的连接，从而使继电器的线圈端得电，以此来保持继电器触点端的闭合状态，使蓄电池持续为外部设备供电；而当蓄电池的电压过低时，分压单元送往电压比较单元的电压低于参考电压，此时，电压比较单元则会截止场效应管，使继电器的线圈端断电，从而断开触点端与蓄电池的连接，进而断开蓄电池与外部设备的连接，实现保护功能；通过上述设计，本实用新型可在蓄电池过度放电时及时断开蓄电池与外部设备的连接，并在外界来电时重新接通，由此，达到了对蓄电池的放电保护，提高了蓄电池的使用寿命。

在一个可能的设计中，所述分压单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及电位器；

所述第一电阻一端和所述第二电阻的一端分别电连接所述继电器的触点端，其中，所述第一电阻的另一端通过所述电位器电连接所述第四电阻的一端，所述电位器的滑动端电连接所述第三电阻的一端，且所述第三电阻的另一端和所述第二电阻的另一端分别电连接所述电压比较单元的输入端；

所述第三电阻的另一端还电连接所述第五电阻的一端，且所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的另一端分别接地。

基于上述公开的内容，本实用新型公开了分压单元的具体电路结构，即利用电阻器和多个电阻组成可微调的电阻分压网络，以实现蓄电池电压的分压功能，最后，将分压电压输入电压比较单元即可实现场效应管通断的控制。

在一个可能的设计中，所述第五电阻的两端并联有第一电解电容；具体应用时，第一电解电容作为抗干扰电容，可避免电压在出现微小波动时，导致保护电路误动作的问题。

在一个可能的设计中，所述开关控制单元还包括稳压芯片，其中，所述场效应管的漏极电连接所述稳压芯片的输入端，所述稳压芯片的输出端电连接所述继电器的线圈端；具体应用时，利用稳压芯片可提高电压输出的稳定性，由此，提高了整个保护电路工作的稳定性。

在一个可能的设计中，所述稳压芯片的输入端和输出端分别通过一第二电解电容接地；具体应用时，第二电解电容为稳压芯片的退耦电容，可防止电路通过蓄电池形成的正反馈通路而引起的寄生震荡，能够有效的消除电路间的寄生耦合。

在一个可能的设计中，所述稳压芯片的输出端还通过一二极管接地；具体应用时，二极管相当于并联在继电器线圈的两端，其可作为继电器的反电势释放二极管，从而避免继电器线圈感应反电势击穿稳压芯片，达到了保护稳压芯片的目的。

在一个可能的设计中，所述稳压芯片的型号为LM7812。

在一个可能的设计中，所述电压比较单元采用TL431型可控精密稳压源，其中，所述TL431型可控精密稳压源的参考极电连接所述分压单元的输出端，所述TL431型可控精密稳压源的阴极电连接所述上拉电阻的一端和所述场效应管的栅极，且所述TL431型可控精密稳压源的阳极接地。

在一个可能的设计中，所述蓄电池的负极与所述继电器的触点端之间还并联有第三电解电容；具体应用时，第三电解电容作为整个保护电路的退耦电容，可提高整个保护电路的抗干扰能力。

附图说明

图1是本实用新型提供的蓄电池的放电保护电路的具体电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

实施例

如图1所示，本实施例所提供的蓄电池的放电保护电路，可以但不限于应用于各种蓄电池的放电保护，例如，网络设备的蓄电池的放电保护，该放电保护电路的设置，可在蓄电池过度放电时及时断开蓄电池与外部设备的连接，并在外界来电时重新接通，以实现蓄电池的充电功能，由此通过前述设计，本实用新型达到了对蓄电池的放电保护，提高了蓄电池的使用寿命，适用于大规模应用与推广。

参见图1所示，具体应用时，该控制电路可以但不限于包括：分压单元、电压比较单元以及开关控制单元，其中，所述开关控制单元包括场效应管Q、上拉电阻R6和继电器，具体应用时，所述分压单元的输入端通过所述继电器的触点端(即图1中的J1)电连接蓄电池(图1中的BATT表示蓄电池)的正极，以实现对蓄电池电压的实时监测，同时，所述分压单元的输出端电连接所述电压比较单元的输入端，以将分压后的电压输入电压比较单元，并与电压比较单元的参考电压进行电压比较，以此根据电压比较结果来控制场效应管Q的导通与截止，从而实现继电器线圈端的得电与断电，以达到蓄电池的放电保护。

