一種防止電池過度充放電電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的簡單防止電池過度充放電電路的構(gòu)成有直流充電電源1、充電開關(guān)2、電池5、放電開關(guān)6和負(fù)載7組成，其特征在于，還有充電控制電路3和放電控制電路4組成；本發(fā)明電路簡單，采用器件少，不需要電壓比較器，不需要獨(dú)立供電電源，在電池低壓保護(hù)時(shí)功耗取決于電池自身放電電流，完全可以防止電池過度充放電。
【專利說明】-種防止電池過度充放電電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及電池充放電保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 在絕大多數(shù)不能連續(xù)使用交流電源的電子設(shè)備，如手機(jī)、小型手持玩具、太陽能設(shè) 備等，一般都需要電池作為備用電源。為了保證電池的壽命，一般要求電池工作在最佳工作 電壓范圍內(nèi)。這就要求對電池充電放電時(shí)必須進(jìn)行保護(hù)。目前大多數(shù)電池保護(hù)電路是利用 集成電路中的電壓比較器對充放電壓進(jìn)行比較，需要一個(gè)基準(zhǔn)源和較多的器件來完成。即 使比較器采用了低功耗器件，也需要消耗一定能量。當(dāng)對電池充電時(shí)消耗的能量可以忽略， 在放電時(shí)能量卻不能忽略，尤其是在電池低壓保護(hù)后，過多的放電會嚴(yán)重?fù)p壞電池，大大降 低電池壽命。
[0003] 另外，當(dāng)電池具有記憶效應(yīng)時(shí)，在每次使用后電能沒有放干凈而直接充電，會造成 容量下降。因此對具有記憶效應(yīng)的電池充電前應(yīng)該徹底放電。
[0004] 現(xiàn)有電池充放電保護(hù)電路的缺點(diǎn)是： 1、 至少需要獨(dú)立一個(gè)供電電源； 2、 需要兩套比較器、兩個(gè)電壓基準(zhǔn)源和多個(gè)電阻等多個(gè)器件； 3、 由于上述原因，自身產(chǎn)生的功耗比較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種簡單防止電池過度充放電電路，自身不需要獨(dú)立供電電源，不需 要比較器、電壓基準(zhǔn)源和多個(gè)電阻，就能完成充電電壓過高時(shí)關(guān)斷充電電壓，放電電壓過低 時(shí)關(guān)斷負(fù)載的功能。
[0006] 如圖1所示，本發(fā)明提供的簡單防止電池過度充放電電路的構(gòu)成有直流充電電源 1、充電開關(guān)2、電池5、放電開關(guān)6和負(fù)載7組成，其特征在于，還有充電控制電路3和放電 控制電路4組成，充電隔離二極管連接在充電開關(guān)2的充電電源常閉管腳上，負(fù)載7連接在 充電開關(guān)2的充電電源常開管腳上； 所述的電源1可以為直流電源、太陽能陣列電源等，其功能是提供充電電源； 所述的充電開關(guān)2為繼電器；其功能是充電電壓過高時(shí)關(guān)斷充電電源，避免電池過電 壓損傷； 所述的充電控制電路3由Q1、D1、D2、R1組成，其功能是當(dāng)電池電壓高于某個(gè)設(shè)定值時(shí) 關(guān)斷充電開關(guān)，當(dāng)電池電壓低于設(shè)定值時(shí)打開充電開關(guān)為電池充電； 所述的放電控制電路4由Q2、D3、D4組成，其功能是當(dāng)電池電壓低于某個(gè)設(shè)定值時(shí)關(guān)斷 放電開關(guān)避免電池過度放電，當(dāng)電池電壓高于于設(shè)定值時(shí)打開放電開關(guān)為負(fù)載供電； 所述的電池5可以為各種電池，如鋰電池、鎳鎘電池、免維護(hù)電池等，其功能是接受充 電和為負(fù)載提供能量； 所述的放電開關(guān)6為繼電器；其功能是電池電壓過低于設(shè)定值時(shí)關(guān)斷負(fù)載，避免電池 過度放電損傷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明的電路示意圖。此圖也是說明書摘要附圖。
[0008] 圖2是充電電路示意圖。
[0009] 圖3是放電電路示意圖。
[0010] 工作過程描述 充電工作過程：如圖1所示，本發(fā)明提供的簡單防止電池過度充放電電路的構(gòu)成有直 流充電電源1、充電開關(guān)2、充電控制電路3、放電控制電路4、電池5、放電開關(guān)6和負(fù)載7組 成。
