CN104184128A - 电池放电保护方法和电路及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明电池放电保护方法和电路及灯具，防止蓄电池的过度放电。脱扣开关的线圈与单向晶闸管的阳极、阴极串联，跨接在电池的两端；触发电容与触发三极管并联后，再与充电限流电阻串联，跨接在电池的两端，触发三极管的集电极还与单向晶闸管的控制极相连，控制单向晶闸管的导通；稳压二极管与第一偏置电阻、第二偏置电阻串联，跨接在电池的两端，两个偏置电阻的串联节点还与触发三极管的基极相连，控制触发三极管的导通或截止。当蓄电池的输出电压低于设定值时，稳压二极管截止，触发三极管截止，触发电容充电，单向晶闸管触发导通，脱扣开关的触点断开电池。该电路的结构简单，功率消耗小。

Description

电池放电保护方法和电路及灯具

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及电池电量的管理技术，尤其涉及电池的保护电路。

背景技术

移动灯具是使用蓄电池来给灯具提供电源，一般普通移动灯具中没有设置电量指示/提示功能，闭合开关使用即是，电池过放电就会影响电池的正常使用寿命。

现有技术的一种电池组保护电路，电池组由若干只单体电池串联构成，每只单体电池正负极两端分别连接单独控制的放电保护电路，每只单体电池上都有集成芯片、光耦器件、MOSFET管、电阻和触发电容器构成的单独控制的放电保护电路。

现有电池的放电保护技术的电路较复杂，功率消耗大，一般使用专用芯片，制造成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足，提供一种微功耗的电池放电保护技术。

本发明为解决上述问题而提出的技术方案是：一种电池放电保护电路，防止电池的过度放电；该电路含有直流供电回路、脱扣驱动回路、触发控制回路和电压检控回路；所述直流供电回路通过蓄电池为后级电路的负载供电；所述脱扣驱动回路并接在所述直流供电回路的两端，可以产生脱扣动作断开所述直流供电回路；所述触发控制回路与所述脱扣驱动回路连接，触发该脱扣驱动回路的脱扣动作；所述电压检控回路连接在所述直流供电回路和所述触发控制回路之间，根据所述直流供电回路的输出电压，控制所述触发控制回路发出触发信号；当所述直流供电回路的输出电压高于设定值时，所述触发控制回路没有触发信号，所述脱扣驱动回路没有脱扣动作，所述直流供电回路为后级电路的负载供电；当所述直流供电回路的输出电压低于设定值时，所述触发控制回路发出触发信号，所述脱扣驱动回路发生脱扣动作，所述直流供电回路被断开。

其中，所述直流供电回路由脱扣开关的触点与所述蓄电池串接构成；所述脱扣驱动回路由脱扣开关的线圈与单向晶闸管的阳极、阴极串联构成，跨接在所述直流供电回路的两端；当所述单向晶闸管截止，所述脱扣开关的线圈缺电，所述直流供电回路的蓄电池通过脱扣开关的触点向后级电路的负载供电；当所述单向晶闸管导通，所述脱扣开关的线圈得电，所述脱扣开关产生脱扣动作断开所述脱扣开关的触点，所述直流供电回路停止供电。

其中，所述触发控制回路由触发电容与触发三极管的集电极、发射极并联后，再与充电限流电阻串联构成，跨接在所述直流供电回路的两端；所述触发控制回路的串联节点还与所述单向晶闸管的控制极相连，控制所述单向晶闸管的导通；当所述触发三极管导通时，所述单向晶闸管的控制极呈低电位，所述单向晶闸管保持截止；当所述触发三极管截止时，所述充电限流电阻向所述触发电容充电，直至达到所述单向晶闸管的控制极触发电压，所述单向晶闸管转为导通。

本发明的另一技术方案是：一种电池放电保护保护方法，防止蓄电池的过度放电；采用一脱扣驱动回路的脱扣动作断开直流供电回路的蓄电池；采用一触发控制回路触发所述脱扣驱动回路的脱扣动作；采用一电压检控回路根据直流供电回路的输出电压，控制所述触发控制回路发出触发信号；当所述直流供电回路的输出电压高于设定值时，所述触发控制回路不发触发信号，所述脱扣驱动回路保持静止，所述直流供电回路为后级电路的负载供电；当所述直流供电回路的输出电压低于设定值时，所述触发控制回路发出触发信号，所述脱扣驱动回路发生脱扣动作，所述直流供电回路被断开。

