專利名稱：一種灶具余熱發(fā)電的充電保護電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃氣爐具技術領域，更具體的是涉及一種灶具余熱發(fā)電的充電保護電路。
背景技術：
目前，節(jié)能減排已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。利用低位能源發(fā)電以滿足部分器具的電力 需求是節(jié)能減排的一個重要方向。其中利用灶具余熱發(fā)電的技術也吸引了許多人進行研 究。另一方面，由于目前家用灶具中電能的利用僅僅是用于點火和安全保護，用電量少，使 用成本昂貴的余熱發(fā)電技術來代替干電池在經(jīng)濟上不合算，因此一般研究者很少會深入思 考具體的應用技術。在我們進行的灶具余熱利用研究中，我們通過利用溫差發(fā)電芯片可以 實現(xiàn)所需的發(fā)電功能并能對蓄電池進行充電。存在的問題是，一方面，蓄電池飽滿后無法自 動停止充電，會導致蓄電池損壞甚至爆炸；另一方面，當灶具冷卻后，蓄電池的電回流，自動 放電；此外，每次灶具使用時發(fā)電芯片都能產(chǎn)生電能，并對蓄電池充電，會導致蓄電池的壽 命縮短。因此，我們需要一個專用的充電保護電路，能實現(xiàn)如下功能1、電流只能單向流動，即只能發(fā)電芯片對蓄電池充電，不能蓄電池對發(fā)電芯片放 電；2、當蓄電池的電位達到飽滿電位Vmax時，電路自動停止充電，進入保護狀態(tài)；3、只有當蓄電池電位低于某一略高于蓄電池能對外工作的極限電位的下限電位 Vmin時，電路才啟動對蓄電池的充電。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術之不足而提供的一種結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)保節(jié)能、 壽命長，而且工作安全的灶具余熱發(fā)電的充電保護電路。本發(fā)明是采用如下技術解決方案來實現(xiàn)上述目的一種灶具余熱發(fā)電的充電保護 電路，其特征在于，它包括一主要由若干個三極管和電阻組成的充電控制電路；一電位比較 電路，主要由電位比較器及若干個電阻組成，判斷蓄電池的當前電位并進而對充電電路進 行控制；以及DC/DC變壓電源，包括電源變壓器及其上連接的電容、二極管，將輸入的低位 電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部分的輸入電源和充電電路的輸入電源。作為上述方案的進一步說明，所述電位比較電路由1個電位比較器Ul及4個電阻 Rl R4組成，電阻R3、R4組成電位比較電路的基準臂，電阻Rl、R2組成電池電位輸入臂， Vcc來自電源變壓電路的Vout，Vbatt來自蓄電池。所述電位比較器Ul采用雙路差分比較器LM393P，其工作電壓低至2V。所述充電控制部分由3個三極管Ql Q3和5個電阻R5 R9組成，三極管Q2的 基極通過電阻R6連接三極管Ql的發(fā)射極，三極管Q3的基極通過電阻R8連接三極管Q2的 發(fā)射極，三極管Q3的集電極通過電阻R9連接蓄電池。 所述DC/DC變壓電源由電源變壓器U2和1個二極管D1、1個電容Cl組成，電源變壓器U2采用RN5RK331A，發(fā)電芯片通過二極管Dl給電容Cl充電，抬高電源變壓器U2的CE 腳電位，使U2啟動，Lx端有一電位，U2的Vout輸出電壓，作為電位比較器的驅(qū)動電壓及充 電電路中三極管的驅(qū)動電壓。本發(fā)明采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是1、本發(fā)明采用電源變壓器及其上連接的電容、二極管構(gòu)成的DC/DC變壓電源，電 流只能單向流動，即只能發(fā)電芯片對蓄電池充電，不能蓄電池對發(fā)電芯片放電；2、本發(fā)明通過電位比較電路實現(xiàn)電池低于某臨界電位才能進行充電，當蓄電池的 電位達到飽滿電位Vmax時，電路自動停止充電，進入保護狀態(tài)；只有當蓄電池電位低于某 一略高于蓄電池能對外工作的極限電位的下限電位Vmin時，電路才啟動對蓄電池的充電。
圖1為本發(fā)明的電路原理圖。附圖標記說明1、充電控制電路2、電位比較電路3、DC/DC變壓電源
具體實施例方式如圖1所示，一種灶具余熱發(fā)電的充電保護電路，它包括一主要由若干個三極管 和電阻組成的充電控制電路1 ；一電位比較電路2，主要由電位比較器及若干個電阻組成， 判斷蓄電池的當前電位并進而對充電電路進行控制；以及DC/DC變壓電源3，包括電源變壓 器及其上連接的電容、二極管，將輸入的低位電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部 分的輸入電源和充電電路的輸入電源。本實施例中，電位比較部分由1個電位比較器Ul及 4個電阻Rl R4組成。其中R3、R4組成電位比較電路的基準臂，Vcc來自電源變壓部分的 Vout。Rl、R2組成電池電位輸入臂。在充電進行時，Ul的7腳是低電平，當Vbatt > Vmax 時，Ul的5腳電位高于6腳，Ul的7腳輸出一個高電平，維持5腳電位高于6腳，充電控制 部分停止對Vbatt充電。隨著蓄電池用電，Vbatt下降，直到Vbatt < Vmin,Ul的5腳電平 低于6腳電平，Ul的7腳輸出一個低電平，維持5腳電平低于6腳，充電控制電路對電池進 行充電。充電控制部分由3個三極管Ql Q3和5個電阻R5 R9組成。