電池欠壓保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電池欠壓保護電路，它包括啟動電容C1、放電電阻R1、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩(wěn)壓二級管D1、穩(wěn)壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Q1和輸出繼電器K1。該電池欠壓保護電路設(shè)置在電池和負載之間，在電池欠壓時能夠自動切斷電池與負載的連接，起到保護電池的作用；其具有設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、保護效果好和延長電池使用壽命的優(yōu)點。
【專利說明】電池欠壓保護電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種保護電路，具體的說，涉及了一種電池欠壓保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)氣體探測應(yīng)用中氣體報警控制器經(jīng)常使用市電和電池兩種電源作為主電和備電來給現(xiàn)場探測器供電，當主電電源出現(xiàn)停電時備電電源可供探測器繼續(xù)工作。采用電池供電時，如果電池電壓低到一定程度還繼續(xù)放電時會對電池造成一定的損壞；過放電時，特別是以較大電流過放電會發(fā)出大量熱量，過放電時硫酸濃度減得很低，電池出現(xiàn)不可逆硫酸鹽化，將大大地減弱電池的充電接受能力，大大的縮短了電池的壽命。
[0003]電池欠壓后不能及時切斷電池與負載的連接，會使電池持續(xù)放電，導(dǎo)致過放電，為了解決此問題現(xiàn)有的電池多通過保護電路與探測器連接，當電池欠壓后，自動切斷電池與負載的連接。這些保護電路的工作電源多為電池提供，雖然能夠切電池與探測器的連接，停止對探測器供電，但是電池依舊給保護電路供電，如果切斷負載供電后保護電路如果功耗較大，長時間工作也容易導(dǎo)致過放電，過放電容易損壞電池，使電池經(jīng)常更換，帶來材料和維護上的成本，同時帶來使用上的不便。
[0004]為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、保護效果好和延長電池使用壽命的電池欠壓保護電路。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種電池欠壓保護電路，它包括啟動電容Cl、放電電阻Rl、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩(wěn)壓二級管D1、穩(wěn)壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Ql和輸出繼電器K1，其中，所述啟動電容Cl的負極連接所述下拉電阻R2的一端，所述啟動電容Cl的正極和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端，所述放電電阻Rl并聯(lián)在所述啟動電容Cl的正負極上，所述啟動電容Cl的正極分別連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端和所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的一端，所述下拉電阻R2的一端分別連接所述限流電阻R3的一端和所述限流電阻R4的一端，所述下拉電阻R2的另一端分別連接所述穩(wěn)壓二級管Dl的陽極，所述限流電阻R8的一端、所述運算放大器Ul的電源負向輸入端、所述穩(wěn)壓二級管D2的陽極和所述分壓電阻R7的一端，所述限流電阻R3的另一端分別連接所述穩(wěn)壓二級管Dl的陰極和所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的集電極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端，所述三極管Ql的發(fā)射極連接所述限流電阻R8的另一端，所述限流電阻R4的另一端連接所述運算放大器Ul的輸出端，所述運算放大器Ul的負向輸入端分別連接所述限流電阻R5的一端和所述穩(wěn)壓二級管D2的陰極，所述限流電阻R5的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述運算放大器Ul的正向輸入端分別連接所述分壓電阻R7的另一端和所述分壓電阻R6的一端，所述分壓電阻R6的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述運算放大器Ul的電源正向輸入端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述分壓電阻R6的另一端和所述分壓電阻R7的一端作為負載連接端。
[0007]基于上述，它還包括續(xù)流二極管D3，所述續(xù)流二極管D3的陰極連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端，所述續(xù)流二極管D3的陽極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端。
[0008]基于上述，它還包括開關(guān)SI，所述啟動電容Cl的正極連接所述開關(guān)SI 一端，所述開關(guān)SI另一端和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端。
[0009]本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進步，具體的說，本實用新型與傳統(tǒng)的保護電路不同，電池與負載切斷后，電池停止對保護電路供電，避免電池過放電，延長電池使用壽命，減少電池更換，降低維護成本；該電池欠壓保護電路設(shè)置在電池與負載之間，電路接通電池時，所述輸出繼電器Kl線圈瞬時通電，進而閉合所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)，然后整個電路開始工作，所述運算放大器Ul對采集到的電壓進行比較，以此控制三極管Ql的導(dǎo)通和截止，繼而在電池欠壓時斷開電池與負載的連接，同時，電池停止向該電路供電；其具有設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、保護效果好和延長電池使用壽命的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0012]如圖1所示，一種電池欠壓保護電路，它包括啟動電容Cl、放電電阻R1、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩(wěn)壓二級管D1、穩(wěn)壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Ql和輸出繼電器K1。
[0013]其中，所述啟動電容Cl為極性電容，所述啟動電容Cl的負極連接所述下拉電阻R2的一端，所述啟動電容Cl的正極和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端，以此連接電池，為了方便控制，所述啟動電容Cl的正極連接所述開關(guān)SI，電池通過所述開關(guān)SI連接電池輸入端。
