CN104065043A - 电池欠压保护和显示电路 - Google Patents

Abstract

一种电池欠压保护和显示电路，用于保护电池过放并显示电池正常及过放状态，包括分压模块、电压检测模块、开关模块及指示模块；电池欠压保护和显示电路通过分压模块将从电池分得的电压输出给电压检测模块，电压检测模块检测接收的电压大小，若接收的电压小于电池的放电电压阈值，则控制开关模块断开电池与负载之间的电连接，以避免电池过度放电即电池欠压而对电池造成损坏。在开关模块断开电池与负载之间的电连接时，指示模块根据开关模块的断开信号发出电池过放示警信号，提示用户需要对电池充电，以避免过放电对电池造成损坏。电池正常工作时，指示模块根据开关模块的导通信号发出电池正常工作指示信号。

Description

电池欠压保护和显示电路

技术领域

本发明涉及欠压保护，特别是涉及一种电池欠压保护和显示电路。

背景技术

欠压是指由于短路故障等原因，线路电压会在短时间内出现大幅度降低甚至消失的现象。它会给线路和电器设备带来损伤。例如：使电动机疲倒、堵转，从而产生数倍于额定电流的过电流，烧坏电动机；当电压恢复时，大量电动机的自起动又会使电动机的电压大幅度下降，造成危害。

同样的，当蓄电设备在由于过度放电时，出现的欠压现象也会对蓄电设备造成损坏。在现有技术中，蓄电设备，如电池在使用过程中由于过放电导致电池容易损坏，而大不分电路由于欠压定位不准，没人性化的指示灯，使得人们在使用过程中很不方便。

发明内容

基于此，提供一种欠压保护且显示电池正常及过放状态的电池欠压保护和显示电路。

一种电池欠压保护和显示电路，用于保护电池过放并显示电池正常及过放状态，包括分压模块、电压检测模块、开关模块及指示模块；

所述分压模块的电源输入端用于与电池正极电连接，所述分压模块的输出端与所述电压检测模块的输入端电连接，所述分压模块的接地端接地；

所述电压检测模块的接地端接地，所述电压检测模块的输出端与所述开关模块的控制端电连接；

所述开关模块的电源输入端用于与电池正极电连接，所述开关模块的输出端分别与所述指示模块的输入端及负载电连接；

所述分压模块用于将从电池分得的电压输出给所述电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述分压模块输出的电压大小，若所述分压模块输出的电压小于电池放电电压阈值，所述电压检测模块控制所述开关模块断开电池与负载之间的电连接；

所述开关模块断开电池与负载之间的电连接时，所述指示模块根据所述开关模块的断开信号发出电池过放示警信号；所述开关模块导通，电池对负载正常供电时，所述指示模块根据所述开关模块的导通信号发出电池正常工作指示信号。

在其中一个实施例中，所述分压模块包括分压电阻R5和分压电阻R6，所述分压电阻R5和所述分压电阻R6串联，所述分压电阻R5一端用于与电池正极电连接，所述分压电阻R6一端接地，所述分压电阻R5和所述分压电阻R6的公共连接点与所述电压检测模块电连接。

在其中一个实施例中，所述电压检测模块包括低压差稳压器U1，所述低压差稳压器U1的检测端与所述分压模块电连接，所述低压差稳压器U1的接地端接地，所述低压差稳压器U1的输出端与所述开关模块电连接。

在其中一个实施例中，所述开关模块包括继电器K1，所述继电器K1电子线圈的一端用于与电池正极电连接，所述继电器K1电子线圈的另一端与所述电压检测模块电连接，所述继电器K1的常闭开关电连接于电池正极与负载之间。

在其中一个实施例中，还包括与所述开关模块连接的放电模块，所述放电模块包括二极管D1，所述二极管D1的负极与电池正极电连接，所述二极管D1的正极与所述开关模块的控制端电连接。

在其中一个实施例中，还包括滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述分压模块和所述电压检测模块的公共连接点电连接，所述滤波模块的接地端接地。

在其中一个实施例中，所述滤波模块包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端与所述分压模块和所述电压检测模块的公共连接点电连接，所述滤波电容C1的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述指示模块包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q1、三极管Q2、发光二极管LED1及发光二极管LED2；

所述分压电阻R4的一端用于与电池正极电连接，所述分压电阻R4的另一端与所述三极管Q2的基极电连接；

所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于电池正极和三极管Q1的基极之间，所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点与所述三极管Q2的集电极电连接，所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q1的发射极接地；

所述分压电阻R1串联于电池正极与所述三极管Q1的集电极之间；

所述发光二极管LED1的正极和所述发光二极管LED2的负极电连接后与所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点电连接；所述发光二极管LED1的负极和所述发光二极管LED2的正极电连接后与所述三极管Q1的集电极电连接。

