CN101707266B - 一种充放电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充放电控制电路，包括过放保护电路和过充保护电路，过放保护电路包括比较电路，比较电路的第一输入端与碱性电池连接，第二输入端接下限基准电压、输出端与驱动控制电路的输入端连接，驱动控制电路的输出端接LED灯；过充保护电路包括稳压电路，稳压电路的输入端与太阳能板连接、输出端与碱性电池连接。本发明过充保护电路通过稳压电路将太阳能板输出的电压稳压到一设定值后输出给碱性电池充电，碱性电池两端的电压与稳压电路两端的电压相等时就停止充电；过放保护电路通过比较电路将碱性电池输出的电压与比较电路的下限电压值进行比较以输出高低电平信号来控制驱动控制电路的开关的导通与断开，以达到防止碱性电池的过度放电。

Description

一种充放电控制电路

技术领域

本发明涉及一种充放电控制电路，尤其是涉及一种碱性可充电电池的充放电控制电路。

背景技术

碱性电池因其容量高、成本低、贮存时间长、无记忆效应、应用范围广等优点，已越来越被广泛应用，现已应用于太阳能灯领域中，然而碱性电池在实际使用过程中，碱性电池充放电的电量不容易控制，在其过充时会导致漏液现象，而在其过放时则导致性能下降、寿命也会降低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种充放电控制电路，能控制电池过充和过放，防止电池漏液，延长使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种充放电控制电路，包括一过放保护电路和一过充保护电路，所述过放保护电路包括比较电路，所述比较电路为迟滞比较电路，所述迟滞比较电路的第一输入端接碱性电池的正极，第二输入端接一下限基准电压；所述迟滞比较电路的输出端接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端接LED灯的一极，所述LED灯的另一极接所述碱性电池的负极；所述下限基准电压设置在1.20V～1.25V，其中所述迟滞比较电路的下限值设定为1.20V，当所述碱性电池的电压小于1.20V时，所述迟滞比较电路就将碱性电池电压与基准电压进行比较输出低电平控制驱动控制电路的开关断开，所述LED不发光；当所述碱性电池电压大于1.25V并且太阳能板无光照时，所述迟滞比较电路就输出高电平控制驱动控制电路的开关接通，从而所述LED灯发亮；

所述过充保护电路包括一稳压电路，所述稳压电路的一输入端接太阳能板的一端，另一输入端接碱性电池负极；所述稳压电路的输出端接 碱性电池的正极，所述碱性电池的负极接太阳能板的另一端；所述稳压电路的电压稳压值设定在1.65±0.05V，太阳能板输出的电压经稳压电路稳压到所述设定电压值后输出给碱性电池以充电，当碱性电池的电压达到1.65±0.05V时，碱性电池两端的电压就与稳压电路两端的电压相等而停止充电。

其中，所述过放保护电路包括一升压控制芯片，所述升压控制芯片为QX2301LT，所述升压控制芯片的第二引脚通过一电感接碱性电池的正极，升压控制芯片的第二引脚和第三引脚之间连接有一二极管，升压控制芯片的第一引脚接地，升压控制芯片的第三引脚通过一电容接地，所述升压控制芯片的第二引脚与所述比较电路的第一输入端之间连接有一电感和一电阻。

其中，所述比较电路包括比较芯片，所述比较芯片为QX3406A，所述比较芯片的第一引脚与第三引脚之间电连接有电阻和二极管，所述比较芯片的第二引脚通过一并联设置的电阻和电容接地，并且所述比较芯片的第二引脚通过一电阻与升压控制芯片的第三引脚连接，所述比较芯片的第四引脚接地，第八引脚接一电压值为3.3V的电压，所述第一引脚连接所述比较电路的输出端，第三引脚、第四引脚分别连接所述比较电路的第一、第二输入端。

其中，所述驱动控制电路包括第一开关和第二开关，所述第一、第二开关均为三极管，所述第一开关的集电极通过一电阻与第二开关的基极连接，第一开关的发射极接地，第一开关的基极通过一电阻接地，并且所述第一开关的基极通过一电阻接太阳能板的一极，所述第一开关的集电极通过一电阻接所述比较芯片的第一引脚，所述第二开关的发射极接地，集电极通过一电阻接LED灯。

其中，所述过充保护电路包括一稳压芯片，所述稳压芯片的第一引脚通过一电容与太阳能板的正极连接，第二引脚直接接太阳能板电池的负极，第四引脚通过二极管接太阳能板电池的正极，第三引脚通过一电感与碱性电池的正极连接，第三引脚与第五引脚之间电连接有电感以及一振荡电路，所述振荡电路由电阻和电容组成，所述振荡电路的一端通过一电阻与太阳能板的负极连接，所述碱性电池的正、负极之间连接有一电容，所述太阳能板的负极、碱性电池的负极以及稳压芯片的第二引脚均接地。