當Ul的7腳輸 出1個高電平時，Ql導通，Q2的基極低電平，Q2開路，Q3的基極高電平，Q3開路，R9沒有 電流通過，Vbatt不充電。當Ul的7腳低電平時，Ql開路，Q2基極高電平，Q2通路，Q3的 基極低電平，Q3通路，R9有電流通過，Vbatt充電。電源變壓部分主體是個DC/DC電源轉(zhuǎn)換 器，在發(fā)電芯片產(chǎn)生電勢后，經(jīng)過二極管Dl對電容Cl充電，電源變壓器U2的CE極電平升 高，使U2啟動。在U2的5腳輸入一個電平后，2腳輸出一個恒定的電壓Vcc，作為電路其他 部分的電源，并作為充電的電源。當發(fā)電芯片冷卻后，發(fā)電芯片電位消失，在二極管的作用 下，電池不會反向放電。通過改變R3、R4的值，可以調(diào)整Ul的6腳處的基準電平。通過調(diào) 整Rl和R2的值，可以實現(xiàn)不同的Vmax和Vmin。作為上述技術方案的一個實施案例，電位比較器Ul采用雙路差分比較器LM393P， 其工作電壓可以低至2V，可以實現(xiàn)上述的6、7腳的比較判斷。DC/DC變壓電路U2采用 RN5RK331A，當發(fā)電芯片通過二極管給電容Cl充電，抬高U2的CE腳電位，使U2啟動，這時 由于Lx端有一電位，U2的Vout輸出一個3. 3的電壓，作為Ul的驅(qū)動電壓及充電電路中三 個三極管的驅(qū)動電壓。本電路可以給一個額定電壓為1. 2V的氫鎳電池充電，實現(xiàn)只有當電池電壓低于1. OV時才啟動充電，當電池電壓達到1.3V時停止充電。充電保護電路輸入端 的啟動電壓約1. 0V，此時U2的輸出電流可達到30mA。U2也可采用RN5R501A代替，經(jīng)過調(diào) 整各相應電阻后，這時充電保護電路可以給3V左右的電池組充電。灶具余熱發(fā)電產(chǎn)生的電能具有如下特點1、能量低；2、能量附著(加熱)時間不 斷升高，要適應這樣的能源特點采用本方案的電壓變換模塊以及其外圍驅(qū)動電路是比較合 理的。此外，本方案較一般充電電路有二點顯著特點1、電壓變壓部分；2、通過電位比較電 路實現(xiàn)電池低于某于臨界電位才能進行充電。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
權利要求
1.一種灶具余熱發(fā)電的充電保護電路，其特征在于，它包括一主要由若干個三極管和 電阻組成的充電控制電路；一電位比較電路，主要由電位比較器及若干個電阻組成，判斷蓄 電池的當前電位并進而對充電電路進行控制；以及DC/DC變壓電源，包括電源變壓器及其 上連接的電容、二極管，將輸入的低位電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部分的輸 入電源和充電電路的輸入電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護電路，其特征在于，所述電位比較 電路由1個電位比較器Ul及4個電阻Rl R4組成，電阻R3、R4組成電位比較電路的基準 臂，電阻R1、R2組成電池電位輸入臂，Vcc來自電源變壓電路的Vout，Vbatt來自蓄電池。
3.根據(jù)權利要求2所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護電路，其特征在于，所述電位比較 器Ul采用雙路差分比較器LM393P，其工作電壓低至2V。
4.根據(jù)權利要求1所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護電路，其特征在于，所述充電控制 部分由3個三極管Ql Q3和5個電阻R5 R9組成，三極管Q2的基極通過電阻R6連接 三極管Ql的發(fā)射極，三極管Q3的基極通過電阻R8連接三極管Q2的發(fā)射極，三極管Q3的 集電極通過電阻R9連接蓄電池。
5.根據(jù)權利要求1所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護電路，其特征在于，所述DC/DC變壓 電源由電源變壓器U2和1個二極管Dl、l個電容Cl組成，電源變壓器U2采用RN5RK331A， 發(fā)電芯片通過二極管Dl給電容Cl充電，抬高電源變壓器U2的CE腳電位，使U2啟動，Lx端 有一電位，U2的Vout輸出電壓，作為電位比較器的驅(qū)動電壓及充電電路中三極管的驅(qū)動電 壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灶具余熱發(fā)電的充電保護電路，其特征在于，它包括一主要由若干個三極管和電阻組成的充電控制電路；一電位比較電路，主要由電位比較器及若干個電阻組成，判斷蓄電池的當前電位并進而對充電電路進行控制；以及DC/DC變壓電源，包括電源變壓器及其上連接的電容、二極管，將輸入的低位電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部分的輸入電源和充電電路的輸入電源。本發(fā)明只能發(fā)電芯片對蓄電池充電，不能蓄電池對發(fā)電芯片放電，只有當蓄電池電位低于某一略高于蓄電池能對外工作的極限電位的下限電位時，電路才啟動對蓄電池的充電，可延長蓄電池壽命，有效防止蓄電池損壞甚至爆炸。
文檔編號H02J7/00GK102097837SQ20101060542
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權日2010年12月24日
發(fā)明者仇明貴, 余少言, 張全林, 汪為彪, 胡定鋼 申請人:廣東萬家樂燃氣具有限公司