上述电池欠压保护和显示电路通过分压模块将从电池分得的电压输出给电压检测模块，电压检测模块检测接收的电压大小，若接收的电压小于电池的放电电压阈值，则控制开关模块断开电池与负载之间的电连接，以避免电池过度放电即电池欠压而对电池造成损坏。在开关模块断开电池与负载之间的电连接时，指示模块根据开关模块的断开信号发出电池过放示警信号，提示用户需要对电池充电，以避免过放电对电池造成损坏。电池正常工作时，指示模块根据开关模块的导通信号发出电池正常工作指示信号。

附图说明

图1为电池欠压保护和显示电路的模块图；

图2为电池欠压保护和显示电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示，为电池欠压保护和显示电路的模块图。

一种电池欠压保护和显示电路，用于保护电池过放并显示电池正常及过放状态，包括分压模块101、电压检测模块103、开关模块105及指示模块107。

所述分压模块101的电源输入端用于与电池正极电连接，所述分压模块101的输出端与所述电压检测模块103的输入端电连接，所述分压模块101的接地端接地。

所述电压检测模块103的接地端接地，所述电压检测模块103的输出端与所述开关模块105的控制端电连接。

所述开关模块105的电源输入端用于与电池正极电连接，所述开关模块105的输出端分别与所述指示模块107的输入端及负载电连接。

分压模块101用于将电池的电压转换成电压检测模块103需要的检测电压。即将从电池分得的电压输出给电压检测模块103。

电压检测模块103用于将接收的分压模块101输出电压与设定的电池放电电压阈值进行比较，并对应输出控制信号。具体地，当接收的输出电压小于设定的电池放电电压阈值时，即此时电池出现过放电情况，电压检测模块103则控制开关模块105断开。当接收的输出电压大于或等于设定的电池放电电压阈值时，即此时电池的电压正常，电压检测模块103则控制开关模块105导通。

开关模块105用于根据电压检测模块103输出的控制信号控制自身的导通与截止，进而控制电池与负载的连接与断开。

指示模块107用于根据开关模块105的导通与截止发出对应的指示信号。具体的，当开关模块105截止时，即电压检测模块103检测到电池此时处于过放电状态，指示模块107发出电池过放示警信号。当开关模块105导通时，即电压检测模块103检测电池此时处于正常供电时，指示模块107发出电池正常工作指示信号。

所述分压模块101用于将从电池分得的电压输出给所述电压检测模块103，所述电压检测模块103用于检测所述分压模块101输出的电压大小，若所述分压模块101输出的电压小于电池放电电压阈值，所述电压检测模块103控制所述开关模块105断开电池与负载之间的电连接。

所述开关模块105断开电池与负载之间的电连接时，所述指示模块107根据所述开关模块105的断开信号发出电池过放示警信号；所述开关模块105导通，电池对负载正常供电时，所述指示模块107根据所述开关模块105的导通信号发出电池正常工作指示信号。

请结合图2。

分压模块101包括分压电阻R5和分压电阻R6，所述分压电阻R5和所述分压电阻R6串联，所述分压电阻R5一端用于与电池正极电连接，所述分压电阻R6一端接地，所述分压电阻R5和所述分压电阻R6的公共连接点与所述电压检测模块103电连接。

电压检测模块103包括低压差稳压器U1，所述低压差稳压器U1的检测端与所述分压模块101电连接，所述低压差稳压器U1的接地端接地，所述低压差稳压器U1的输出端与所述开关模块105电连接。

开关模块105包括继电器K1，所述继电器K1电子线圈的一端用于与电池正极电连接，所述继电器K1电子线圈的另一端与所述电压检测模块103电连接，所述继电器K1的常闭开关电连接于电池正极与负载之间。

电池欠压保护和显示电路还包括与所述开关模块105连接的放电模块109，所述放电模块109包括二极管D1，所述二极管D1的负极与电池正极电连接，所述二极管D1的正极与所述开关模块105的控制端电连接。

电池欠压保护和显示电路还包括滤波模块111，所述滤波模块111的输入端与所述分压模块101和所述电压检测模块103的公共连接点电连接，所述滤波模块111的接地端接地。

滤波模块111包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端与所述分压模块101和所述电压检测模块103的公共连接点电连接，所述滤波电容C1的另一端接地。

指示模块107包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q1、三极管Q2、发光二极管LED1及发光二极管LED2。

所述分压电阻R4的一端用于与电池正极电连接，所述分压电阻R4的另一端与所述三极管Q2的基极电连接。

所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于电池正极和三极管Q1的基极之间，所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点与所述三极管Q2的集电极电连接，所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q1的发射极接地。

所述分压电阻R1串联于电池正极与所述三极管Q1的集电极之间。

所述发光二极管LED1的正极和所述发光二极管LED2的负极电连接后与所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点电连接；所述发光二极管LED1的负极和所述发光二极管LED2的正极电连接后与所述三极管Q1的集电极电连接。

