CN104124723A

CN104124723A - 一种防止电池过度充放电电路

Info

Publication number: CN104124723A
Application number: CN201310154605.1A
Authority: CN
Inventors: 刘云清; 盛家进; 赵鑫
Original assignee: Changchun University of Science and Technology
Current assignee: Changchun University of Science and Technology
Priority date: 2013-04-28
Filing date: 2013-04-28
Publication date: 2014-10-29

Abstract

本发明提供的简单防止电池过度充放电电路的构成有直流充电电源1、充电开关2、电池5、放电开关6和负载7组成，其特征在于，还有充电控制电路3和放电控制电路4组成；本发明电路简单，采用器件少，不需要电压比较器，不需要独立供电电源，在电池低压保护时功耗取决于电池自身放电电流，完全可以防止电池过度充放电。

Description

一种防止电池过度充放电电路

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及电池充放电保护电路。

背景技术

在绝大多数不能连续使用交流电源的电子设备，如手机、小型手持玩具、太阳能设备等，一般都需要电池作为备用电源。为了保证电池的寿命，一般要求电池工作在最佳工作电压范围内。这就要求对电池充电放电时必须进行保护。目前大多数电池保护电路是利用集成电路中的电压比较器对充放电压进行比较，需要一个基准源和较多的器件来完成。即使比较器采用了低功耗器件，也需要消耗一定能量。当对电池充电时消耗的能量可以忽略，在放电时能量却不能忽略，尤其是在电池低压保护后，过多的放电会严重损坏电池，大大降低电池寿命。

另外，当电池具有记忆效应时，在每次使用后电能没有放干净而直接充电，会造成容量下降。因此对具有记忆效应的电池充电前应该彻底放电。

现有电池充放电保护电路的缺点是：

1、至少需要独立一个供电电源；

2、需要两套比较器、两个电压基准源和多个电阻等多个器件；

3、由于上述原因，自身产生的功耗比较大。

发明内容

本发明提供一种简单防止电池过度充放电电路，自身不需要独立供电电源，不需要比较器、电压基准源和多个电阻，就能完成充电电压过高时关断充电电压，放电电压过低时关断负载的功能。

如图1所示，本发明提供的简单防止电池过度充放电电路的构成有直流充电电源1、充电开关2、电池5、放电开关6和负载7组成，其特征在于，还有充电控制电路3和放电控制电路4组成，充电隔离二极管连接在充电开关2的充电电源常闭管脚上，负载7连接在充电开关2的充电电源常开管脚上；

所述的电源1可以为直流电源、太阳能阵列电源等，其功能是提供充电电源；

所述的充电开关2 为继电器；其功能是充电电压过高时关断充电电源，避免电池过电压损伤；

所述的充电控制电路3由Q1、D1、D2、R1组成，其功能是当电池电压高于某个设定值时关断充电开关，当电池电压低于设定值时打开充电开关为电池充电；

所述的放电控制电路4由Q2、D3、D4组成，其功能是当电池电压低于某个设定值时关断放电开关避免电池过度放电，当电池电压高于于设定值时打开放电开关为负载供电；

所述的电池5可以为各种电池，如锂电池、镍镉电池、免维护电池等，其功能是接受充电和为负载提供能量；

所述的放电开关6 为继电器；其功能是电池电压过低于设定值时关断负载，避免电池过度放电损伤。

附图说明

图1是本发明的电路示意图。此图也是说明书摘要附图。

图2是充电电路示意图。

图3是放电电路示意图。

工作过程描述

充电工作过程：如图1所示，本发明提供的简单防止电池过度充放电电路的构成有直流充电电源1、充电开关2、充电控制电路3、放电控制电路4、电池5、放电开关6和负载7组成。

当电池5 中电压高于设定的电压X1时，D1、D2被击穿，Q1导通，充电开关2中K1常开触点闭合，常闭触点断开，直流充电电源1中的直流电源不再向电池5充电。此时D1两端短路，Q1继续导通，此状态一直维持到电池电压降到设定电压X2时， D2不能被击穿，使Q1关断，充电开关2中K1常闭触点闭合，常开触点断开，直流充电电源1中的直流电源通过隔离二极管向电池5充电，直至电池5 中电压高于设定的电压X1时，重新开始上述过程。

D1在电路中有两个作用：① 电池在电压过高时击穿D1、D2，其电压超过D1、D2及Q1开通最小压降之和，Q1开通后D1两端短路，保证电池电压下降一定值后Q1继续开通，避免电池电压在很小幅度内下降引起2中K1反复开关；② 合理利用D1压降，使电池电压能在任意设定的电压范围内控制K1动作。

放电工作过程：当电池电压高于设定值X3时，放电控制电路4中D3、D4击穿,Q2导通，放电开关6中K2常开触点闭合，常闭触点断开，此时D1两端短路，电池向负载7提供能量。当电池电压降低，小于设定值X4时，电池电压不能击穿D3，则Q2关断，K2常闭触点闭合，常开触点断开，电池不再向负载7提供能量。此时D1两端不再短路。如果此时没有充电电源在充电，则此时电池放电电流极小，其值大小取决于三极管的关断漏电流和电池漏电流，一般只有几个nA，从而避免了电池过度放电。

当充电电路给电池充电，如果电池电压高于设定值X3时，则重复放电过程。

本发明电路简单，采用器件少，在电池低压保护时功耗极低，完全可以防止电池过度充放电。

Claims

1.本发明提供的简单防止电池过度充放电电路的构成有直流充电电源1、充电开关2、电池5、放电开关6和负载7组成，其特征在于，还有充电控制电路3和放电控制电路4组成，充电隔离二极管连接在充电开关2的充电电源常闭管脚上，负载7连接在充电开关2的充电电源常开管脚上。

2.根据权利要求1所述电路，其特征在于，充电控制电路和放电控制电路可以分开单独使用。

3.根据权利要求1所述电路，充电电路由充电开关2和电开控制电路3组成。

4.根据权利要求1所述电路，放电电路由放电开关6和放电控制电路4组成。

5.根据权利要求1所述电路，充电开关2为继电器。

6.根据权利要求1所述电路，充电控制电路3中的Q1可以为三极管、MOS管、可控硅、IGBT等组成；D1、D2可以为稳压二极管或精密稳压器如TL431、LM336以及其他稳压源等组成。

7.根据权利要求1所述电路，放电控制电路4中的Q2可以为三极管、MOS管、可控硅、IGBT等组成，D3、D4可以为稳压二极管或精密稳压器如TL431、LM336以及其他稳压源等组成。

8.根据权利要求1所述电路，电池5为锂电池、镍镉电池、免维护电池。

9.根据权利要求1所述电路，放电开关6 为继电器。

10.根据权利要求1所述电路，负载为不带电源功能的电子设备。