[0011] 當(dāng)電池 5中電壓高于設(shè)定的電壓XI時(shí)，D1、D2被擊穿，Q1導(dǎo)通，充電開關(guān)2中K1 常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，直流充電電源1中的直流電源不再向電池5充電。此時(shí)D1 兩端短路，Q1繼續(xù)導(dǎo)通，此狀態(tài)一直維持到電池電壓降到設(shè)定電壓X2時(shí)，D2不能被擊穿， 使Q1關(guān)斷，充電開關(guān)2中K1常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開，直流充電電源1中的直流電源 通過隔離二極管向電池 5充電，直至電池 5中電壓高于設(shè)定的電壓XI時(shí)，重新開始上述過 程。
[0012] D1在電路中有兩個(gè)作用：①電池在電壓過高時(shí)擊穿D1、D2,其電壓超過D1、D2及 Q1開通最小壓降之和，Q1開通后D1兩端短路，保證電池電壓下降一定值后Q1繼續(xù)開通，避 免電池電壓在很小幅度內(nèi)下降引起2中K1反復(fù)開關(guān)；②合理利用D1壓降，使電池電壓能 在任意設(shè)定的電壓范圍內(nèi)控制K1動作。
[0013] 放電工作過程：當(dāng)電池電壓高于設(shè)定值X3時(shí)，放電控制電路4中D3、D4擊穿，Q2導(dǎo)通， 放電開關(guān)6中K2常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，此時(shí)D1兩端短路，電池向負(fù)載7提供能量。 當(dāng)電池電壓降低，小于設(shè)定值X4時(shí)，電池電壓不能擊穿D3,則Q2關(guān)斷，K2常閉觸點(diǎn)閉合，常 開觸點(diǎn)斷開，電池不再向負(fù)載7提供能量。此時(shí)D1兩端不再短路。如果此時(shí)沒有充電電源 在充電，則此時(shí)電池放電電流極小，其值大小取決于三極管的關(guān)斷漏電流和電池漏電流，一 般只有幾個(gè)nA，從而避免了電池過度放電。
[0014] 當(dāng)充電電路給電池充電，如果電池電壓高于設(shè)定值X3時(shí)，則重復(fù)放電過程。
[0015] 本發(fā)明電路簡單，采用器件少，在電池低壓保護(hù)時(shí)功耗極低，完全可以防止電池過 度充放電。
【權(quán)利要求】
1. 本發(fā)明提供的簡單防止電池過度充放電電路的構(gòu)成有直流充電電源1、充電開關(guān)2、 電池5、放電開關(guān)6和負(fù)載7組成，其特征在于，還有充電控制電路3和放電控制電路4組 成，充電隔尚二極管連接在充電開關(guān)2的充電電源常閉管腳上，負(fù)載7連接在充電開關(guān)2的 充電電源常開管腳上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，其特征在于，充電控制電路和放電控制電路可以分開單 獨(dú)使用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，充電電路由充電開關(guān)2和電開控制電路3組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，放電電路由放電開關(guān)6和放電控制電路4組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，充電開關(guān)2為繼電器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，充電控制電路3中的Q1可以為三極管、MOS管、可控硅、 IGBT等組成；D1、D2可以為穩(wěn)壓二極管或精密穩(wěn)壓器如TL431、LM336以及其他穩(wěn)壓源等組 成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，放電控制電路4中的Q2可以為三極管、MOS管、可控硅、 IGBT等組成，D3、D4可以為穩(wěn)壓二極管或精密穩(wěn)壓器如TL431、LM336以及其他穩(wěn)壓源等組 成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，電池5為鋰電池、鎳鎘電池、免維護(hù)電池。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，放電開關(guān)6為繼電器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，負(fù)載為不帶電源功能的電子設(shè)備。
【文檔編號】H02H7/18GK104124723SQ201310154605
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】劉云清, 盛家進(jìn), 趙鑫 申請人:長春理工大學(xué)