專利名稱：后備電池保護電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種后備電池保護電路裝置，適用于電力系統(tǒng)繼電保護、變電站 自動化和工業(yè)控制自動化應(yīng)用場合中需要后備電池保持歷史數(shù)據(jù)的繼電保護及自動化裝置。
背景技術(shù)：
繼電保護及自動化裝置在應(yīng)用中通常都需要保存歷史數(shù)據(jù)，這已經(jīng)成為這類裝置 必備的功能之一。尤其是在裝置異?；虻綦姾螅瑲v史數(shù)據(jù)對于分析裝置出現(xiàn)的異常非常重 要。實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)保存功能通常由后備電池和低功耗靜態(tài)存儲器(SRAM)來實現(xiàn)。后備電 池一般可采用可充電電池或不可充電電池。不可充電電池一般只需另外配置電源切換電路即可工作，但缺點是壽命有限，當(dāng) 電能釋放完畢后，不僅歷史數(shù)據(jù)丟失，而且運行維護人員不知道何時需要更換?？沙潆婋姵匾话阈枰硗馀渲贸潆婋娐泛碗娫辞袚Q電路，優(yōu)點是如果在電池未過 度放電導(dǎo)致?lián)p壞的條件下，可反復(fù)充放電使用。缺點是沒有保護電路，如果電池過度放電 后，呈不可充電狀態(tài)，與不可充電電池電能耗盡后的問題一樣。

圖1為目前采用可充電電池的帶充電和電源切換功能的后備電池應(yīng)用電路原理 圖，該中電路存在上述問題的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種具有實用性的后備電池保護電路裝置，通過監(jiān)視 可充電電池的輸出電壓可以實現(xiàn)對電池放電回路的自動關(guān)斷。本實用新型提供下述解決方案后備電池保護電路裝置，由可充電電池、場效應(yīng)管 M0SFET、瞬態(tài)抑制器TVS、帶集電極開路OD輸出的比較器、電阻、電容構(gòu)成，另設(shè)有充電及電 源切換電路，協(xié)同完成可充電電池的充電、切換和保護功能。后備電池保護電路通過監(jiān)視可 充電電池的輸出電壓，當(dāng)電池電壓下降到設(shè)定好的門檻，控制場效應(yīng)管(MOSFET)動作切斷 電池的放電回路，達到保護電池的目的。本實用新型由可充電電池、場效應(yīng)管MOSFET、瞬態(tài)抑制器TVS、帶集電極開路OD輸 出的比較器、電阻和電容組成后備電池保護電路。后備電池保護電路裝置(或稱保護裝置)，由可充電電池、場效應(yīng)管、瞬態(tài)抑制器、 帶集電極開路輸出的比較器、電阻構(gòu)成，可充電電池的輸出連接到場效應(yīng)管的源級，瞬態(tài) 抑制器連接到場效應(yīng)管的源級和漏極之間，場效應(yīng)管的漏極連接到電源切換芯片的后備電 源輸入端，電源切換芯片的輸出端經(jīng)過電阻分壓連接到帶集電極開路輸出的比較器的輸入 端，帶集電極開路輸出的比較器的輸出端連接到場效應(yīng)管的柵級。帶集電極開路OD輸出的 比較器通過監(jiān)視可充電電池的輸出電壓，當(dāng)可充電電池電壓下降到設(shè)定好的門檻，給場效 應(yīng)管MOSFET的柵級G施加電壓，使場效應(yīng)管MOSFET的源級S和漏極D斷開，從而切斷電池 的放電回路。這樣避免電池過度放電導(dǎo)致?lián)p壞，使電池能夠長期可靠使用，提高了繼電保護
3及自動化設(shè)備的平均無故障時間MTBF，給運行維護人員帶來極大的方便。切斷可充電電池的放電回路后，場效應(yīng)管MOSFET的柵級G由后備電池的輸出電壓 上拉，維持場效應(yīng)管MOSFET動作后的狀態(tài)，具有自保持特性。在裝置檢修時，如裝入新的可 充電電池，在裝置未上電之前，可充電電池的放電回路始終處于切斷的狀態(tài)，具有自保護特 性。本實用新型的有益效果本實用新型提供了一種具有實用性的后備電池保護電路 及其應(yīng)用，通過監(jiān)視可充電電池的輸出電壓，當(dāng)電池電壓下降到設(shè)定好的門檻，自動切斷電 池的放電回路，具有自動切斷、自保持和自保護的特點。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步詳細(xì)說明。圖1為傳統(tǒng)的后備電池應(yīng)用電路原理圖。圖2為本實用新型的后備電池應(yīng)用電路裝置原理圖。
具體實施方式