具体实施时，所述电压比较单元的输出端分别电连接所述上拉电阻R6的一端和所述场效应管Q的栅极，其中，所述上拉电阻R6的另一端和所述场效应管Q的源极分别电连接所述继电器的触点端，所述场效应管Q的漏极通过所述继电器的线圈端(即图1中的J2)电连接所述蓄电池的负极，且所述蓄电池的负极接地；在具体应用时，蓄电池的两端连接有外部设备(即图1中的“+”和“-”表示输出连接端子，用于连接外部设备)，因此，当蓄电池的电压正常时，分压单元送往电压比较单元的电压高于电压比较单元的参考电压，此时，电压比较单元则会导通场效应管Q，接通蓄电池与继电器线圈端的连接，从而使继电器的线圈端得电，以此来保持继电器触点端的闭合状态，使蓄电池持续为外部设备供电；而当蓄电池的电压过低时，分压单元送往电压比较单元的电压低于参考电压，此时，电压比较单元则会截止场效应管，使继电器的线圈端断电，从而断开触点端与蓄电池的连接，进而断开蓄电池与外部设备的连接，实现放电保护功能。

可选的，在具体应用时，举例所述电压比较单元可以但不限于采用TL431型可控精密稳压源IC1，即利用TL431型可控精密稳压源IC1的稳压功能，来实现电压比较；因此，下述结合TL431型可控精密稳压源IC1来具体阐述前述放电保护电路的具体结构：

在具体应用时，举例所述分压单元可以但不限于包括：第一电阻R1、第二电阻R4、第三电阻R3、第四电阻R2、第五电阻R5以及电位器RP，其中，前述各个电子器件的具体连接结构为：

首先，参见图1所示，所述第一电阻R1一端和所述第二电阻R4的一端分别电连接所述继电器的触点端，其中，所述第一电阻R1的另一端通过所述电位器RP电连接所述第四电阻R2的一端，所述电位器RP的滑动端电连接所述第三电阻R3的一端，且所述第三电阻R3的另一端和所述第二电阻R4的另一端分别电连接所述电压比较单元的输入端，即电连接所述TL431型可控精密稳压源IC1的参考极；同时，所述第三电阻R3的另一端还电连接所述第五电阻R5的一端，且所述第四电阻R2的另一端和所述第五电阻R5的另一端分别接地。

另外，参见图1所示，所述TL431型可控精密稳压源IC1的阴极则作为电压比较单元的输出端，电连接所述上拉电阻R6的一端和所述场效应管Q的栅极，且所述TL431型可控精密稳压源IC1的阳极接地。

由此通过前述对分压单元的具体阐述，即可利用电阻器RP和多个电阻组成电阻可微调的电阻分压网络，从而将蓄电池的电压分压后输入至TL431型可控精密稳压源IC1中，进行电压比较，以便根据分压电压与参考电压的大小，来实现场效应管Q的通断控制。

在具体应用时，为提高分压电路的抗干扰性能，本实施例还在第五电阻R5的两端并联有第一电解电容C1；在本实施例中，该第一电解电容C1作为抗干扰电容，可在电压出现微小波动时，避免保护电路误动作的问题，提高了电路的稳定性与可靠性。

其次，为提高整个电路输出电压的稳定性，还设置有稳压芯片IC2，即所述场效应管Q的漏极电连接所述稳压芯片IC2的输入端，所述稳压芯片IC2的输出端电连接所述继电器的线圈端，由此，进一步的提高了整个保护电路工作的稳定性。

可选的，在具体应用时，稳压芯片IC2的型号可以但不限于为LM7812，当然，不限定于前述公开的型号，可根据实际使用而具体选定。

另外，为提高稳压芯片IC2工作的稳定性，还在稳压芯片IC2的输入端和输出端设置有第二电解电容，即稳压芯片IC2的输入端和输出端分别通过一第二电解电容(即图1中的C2和C3)接地，其中，在本保护电路中，第二电解电容作为稳压芯片IC2的退耦电容，可防止电路通过蓄电池形成的正反馈通路而引起的寄生震荡，能够有效的消除电路间的寄生耦合。