基于上述所有实施例，电池欠压保护和显示电路的工作原理如下：

电池正常对负载供电时，分压电阻R5和分压电阻R6分得的电压输出给低压差稳压器U1，低压差稳压器U1处于低压稳压状态，因而继电器K1的电子线圈获得较大的压降。继电器K1的常闭开关保持闭合，电池对负载供电。同时，电池电压通过分压电阻R4使得三极管Q2导通，三极管Q2导通后，三极管Q2的集电极电压将三极管Q1的基极电压拉低，使得三极管Q1截止。因而，发光二极管LED2通过分压电阻R1限流导通发光，指示电池此时正常对外供电。二极管D1为继电器K1的电子线圈提供一个泄放电流的通路，而滤波电容C1则是防止电路中的干扰。

当电池放电达到一定程度，即电池达到放电阈值时，分压电阻R6两端的电压降低，至不能使低压差稳压器U1工作，低压差稳压器U1截止，因而继电器K1的电子线圈失电，继电器K1的常闭开关断开。电池停止对负载供电。此时，三极管Q2的基极处于低电压，三极管Q2截止。而三极管Q1的基极通过分压电阻R2和分压电阻R3与电池正极连接，三极管Q1导通，因而发光二极管LED1通过分压电阻R1限流发光，提示电池处于欠压状态。

上述电池欠压保护和显示电路通过分压模块101将从电池分得的电压输出给电压检测模块103，电压检测模块103检测接收的电压大小，若接收的电压小于电池的放电电压阈值，则控制开关模块105断开电池与负载之间的电连接，以避免电池过度放电即电池欠压而对电池造成损坏。在开关模块105断开电池与负载之间的电连接时，指示模块107根据开关模块105的断开信号发出电池过放示警信号，提示用户需要对电池充电，以避免过放电对电池造成损坏。电池正常工作时，指示模块107根据开关模块105的导通信号发出电池正常工作指示信号。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电池欠压保护和显示电路，用于保护电池过放并显示电池正常及过放状态，其特征在于，包括分压模块、电压检测模块、开关模块及指示模块；

所述分压模块的电源输入端用于与电池正极电连接，所述分压模块的输出端与所述电压检测模块的输入端电连接，所述分压模块的接地端接地；

所述电压检测模块的接地端接地，所述电压检测模块的输出端与所述开关模块的控制端电连接；

所述开关模块的电源输入端用于与电池正极电连接，所述开关模块的输出端分别与所述指示模块的输入端及负载电连接；

所述分压模块用于将从电池分得的电压输出给所述电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述分压模块输出的电压大小，若所述分压模块输出的电压小于电池放电电压阈值，所述电压检测模块控制所述开关模块断开电池与负载之间的电连接；

所述开关模块断开电池与负载之间的电连接时，所述指示模块根据所述开关模块的断开信号发出电池过放示警信号；所述开关模块导通，电池对负载正常供电时，所述指示模块根据所述开关模块的导通信号发出电池正常工作指示信号。

2.根据权利要求1所述的电池欠压保护和显示电路，其特征在于，所述分压模块包括分压电阻R5和分压电阻R6，所述分压电阻R5和所述分压电阻R6串联，所述分压电阻R5一端用于与电池正极电连接，所述分压电阻R6一端接地，所述分压电阻R5和所述分压电阻R6的公共连接点与所述电压检测模块电连接。

3.根据权利要求1所述的电池欠压保护和显示电路，其特征在于，所述电压检测模块包括低压差稳压器U1，所述低压差稳压器U1的检测端与所述分压模块电连接，所述低压差稳压器U1的接地端接地，所述低压差稳压器U1的输出端与所述开关模块电连接。

4.根据权利要求1所述的电池欠压保护和显示电路，其特征在于，所述开关模块包括继电器K1，所述继电器K1电子线圈的一端用于与电池正极电连接，所述继电器K1电子线圈的另一端与所述电压检测模块电连接，所述继电器K1的常闭开关电连接于电池正极与负载之间。

5.根据权利要求4所述的电池欠压保护和显示电路，其特征在于，还包括与所述开关模块连接的放电模块，所述放电模块包括二极管D1，所述二极管D1的负极与电池正极电连接，所述二极管D1的正极与所述开关模块的控制端电连接。

6.根据权利要求1所述的电池欠压保护和显示电路，其特征在于，还包括滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述分压模块和所述电压检测模块的公共连接点电连接，所述滤波模块的接地端接地。

7.根据权利要求6所述的电池欠压保护和显示电路，其特征在于，所述滤波模块包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端与所述分压模块和所述电压检测模块的公共连接点电连接，所述滤波电容C1的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的电池欠压保护和显示电路，其特征在于，所述指示模块包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q1、三极管Q2、发光二极管LED1及发光二极管LED2；

所述分压电阻R4的一端用于与电池正极电连接，所述分压电阻R4的另一端与所述三极管Q2的基极电连接；

所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于电池正极和三极管Q1的基极之间，所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点与所述三极管Q2的集电极电连接，所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q1的发射极接地；

所述分压电阻R1串联于电池正极与所述三极管Q1的集电极之间；

所述发光二极管LED1的正极和所述发光二极管LED2的负极电连接后与所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点电连接；所述发光二极管LED1的负极和所述发光二极管LED2的正极电连接后与所述三极管Q1的集电极电连接。