本发明的有益效果是：区别于现有的碱性可充电电池的充放电的电量不易控制，电池过充过放易导致电池性能改变、寿命降低甚至无法使用的情况，本发明充放电控制电路包括一过放保护电路和一过充保护电路，本发明过充保护电路通过稳压电路将太阳能板输出的电压稳压到一设定值后输出给碱性电池充电，当碱性电池的电压达到设定值时，碱性电池两端的电压就与稳压电路两端的电压相等而停止充电，如此就能防止碱性电池过充，本发明过放保护电路通过比较电路将碱性电池输出的电压与比较电路的下限电压值进行比较以输出高低电平信号来控制驱动控制电路的开关的导通与断开来控制LED灯的工作状态，以达到防止碱性电池的过度放电，因此本发明充放电控制电路能避免碱性可充电电池的过度充电和过分放电的情况，从而能保护充电电池以提高电池的使用寿命。

附图说明

图1是本发明充放电控制电路的电路框图；

图2是本发明充放电控制电路的电路原理图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明充放电控制电路用于对碱性可充电电池的充放电进行保护以防止电池过充或者过放的情况。所述充放电控制电路包括一过放保护电路10和一过充保护电路20。所述过放保护电路10包括一连接在碱性电池和LED灯之间的一比较电路和一驱动电路。所述比较电路为迟滞比较电路，所述迟滞比较电路的第一输入端接碱性电池的正极，第二输入端接一下限基准电压；所述迟滞比较电路的输出端接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端接LED灯的一极，所述LED灯的另一极接所述碱性电池的负极。所述下限基准电压设置在1.20V～1.25V，其中所述迟滞比较电路的下限值设定为1.20V，当所述碱性电池的电压小于1.20V时，所述迟滞比较电路就将碱性电池电压与基准电压进行比较输出低电平控制驱动控制电路的开关断开，所述LED不发光。当所述碱性电池电压大于1.25V并且太阳能板无光照时，所述迟滞比较电路就输出高电平控制驱动控制电路的开关接通，从而所述LED灯发亮。如此就可以防止碱性电池过渡放电而使寿命降低甚至失去活力而无法使用的情况。

所述过充保护电路20包括连接于太阳能板和碱性电池之间的一稳压电路，所述稳压电路的一输入端接太阳能板的一端，另一输入端接碱性电池负极；所述稳压电路的输出端接碱性电池的正极，所述碱性电池的负极接太阳能板的另一端。所述稳压电路的电压稳压值设定在1.65±0.05V，太阳能板输出的电压经稳压电路稳压到所述设定电压值后输出给碱性电池以充电，当碱性电池的电压达到1.65±0.05V时，碱性电池两端的电压就与稳压电路两端的电压相等而停止充电，如此就能防止碱性电池过充而使电池内部发生化学反应使碱性电池性能发生改变出现漏液的现象。

请参阅图2，其为本发明充放电控制电路的电路原理图，包括过放保护电路10和一过充保护电路20。所述过充保护电路20包括一稳压芯片(QX3406A)，所述稳压芯片的第一引脚通过一电容C1与太阳能板电池的负极连接，第二引脚直接接太阳能板电池的负极，第四引脚通过二极管D1接太阳能板电池的正极，第三引脚通过一电感L1与碱性电池BT1的正极连接，第三引脚与第五引脚之间电连接有电感L1以及一振荡电路，所述振荡电路由电阻R1和电容C2组成，所述振荡电路的一端通过R2与太阳能板的负极连接，所述碱性电池BT1的正、负极之间连接有一电容C3。所述太阳能板的负极与所述碱性电池的负极连接。

所述过放保护电路10包括一升压控制电路、与升压控制电路连接的一比较电路11以及与比较电路11的输出端连接的一控制LED灯工作的驱动控制电路12。所述升压控制电路具有一升压控制芯片(QX2301LT)，所述升压控制芯片的第二引脚和第三引脚之间正向连接有一二极管D2、第二引脚与碱性电池的正极之间电连接有一电感L2、第一引脚接地，第三引脚通过电容C4接地，第三引脚与地之间还连接有一与C4并联的电阻R3、R4。所述比较电路11包括一比较芯片U2A，所述比较芯片U2A的第三引脚与第一引脚之间电连接有一电阻R7、二极管D3，比较芯片U2A的第二引脚通过一电容C5与地连接，并且该第二引脚分别与电阻R3的一端和电阻R4的一端电连接，所述比较芯片U2A的第三引脚通过电阻R5与碱性电池的正极连接，该第三引脚通过电阻R6与地连接，所述比较芯片U2A的第八引脚接一电压值为3.3V的电源、第四引脚接地。所述驱动控制电路12具有第一开关Q3、第二开关Q4，所述第一开关Q3的集电极与第二开关Q4的基极通过电阻R11电连接，第一开关Q3的基极通过R8接太阳能板的正极，并且第一开关Q3的基极通过R9接地。第一开关Q3的集电极通过电阻R10与比较芯片U2A的第一引脚连接、发射极接地。第二开关Q4的发射极接地，集电极通过电阻R14分别与LED灯连接。其中，第一开关Q3为光控开关，能根据光的强弱，自动控制开启和关闭LED灯。