同时，在本实施例中，稳压芯片IC2的输出端还通过一二极管D接地，参见图1所示，二极管D相当于并联在继电器线圈端上，因此，二极管D相当于继电器的反电势释放二极管，可避免继电器线圈感应反电势击穿稳压芯片IC2，达到了保护稳压芯片的目的。

可选的，在具体实施时，本实施例还在蓄电池的负极与所述继电器的触点端之间还并联有第三电解电容C4，参见图1所示，第三电解电容C4相当于整个保护电路的退耦电容，可提高整个保护电路的抗干扰能力，从而进一步的提高保护电路工作的稳定性与可靠性。

由此通过前述对保护电路的阐述，本实用新型的工作原理为：

当蓄电池的电压正常时，分压单元送往TL431型可控精密稳压源参考极的电压高于2.5V，此时，TL431型可控精密稳压源的阳极导通，从而使场效应管Q导通，场效应管Q将蓄电池的电压送往稳压芯片，并通过稳压芯片稳压后供给继电器的线圈端，使继电器的线圈端得电，从而闭合继电器的触点端，以此来保持蓄电池与外部设备接通状态，使蓄电池正常放电。

而当蓄电池的电压过低时，分压单元送往TL431型可控精密稳压源参考极的电压低于2.5V，此时，TL431型可控精密稳压源的阳极呈现较高的电阻，而第一电阻R6则起到明显的上拉作用，使场效应管Q截止，从而断开稳压芯片与蓄电池的连接，进而使继电器的线圈端失电，由此，即可断开继电器的触点端，从而切断蓄电池与外部设备的电连接，避免外部设备继续消耗电池电力，以达到蓄电池的放电保护功能。

当然，在外界来电后，本保护电路则会重新接通，以实现蓄电池的正常充电。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，包括：分压单元、电压比较单元以及开关控制单元，其中，所述开关控制单元包括场效应管(Q)、上拉电阻(R6)和继电器；

所述分压单元的输入端通过所述继电器的触点端电连接蓄电池的正极，所述分压单元的输出端电连接所述电压比较单元的输入端；

所述电压比较单元的输出端分别电连接所述上拉电阻(R6)的一端和所述场效应管(Q)的栅极，其中，所述上拉电阻(R6)的另一端和所述场效应管(Q)的源极分别电连接所述继电器的触点端，所述场效应管(Q)的漏极通过所述继电器的线圈端电连接所述蓄电池的负极，且所述蓄电池的负极接地。

2.如权利要求1所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述分压单元包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R4)、第三电阻(R3)、第四电阻(R2)、第五电阻(R5)以及电位器(RP)；

所述第一电阻(R1)一端和所述第二电阻(R4)的一端分别电连接所述继电器的触点端，其中，所述第一电阻(R1)的另一端通过所述电位器(RP)电连接所述第四电阻(R2)的一端，所述电位器(RP)的滑动端电连接所述第三电阻(R3)的一端，且所述第三电阻(R3)的另一端和所述第二电阻(R4)的另一端分别电连接所述电压比较单元的输入端；

所述第三电阻(R3)的另一端还电连接所述第五电阻(R5)的一端，且所述第四电阻(R2)的另一端和所述第五电阻(R5)的另一端分别接地。

3.如权利要求2所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述第五电阻(R5)的两端并联有第一电解电容(C1)。

4.如权利要求1所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述开关控制单元还包括稳压芯片(IC2)，其中，所述场效应管(Q)的漏极电连接所述稳压芯片(IC2)的输入端，所述稳压芯片(IC2)的输出端电连接所述继电器的线圈端。

5.如权利要求4所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述稳压芯片(IC2)的输入端和输出端分别通过一第二电解电容接地。

6.如权利要求4所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述稳压芯片(IC2)的输出端还通过一二极管(D)接地。

7.如权利要求4所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述稳压芯片(IC2)的型号为LM7812。

8.如权利要求1所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述电压比较单元采用TL431型可控精密稳压源(IC1)，其中，所述TL431型可控精密稳压源(IC1)的参考极电连接所述分压单元的输出端，所述TL431型可控精密稳压源(IC1)的阴极电连接所述上拉电阻(R6)的一端和所述场效应管(Q)的栅极，且所述TL431型可控精密稳压源(IC1)的阳极接地。

9.如权利要求1所述的一种蓄电池的放电保护电路，其特征在于，所述蓄电池的负极与所述继电器的触点端之间还并联有第三电解电容(C4)。

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