进一步的，所述直流供电回路蓄电池的断开，通过脱扣开关的触点实现；所述脱扣开关触点的断开，通过所述脱扣开关的脱扣动作实现；所述脱扣开关的脱扣动作，通过所述脱扣开关的线圈得电实现；所述脱扣开关线圈的得电，通过单向晶闸管导通实现；所述单向晶闸管的导通，通过触发电容充电实现；所述触发电容的充电，通过触发三极管截止实现；所述触发三极管截止，通过稳压二极管截止实现；所述蓄电池的输出电压低于设定值，所述稳压二极管截止。

本发明还有一技术方案是：一种灯具，可以防止蓄电池的过度放电；该灯具采用上述的电池放电保护电路。

本发明电池放电保护电路，采用电压监控，与现有技术相比，采用本发明的技术方案主要具有以下的优点。

1、输出电压低于设定值时，脱扣开关的触点断开直流供电回路，不再消耗蓄电池的电能。

2、防止蓄电池的过度放电，延长蓄电池的使用寿命。

3、电路结构简单，功率消耗小，制造成本低，故障少。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明电池放电保护电路的较佳实施例的电路原理图。

图中包括：直流供电回路1、脱扣驱动回路2、触发控制回路3、电压检控回路4、脱扣开关SW、蓄电池BATTERY、单向晶闸管Q2、充电限流电阻R3、触发三极管Q1、触发电容C1、稳压二极管D1、第一偏置电阻R1、第二偏置电阻R2。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明电池放电保护方法和电池放电保护电路，防止蓄电池的过度放电。

电池放电保护方法是；采用一脱扣驱动回路的脱扣动作断开直流供电回路的蓄电池；采用一触发控制回路触发脱扣驱动回路的脱扣动作；采用一电压检控回路根据直流供电回路的输出电压，控制触发控制回路发出触发信号。

电池放电保护电路含有直流供电回路1、脱扣驱动回路2、触发控制回路3和电压检控回路4。直流供电回路1通过蓄电池为后级电路的负载供电；脱扣驱动回路2并接在直流供电回路1的两端，可以产生脱扣动作断开直流供电回路1；触发控制回路3与脱扣驱动回路2连接，触发该脱扣驱动回路2的脱扣动作；电压检控回路4连接在直流供电回路1和触发控制回路3之间，根据直流供电回路1的输出电压，控制触发控制回路3发出触发信号。

当直流供电回路1的输出电压高于设定值时，触发控制回路3没有触发信号，脱扣驱动回路2没有脱扣动作，直流供电回路1为后级电路的负载供电；当直流供电回路1的输出电压低于设定值时，触发控制回路3发出触发信号，脱扣驱动回路2发生脱扣动作，直流供电回路1被断开。

本发明电池放电保护方法和电路的较佳实施例的电路原理如图1所示。直流供电回路1的蓄电池BATTERY的断开，通过脱扣开关SW的触点实现；脱扣开关SW触点的断开，通过脱扣开关SW的脱扣动作实现；脱扣开关SW的脱扣动作，通过脱扣开关SW的线圈得电实现；脱扣开关SW线圈的得电，通过单向晶闸管Q2导通实现；单向晶闸管Q2的导通，通过触发电容C1充电实现；触发电容C1的充电，通过触发三极管Q1截止实现；触发三极管Q1截止，通过稳压二极管D1截止实现；直流供电回路1的输出电压低于设定值，稳压二极管D1截止。

本发明电池放电保护保护电路包括脱扣开关SW、蓄电池BATTERY、单向晶闸管Q2、充电限流电阻R3、触发三极管Q1、触发电容C1、稳压二极管D1、第一偏置电阻R1、第二偏置电阻R2。其中，触发三极管Q1为NPN型开关三极管，稳压二极管D1的反向击穿电压为10V，蓄电池的额定电压为12V，后级电路的负载为照明灯。

脱扣开关SW的触点与蓄电池BATTERY串接，构成直流供电回路1，为后级电路的负载供电。

脱扣开关SW的线圈与单向晶闸管Q2的阳极、阴极串联，跨接在直流供电回路1的两端，构成脱扣驱动回路2。若脱扣开关SW的线圈得电，脱扣开关SW产生脱扣动作，则脱扣开关SW的触点断开。单向晶闸管Q2的阴极连接在蓄电池BATTERY的负极，单向晶闸管Q2的阳极与脱扣开关SW的线圈连接。

