CN221150946U - 一种储能***的过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种储能***的过压保护电路，该过压保护电路接于一整流滤波电路的输出端，所述整流滤波电路接至变压器T1的次级线圈端，TL431稳压器导通后，整流滤波电路输出的电压通过电阻R9和电阻R10进行分压，进而三极管Q3导通，三极管Q3导通后，晶体管Q1的栅极被拉高，从而把***的供电链路断开，此时负载输出电压和电流均为0，从而实现过压保护，过压保护后***负载为0A。本实用新型的过压保护电路不使用IC，通过晶体管、三极管以及电阻电容组合形成的电路能够实现对储能***的过压进行检测保护，实现储能***的安全运行，本实用新型的过压保护电路由于不使用IC控制，降低了电路的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能电池技术领域，具体的说是涉及一种储能***的过压保护电路。
背景技术
电动汽车、储能***或者电动工具用电池管理***最基本也是最重要的功能，就是对***微弱信号的采集，比如电压信号、电流信号以及温度信号，还应包含一些保护功能机制，以达到对应用***物理信号的实施检测以及异常情况下及时响应保护的目的，保证***安全有效的运行。
BMS电压采集一般通过分流器或霍尔传感器先把电流信号转换成电压信号，然后对电压信号进行处理，常规使用前端模拟集成IC或者专用电压采集芯片处理，再将放大信号传输至微控单元MCU，MCU将预设定电压参数与采集放大后的电压参数做比对运算，作相应的控制输出保护信号，切断主回路，此保护机制属于软件保护类型，运算需要一定的时间，响应不够快速，不能及时有效的过压异常进行限制，对灵敏度要求较高的场合不太适用，使用集成专用IC使***方案成本增加，不利于批量推广。
实用新型内容
针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种储能***的过压保护电路，设计该过压保护电路的目的：一是降低成本，二是减少响应时间。
为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：本实用新型的一种储能***的过压保护电路，该过压保护电路接于一整流滤波电路的输出端，所述整流滤波电路接至变压器T1的次级线圈端，所述过压保护电路包括：
晶体管Q1；
切换开关S1，固定端与所述晶体管Q1的漏极D连接；
电阻R6和电阻R5，所述电阻R6的第一端接至所述切换开关S1的第一切换端，其第二端接地，所述电阻R5的第一端接至所述切换开关S1的第二切换端，其第二端接所述电阻R5的接地端；
三极管Q2，该三极管Q2的基极连接所述晶体管Q1的源极S，其发射极接至所述整流滤波电路的输出端正极电路；
三极管Q3，该三极管Q3的集电极连接所述晶体管Q1的栅极，其发射极接和所述三极管Q2的发射极连接；
电阻R7，两端分别连接所述三极管Q2的发射极、三极管Q2的基极；
电阻R11，该电阻R11的第一端接至所述晶体管Q1的栅极，其第二端接至所述整流滤波电路的输出端负极电路；
电阻R9和电阻R10，所述电阻R9和电阻R10串联后，其之间的电路节点接至所述三极管Q3的基极，电阻R9的非串联端接至所述整流滤波电路的输出端正极电路；
TL431稳压器，该TL431稳压器的正极接至所述整流滤波电路的输出端的负极电路，其负极连接所述电阻R10的非串联端；
电阻R8、电阻R4、电阻R3和电阻R2，所述电阻R8的第一端接至所述TL431稳压器的第三端，其第二端与所述电阻R4的第一端、电阻R3的第二端，所述电阻R3的第一端接至所述整流滤波电路的输出端正极电路，电阻R4接至所述整流滤波电路的输出端负极电路，所述电阻R2的两端分别接至所述三极管Q2的集电极、所述电阻R3的第二端；
二极管D1和电阻R12，所述二极管D1的负极连接所述电阻R3的第二端，其正极连接所述电阻R12的第一端，所述电阻R12的第二端接至所述晶体管Q1的栅极。
进一步的，所述整流滤波电路输出38V电压至所述过压保护电路。
进一步的，所述TL431稳压器的正极端引脚是引脚ANODE，其负极端引脚是引脚CATHODE，其第三端引脚是引脚REF；
所述TL431稳压器的内部电路包括一个比较器、一个三极管、一个二极管以及一个Vref电阻器，所述比较器的输入端正极连接引脚REF，其输入端负极连接Vref电阻器的第一端，所述比较器的侧电源正极连接引脚CATHODE，其侧电源负极连接Vref电阻器的第二端以及引脚ANODE；
所述三极管的集电极接引脚CATHODE，其发射极连接所述比较器的侧电源负极，其基极连接比较器的输出端；