圖1所示為傳統(tǒng)的后備電池應(yīng)用電路原理圖，可實現(xiàn)充電和電源切換兩個功能。 通過電阻R2和二極管Dl實現(xiàn)對可充電電池Ll的充電，通過電源管理芯片Ul實現(xiàn)主電源 和后備電源之間的切換。如圖2所示，在傳統(tǒng)的帶充電和電源切換功能的后備電池應(yīng)用電路的基礎(chǔ)上，本 實用新型的后備電池應(yīng)用電路增加了一個場效應(yīng)管Q1、一個瞬態(tài)抑制器Z1、一個帶集電極 開路輸出的比較器U2及若干電阻電容來實現(xiàn)后備電池的保護。如圖2所示的一種集充電、電源切換、后備電池保護功能于一體的后備電池應(yīng)用 電路，可充電電池Ll的輸出連接到場效應(yīng)管Ql的源級，瞬態(tài)抑制器Zl連接到場效應(yīng)管Ql 的源級和漏極之間，場效應(yīng)管Ql的漏極連接到電源切換芯片Ul的后備電源輸入端，電源切 換芯片Ul的輸出端經(jīng)過電阻R2和電阻R4分壓后連接到帶集電極開路輸出的比較器U2的 輸入端，通過電阻R2和電阻R4的分壓值決定電池過放門檻，帶集電極開路輸出的比較器U2 的輸出端連接到場效應(yīng)管Ql的柵級。電源切換芯片Ul的電源輸出端接到電阻R3和電容 C3，電阻R3和電容C3是等效的阻性負(fù)載和容性負(fù)載。具體實施過程是由帶集電極開路輸出的比較器U2來監(jiān)視可充電電池Ll的輸出電 壓，并在可充電電池Ll的輸出電壓下降到設(shè)定好的門檻時，由比較器U2輸出驅(qū)動場效應(yīng)管 Ql動作切斷可充電電池的放電回路。圖2電路中并聯(lián)在場效應(yīng)管Ql的源級和柵極之間的瞬態(tài)抑制器Zl用于保護場效 應(yīng)管Ql不被瞬態(tài)的過電壓擊穿。帶集電極開路輸出的比較器U2的典型型號是ADCMP361，電源管理芯片Ul的典型 型號是MAX6362。
權(quán)利要求后備電池保護電路裝置，其特征是由可充電電池、場效應(yīng)管、瞬態(tài)抑制器、帶集電極開路輸出的比較器、電阻、電容構(gòu)成，另設(shè)有由若干電阻和二極管構(gòu)成的電池充電電路和由電源切換芯片、電阻、電容構(gòu)成的電源切換電路；可充電電池的輸出連接到場效應(yīng)管的源級，瞬態(tài)抑制器連接到場效應(yīng)管的源級和漏極之間，場效應(yīng)管的漏極連接到電源切換芯片的可充電電池輸入端，電源切換芯片的輸出端經(jīng)過電阻分壓后連接到帶集電極開路輸出的比較器的輸入端，帶集電極開路輸出的比較器的輸出端連接到場效應(yīng)管的柵級。
2.由權(quán)利要求1所述的后備電池保護電路裝置，其特征是帶集電極開路輸出的比較 器監(jiān)視電池的輸出電壓下降到設(shè)定的門檻時，比較器輸出高電平至場效應(yīng)管的柵級，使場 效應(yīng)管的源級和漏極斷開，從而切斷電池的放電回路。
3.由權(quán)利要求2所述的后備電池保護電路裝置，其特征是切斷可充電電池的放電回 路后，場效應(yīng)管的柵級由后備電池的輸出電壓上拉，維持場效應(yīng)管動作后的狀態(tài)，具有自保 持特性。
4.由權(quán)利要求2所述的后備電池保護電路裝置，其特征是在裝入新的可充電電池，在 裝置未上電之前，可充電電池的放電回路始終處于切斷的狀態(tài)，具有自保護特性。
專利摘要后備電池保護電路裝置，由可充電電池、場效應(yīng)管、瞬態(tài)抑制器、帶集電極開路輸出的比較器、電阻、電容構(gòu)成，另設(shè)有由若干電阻和二極管構(gòu)成的電池充電電路和由電源切換芯片、電阻、電容構(gòu)成的電源切換電路；可充電電池的輸出連接到場效應(yīng)管的源級，瞬態(tài)抑制器連接到場效應(yīng)管的源級和漏極之間，場效應(yīng)管的漏極連接到電源切換芯片的可充電電池輸入端，電源切換芯片的輸出端經(jīng)過電阻分壓后連接到帶集電極開路輸出的比較器的輸入端，帶集電極開路輸出的比較器的輸出端連接到場效應(yīng)管的柵級。本實用新型通過監(jiān)視電池的輸出電壓，當(dāng)電池電壓下降到設(shè)定好的門檻，自動切斷電池的放電回路，達到保護電池的目的。
文檔編號H02H7/18GK201750136SQ201020291399
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者劉國偉, 孫頌林, 尹春, 李響, 莫錦攀 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司