[0014]所述放電電阻Rl并聯(lián)在所述啟動電容Cl的正負極上，所述啟動電容Cl的正極分別連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端和所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的一端，所述下拉電阻R2的一端分別連接所述限流電阻R3的一端和所述限流電阻R4的一端，所述下拉電阻R2的另一端分別連接所述穩(wěn)壓二級管Dl的陽極，所述限流電阻R8的一端、所述運算放大器Ul的電源負向輸入端、所述穩(wěn)壓二級管D2的陽極和所述分壓電阻R7的一端，所述限流電阻R3的另一端分別連接所述穩(wěn)壓二級管Dl的陰極和所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的集電極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端，所述三極管Ql的發(fā)射極連接所述限流電阻R8的另一端，所述三極管Ql為NPN型三極管，所述限流電阻R4的另一端連接所述運算放大器Ul的輸出端，所述運算放大器Ul的負向輸入端分別連接所述限流電阻R5的一端和所述穩(wěn)壓二級管D2的陰極，所述限流電阻R5的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述運算放大器Ul的正向輸入端分別連接所述分壓電阻R7的另一端和所述分壓電阻R6的一端，所述分壓電阻R6的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述運算放大器Ul的電源正向輸入端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述分壓電阻R6的另一端和所述分壓電阻R7的一端作為負載連接端，以此連接后級負載例如:探測器；本電路也可以用于其它電池與負載之間，起到保護電池的作用。
[0015]為了保證所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的準確啟閉，它還包括續(xù)流二極管D3，所述續(xù)流二極管D3的陰極連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端，所述續(xù)流二極管D3的陽極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端。
[0016]該電池欠壓保護電路的工作原理:需要啟用備用電源時，閉合開關(guān)SI，此時啟動電容Cl瞬間處于導(dǎo)通狀態(tài)，電池電壓通過啟動電容Cl和限流電阻R3施加到三極管Ql上，三極管Ql導(dǎo)通，此時所述輸出繼電器Kl線圈通電，所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)閉合，電池向負載供電同時，整個電池欠壓保護電路開始工作。
[0017]電池接通，向負載供電，此時所述運算放大器Ul的電源輸入端接通電源，所述運算放大器Ul開始工作。電池電壓經(jīng)過分壓電阻R6、分壓電阻R7后電壓Vl輸入到運算放大器Ul的正向輸入端，同時運算放大器Ul的負向輸入端接收經(jīng)過穩(wěn)壓二級管D2和限流電阻R5的基準電壓V2。
[0018]當電壓Vl大于基準電壓V2，運算放大器Ul輸出端輸出高電平，經(jīng)過限流電阻R4施加到三極管Ql上，保持輸出繼電器Kl控制開關(guān)閉合；啟動電容Cl充滿電后，所述三極管Ql的導(dǎo)通電壓由運算放大器Ul提供，穩(wěn)壓二級管D2限制三極管Ql的輸入電壓，有效保護三極管Ql，使得電路工作更加可靠。
[0019]當Vl小于基準電壓V2，運算放大器Ul輸出端輸出低電平，啟動電容Cl充滿電后，啟動電容Cl負極連接的下拉電阻R2將輸入到三極管Ql的電壓降至低電平，這時和運算放大器Ul輸出的低電平共同作用保證三極管Ql截止，進而使得所述輸出繼電器Kl線圈不帶電，所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)關(guān)斷，切斷電池與負載的連接；此時整個電路與電池的連接也切斷，防止電池欠壓時,過放電。
[0020]為了保證整個電路的正常工作，放電電阻Rl的阻值要遠大于下拉電阻R2的阻值，以此保證輸出繼電器Kl啟閉的可靠性。
[0021 ] 本實用新型可以對不同的電池進行保護，通過調(diào)整分壓電阻R6和分壓電阻R7的大小，滿足對不同電池欠壓保護的需求，增加該電路的適用范圍。
[0022]最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種電池欠壓保護電路，其特征在于:它包括啟動電容Cl、放電電阻Rl、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩(wěn)壓二級管D1、穩(wěn)壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Ql和輸出繼電器K1，其中，所述啟動電容Cl的負極連接所述下拉電阻R2的一端，所述啟動電容Cl的正極和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端，所述放電電阻Rl并聯(lián)在所述啟動電容Cl的正負極上，所述啟動電容Cl的正極分別連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端和所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的一端，所述下拉電阻R2的一端分別連接所述限流電阻R3的一端和所述限流電阻R4的一端，所述下拉電阻R2的另一端分別連接所述穩(wěn)壓二級管Dl的陽極，所述限流電阻R8的一端、所述運算放大器Ul的電源負向輸入端、所述穩(wěn)壓二級管D2的陽極和所述分壓電阻R7的一端，所述限流電阻R3的另一端分別連接所述穩(wěn)壓二級管Dl的陰極和所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的集電極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端，所述三極管Ql的發(fā)射極連接所述限流電阻R8的另一端，所述限流電阻R4的另一端連接所述運算放大器Ul的輸出端，所述運算放大器Ul的負向輸入端分別連接所述限流電阻R5的一端和所述穩(wěn)壓二級管D2的陰極，所述限流電阻R5的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述運算放大器Ul的正向輸入端分別連接所述分壓電阻R7的另一端和所述分壓電阻R6的一端，所述分壓電阻R6的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述運算放大器Ul的電源正向輸入端連接所述輸出繼電器Kl控制開關(guān)的另一端，所述分壓電阻R6的另一端和所述分壓電阻R7的一端作為負載連接端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池欠壓保護電路，其特征在于:它還包括續(xù)流二極管D3，所述續(xù)流二極管D3的陰極連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端，所述續(xù)流二極管D3的陽極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池欠壓保護電路，其特征在于:它還包括開關(guān)SI，所述啟動電容Cl的正極連接所述開關(guān)SI 一端，所述開關(guān)SI另一端和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端。
【文檔編號】H02H7/18GK203690903SQ201420032406
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】金鑫, 牛小民, 李冬明, 張艷鵬, 王婷, 高磊, 杜瑞杰 申請人:河南漢威電子股份有限公司