所述二极管的正极连接所述三极管的发射极，其负极连接所述三极管的集电极。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的过压保护电路不使用IC，通过晶体管、三极管以及电阻电容组合形成的电路能够实现对储能***的过压进行检测保护，实现储能***的安全运行。
2.本实用新型的过压保护电路由于不使用IC控制，降低了电路的成本。
附图说明
图1为本实用新型整流滤波电路图。
图2为本实用新型过压保护电路图。
图3为本实用新型TL431稳压器的三个引脚定义图。
图4为本实用新型TL431稳压器的内部电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本实用新型所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：本实用新型的具体结构如下：
请参照附图1-4，本实用新型的一种储能***的过压保护电路，该过压保护电路接于一整流滤波电路的输出端，所述整流滤波电路接至变压器T1的次级线圈端，所述过压保护电路包括：
晶体管Q1；
切换开关S1，固定端与所述晶体管Q1的漏极D连接；
电阻R6和电阻R5，所述电阻R6的第一端接至所述切换开关S1的第一切换端，其第二端接地，所述电阻R5的第一端接至所述切换开关S1的第二切换端，其第二端接所述电阻R5的接地端；
三极管Q2，该三极管Q2的基极连接所述晶体管Q1的源极S，其发射极接至所述整流滤波电路的输出端正极电路；
三极管Q3，该三极管Q3的集电极连接所述晶体管Q1的栅极，其发射极接和所述三极管Q2的发射极连接；
电阻R7，两端分别连接所述三极管Q2的发射极、三极管Q2的基极；
电阻R11，该电阻R11的第一端接至所述晶体管Q1的栅极，其第二端接至所述整流滤波电路的输出端负极电路；
电阻R9和电阻R10，所述电阻R9和电阻R10串联后，其之间的电路节点接至所述三极管Q3的基极，电阻R9的非串联端接至所述整流滤波电路的输出端正极电路；
TL431稳压器，该TL431稳压器的正极接至所述整流滤波电路的输出端的负极电路，其负极连接所述电阻R10的非串联端；
电阻R8、电阻R4、电阻R3和电阻R2，所述电阻R8的第一端接至所述TL431稳压器的第三端，其第二端与所述电阻R4的第一端、电阻R3的第二端，所述电阻R3的第一端接至所述整流滤波电路的输出端正极电路，电阻R4接至所述整流滤波电路的输出端负极电路，所述电阻R2的两端分别接至所述三极管Q2的集电极、所述电阻R3的第二端；
二极管D1和电阻R12，所述二极管D1的负极连接所述电阻R3的第二端，其正极连接所述电阻R12的第一端，所述电阻R12的第二端接至所述晶体管Q1的栅极。
本实施例的一种优选技术方案：所述整流滤波电路输出38V电压至所述过压保护电路。
本实施例的一种优选技术方案：所述TL431稳压器的正极端引脚是引脚ANODE，其负极端引脚是引脚CATHODE，其第三端引脚是引脚REF；
所述TL431稳压器的内部电路包括一个比较器、一个三极管、一个二极管以及一个Vref电阻器，所述比较器的输入端正极连接引脚REF，其输入端负极连接Vref电阻器的第一端，所述比较器的侧电源正极连接引脚CATHODE，其侧电源负极连接Vref电阻器的第二端以及引脚ANODE；
所述三极管的集电极接引脚CATHODE，其发射极连接所述比较器的侧电源负极，其基极连接比较器的输出端；
所述二极管的正极连接所述三极管的发射极，其负极连接所述三极管的集电极。
实施例2：
本实用新型储能***的过压保护电路工作原理如下：
如图1所示，图1为本实用新型整流滤波电路图，该整流滤波电路的输入端接至变压器T1的次线线圈两端，其包括电阻R19、电阻R20、电阻R36、由二个二极管同极并联组成的双二极管D6、电容C8、电阻R31、电容C14、有极性电容EC4、有极性电容EC3、有极性电容EC5、有极性电容EC13以及一电感器LF3，所述变压器T1的次线线圈第二端接RTN2地。
所述双二极管D6的正极端接至变压器T1的次级线圈第一端，所述电阻R19、电阻R20、电阻R36并联后的第一端接至所述双二极管D6的正极端，其第二端连接电容C8的第一端，所述电容C8的第二端连接至所述双二极管D6的负极端。
所述双二极管D6的负极端和所述变压器T1的次级线圈第二端之间分别连接有电阻R31、电容C14、有极性电容EC4、有极性电容EC3、有极性电容EC5、有极性电容EC13，其中，所述有极性电容EC4、有极性电容EC3、有极性电容EC5、有极性电容EC13的正极端连接所述双二极管D6的负极端。
所述电感器LF3的第一线圈第一端连接所述双二极管D6的负极端，其第一线圈第二端输出+38V电路，所述电感器LF3的第二线圈第一端连接变压器T1的次线线圈第二端，其第二线圈第二端输出-38V电路。