白天，太阳能板将光能转化为电能，并以充电的方式向碱性电池BT1充电，充电时通过稳压芯片稳压以及电阻R1、R2降压使充电电压稳定在1.60V～1.70V之间，当碱性电池电压本身达到1.7V时，因碱性电池电压与充电电压相等，故太阳能板停止对电池充电，以防止过充。

碱性电池BT1到LED灯放电时，通过升压控制电路将碱性电池输出电压稳定提升到3.3V以使LED正常工作。其中，比较电路U2A设有一下限电压值1.2V，当所述碱性电池的电压小于1.20V时，所述比较电路11就输出低电平控制驱动控制电路的第二开关Q4断开，所述LED不发光。当所述碱性电池电压大于1.25V并且太阳能板无光照时，所述比较电路就输出高电平控制驱动控制电路的第二开关Q4接通，从而所述LED灯发亮。

综上所述，本发明充放电控制电路用于对碱性可充电电池进行保护，可以防止碱性可充电电池的过充和过放，从而可避免电池过充使电池内部发生化学反应导致出现漏液现象和电池过放使得充电电池寿命降低的情况，使用本发明充放电控制电路可以提高碱性电池的使用寿命。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种充放电控制电路，其特征在于，包括一过放保护电路和一过充保护电路，所述过放保护电路包括比较电路，所述比较电路为迟滞比较电路，所述迟滞比较电路的第一输入端接碱性电池的正极，第二输入端接一下限基准电压；所述迟滞比较电路的输出端接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端接LED灯的一极，所述LED灯的另一极接所述碱性电池的负极；所述下限基准电压设置在1.20V～1.25V，其中所述迟滞比较电路的下限值设定为1.20V，当所述碱性电池的电压小于1.20V时，所述迟滞比较电路就将碱性电池电压与基准电压进行比较输出低电平控制驱动控制电路的开关断开，所述LED不发光；当所述碱性电池电压大于1.25V并且太阳能板无光照时，所述迟滞比较电路就输出高电平控制驱动控制电路的开关接通，从而所述LED灯发亮；

所述过充保护电路包括一稳压电路，所述稳压电路的一输入端接太阳能板的一端，另一输入端接碱性电池负极；所述稳压电路的输出端接碱性电池的正极，所述碱性电池的负极接太阳能板的另一端；所述稳压电路的电压稳压值设定在1.65±0.05V，太阳能板输出的电压经稳压电路稳压到所述设定电压值后输出给碱性电池以充电，当碱性电池的电压达到1.65±0.05V时，碱性电池两端的电压就与稳压电路两端的电压相等而停止充电。

2.根据权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述过放保护电路包括一升压控制芯片，所述升压控制芯片为QX2301LT，所述升压控制芯片的第二引脚通过一电感接碱性电池的正极，升压控制芯片的第二引脚和第三引脚之间连接有一二极管，升压控制芯片的第一引脚接地，升压控制芯片的第三引脚通过一电容接地，所述升压控制芯片的第二引脚与所述比较电路的第一输入端之间连接有一电感和一电阻。

3.根据权利要求2所述的充放电控制电路，其特征在于，所述比较电路包括比较芯片，所述比较芯片为QX3406A，所述比较芯片的第一引脚与第三引脚之间电连接有电阻和二极管，所述比较芯片的第二引脚通过一并联设置的电阻和电容接地，并且所述比较芯片的第二引脚通过一电阻与升压控制芯片的第三引脚连接，所述比较芯片的第四引脚接地，第八引脚接一电压值为3.3V的电压，所述第一引脚连接所述比较电路的输出端，第三引脚、第四引脚分别连接所述比较电路的第一、第二输入端。

4.根据权利要求3所述的充放电控制电路，其特征在于，所述驱动控制电路包括第一开关和第二开关，所述第一、第二开关均为三极管，所述第一开关的集电极通过一电阻与第二开关的基极连接，第一开关的发射极接地，第一开关的基极通过一电阻接地，并且所述第一开关的基极通过一电阻接太阳能板的一极，所述第一开关的集电极通过一电阻接所述比较芯片的第一引脚，所述第二开关的发射极接地，集电极通过一电阻接LED灯。

5.根据权利要求3所述的充放电控制电路，其特征在于，所述过充保护电路包括一稳压芯片，所述稳压芯片的第一引脚通过一电容与太阳能板的正极连接，第二引脚直接接太阳能板电池的负极，第四引脚通过二极管接太阳能板电池的正极，第三引脚通过一电感与碱性电池的正极连接，第三引脚与第五引脚之间电连接有电感以及一振荡电路，所述振荡电路由电阻和电容组成，所述振荡电路的一端通过一电阻与太阳能板的负极连接，所述碱性电池的正、负极之间连接有一电容，所述太阳能板的负极、碱性电池的负极以及稳压芯片的第二引脚均接地。 

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