如图2-4所示，本实用新型的过压保护电路连接整流滤波电路的输出端，切换开关S1为负载切换开关测试，电阻R5为模拟负载1KΩ，电阻R6为模拟负载5Ω。TL431稳压器为可控稳压器件TL431，具体工作流程如下：
初始状态下，***复位键S1A处于断开状态，TL431稳压器处于导通状态，负载输出端无电压。
当***复位后，TL431稳压器的引脚REF变为低电平小于参考电压，此时TL431稳压器不导通。从而晶体管Q1的栅极变为低电平，此时晶体管Q1导通，供电链路正常给负载供电。
电阻R7为***负载电流采样电阻，当负载电流I大于V Q2/R7，三极管Q2导通。此时整流滤波电路输出的电压通过电阻R2、电阻R3和电阻R4进行分压进而导致电阻R4上的电压大于参考电压。此时，TL431稳压器导通，电阻R8主要的作用是起到过压保护TL431稳压器的作用，另外流过R8的电流可以忽略不计。
TL431稳压器导通后，整流滤波电路输出的电压通过电阻R9和电阻R10进行分压，进而三极管Q3导通，三极管Q3导通后，晶体管Q1的栅极被拉高，从而把***的供电链路断开，此时负载输出电压和电流均为0，从而实现过压保护，过压保护后***负载为0A。
但是由于三极管Q3导通后，整流滤波电路输出的电压通过电阻R12、二极管D1和电阻R4进行分压使得TL431稳压器的参考输入端的引脚REF电压始终大于参考电压，故TL431稳压器保持导通状态，形成保护自锁功能。如负载正常后需***恢复正常工作只需按下***复位键即可。
整流滤波电路的输出电压如果满足V1×R4/(R3+R4)>参考电压时，TL431稳压器导通后，与之前描述工作原理一致，电路会进行自锁保护直到输入过压解除以及重新按下复位。
综上所述，本实用新型的过压保护电路不使用IC，通过晶体管、三极管以及电阻电容组合形成的电路能够实现对储能***的过压进行检测保护，实现储能***的安全运行。本实用新型的过压保护电路由于不使用IC控制，降低了电路的成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种储能***的过压保护电路，该过压保护电路接于一整流滤波电路的输出端，所述整流滤波电路接至变压器T1的次级线圈端，其特征在于，所述过压保护电路包括：
晶体管Q1；
切换开关S1，固定端与所述晶体管Q1的漏极D连接；
电阻R6和电阻R5，所述电阻R6的第一端接至所述切换开关S1的第一切换端，其第二端接地，所述电阻R5的第一端接至所述切换开关S1的第二切换端，其第二端接所述电阻R5的接地端；
三极管Q2，该三极管Q2的基极连接所述晶体管Q1的源极S，其发射极接至所述整流滤波电路的输出端正极电路；
三极管Q3，该三极管Q3的集电极连接所述晶体管Q1的栅极，其发射极接和所述三极管Q2的发射极连接；
电阻R7，两端分别连接所述三极管Q2的发射极、三极管Q2的基极；
电阻R11，该电阻R11的第一端接至所述晶体管Q1的栅极，其第二端接至所述整流滤波电路的输出端负极电路；
电阻R9和电阻R10，所述电阻R9和电阻R10串联后，其之间的电路节点接至所述三极管Q3的基极，电阻R9的非串联端接至所述整流滤波电路的输出端正极电路；
TL431稳压器，该TL431稳压器的正极接至所述整流滤波电路的输出端的负极电路，其负极连接所述电阻R10的非串联端；
电阻R8、电阻R4、电阻R3和电阻R2，所述电阻R8的第一端接至所述TL431稳压器的第三端，其第二端与所述电阻R4的第一端、电阻R3的第二端，所述电阻R3的第一端接至所述整流滤波电路的输出端正极电路，电阻R4接至所述整流滤波电路的输出端负极电路，所述电阻R2的两端分别接至所述三极管Q2的集电极、所述电阻R3的第二端；
二极管D1和电阻R12，所述二极管D1的负极连接所述电阻R3的第二端，其正极连接所述电阻R12的第一端，所述电阻R12的第二端接至所述晶体管Q1的栅极。
2.根据权利要求1所述的一种储能***的过压保护电路，其特征在于，所述整流滤波电路输出38V电压至所述过压保护电路。
3.根据权利要求1所述的一种储能***的过压保护电路，其特征在于，所述TL431稳压器的正极端引脚是引脚ANODE，其负极端引脚是引脚CATHODE，其第三端引脚是引脚REF；
所述TL431稳压器的内部电路包括一个比较器、一个三极管、一个二极管以及一个Vref电阻器，所述比较器的输入端正极连接引脚REF，其输入端负极连接Vref电阻器的第一端，所述比较器的侧电源正极连接引脚CATHODE，其侧电源负极连接Vref电阻器的第二端以及引脚ANODE；
所述三极管的集电极接引脚CATHODE，其发射极连接所述比较器的侧电源负极，其基极连接比较器的输出端；
所述二极管的正极连接所述三极管的发射极，其负极连接所述三极管的集电极。
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