当单向晶闸管Q2截止，脱扣开关SW的线圈缺电，直流供电回路1的蓄电池BATTERY通过脱扣开关SW的触点向后级电路的照明灯供电；当单向晶闸管Q2导通，脱扣开关SW的线圈得电，脱扣开关SW产生脱扣动作断开脱扣开关SW的触点，直流供电回路1停止供电。

触发电容C1与触发三极管Q1的集电极、发射极并联后，再与充电限流电阻R3串联，跨接在直流供电回路1的两端，触发三极管Q1的发射极连接在蓄电池BATTERY的负极，充电限流电阻R3和触发电容C1的串联接点还与单向晶闸管Q2的控制极相连，构成触发控制回路3，控制单向晶闸管Q2的导通。

当触发三极管Q1导通时，单向晶闸管Q2的控制极呈低电位，单向晶闸管Q2保持截止；当触发三极管Q1截止时，充电限流电阻R3向触发电容C1充电，直至达到单向晶闸管Q2的控制极触发电压，单向晶闸管Q2转为导通。

稳压二极管D1与第一偏置电阻R1、第二偏置电阻R2串联后，跨接在直流供电回路1的两端，稳压二极管D1的正极与第一偏置电阻R1连接，第二偏置电阻R2的非串联端连接在蓄电池BATTERY的负极，第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2之间的串联节点还与触发三极管Q1的基极相连，构成电压检控回路1，控制触发三极管Q1的导通或截止。

第一偏置电阻R1、充电限流电阻R3和脱扣开关SW的线圈的非串联端，经过脱扣开关SW的触点连接在蓄电池BATTERY的正极。

当蓄电池BATTERY的输出电压高于设定值时，稳压二极管D1导通，触发三极管Q1饱和导通，单向晶闸管Q2保持截止，脱扣开关SW的触点保持闭合状态，直流供电回路1为后级电路的照明灯供电。当蓄电池BATTERY的输出电压低于设定值时，稳压二极管D1截止，触发三极管Q1转为截止，充电限流电阻R3给触发电容C1充电，随着触发电容C1的电压升高，单向晶闸管Q2触发导通，脱扣驱动回路2的电流通过脱扣开关SW的线圈，驱动该脱扣开关SW的触点断开直流供电回路。

本发明一种灯具的较佳实施例，采用图1所示的电池放电保护电路的较佳实施例的电路原理图，可以防止蓄电池的过度放电。

手动闭合脱扣开关SW的触点后，电路得电进入工作状态。

首先，因触发电容C1两端的电压不能突变，保持在0V附近，单向晶闸管Q2呈截止状态。

根据选择的第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2阻值，当蓄电池BATTERY的输出电压>10.7V，稳压二极管D1导通，触发三极管Q1饱和导通，单向晶闸管Q2因其控制极没有触发电压而保持截止状态，脱扣开关SW的触点不会动作，蓄电池BATTERY为后级电路的照明灯供电，处于正常工作状态。

当蓄电池BATTERY的输出电压<10.7V时，稳压二极管D1截止，第二偏置电阻R2上的分压小于触发三极管Q1基极的工作电压，触发三极管Q1转为截止状态，充电限流电阻R3给触发电容C1充电。

根据单向晶闸管Q2的参数，当触发电容C1两端的电压达到0.6V左右时，单向晶闸管Q2被触发导通，脱扣驱动回路的电流通过脱扣开关SW的线圈，产生磁场吸附作用，脱扣开关SW发生脱扣动作，脱扣开关SW的触点断开蓄电池BATTERY的直流供电回路1，同时停止向后级电路的照明灯供电，防止蓄电池的过渡放电。

本发明电池放电保护电路，是一款微功耗的蓄电池BATTERY保护电路，利用稳压二极管D1监测蓄电池BATTERY的输出电压，当蓄电池BATTERY的电量接近耗尽时，电路动作后开关触点关断，不再消耗蓄电池BATTERY的电能，延长了蓄电池BATTERY的使用寿命。该电路的结构简单，功率消耗小，制造成本低，故障少。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电池放电保护电路，防止蓄电池的过度放电；其特征在于：

该保护电路含有直流供电回路、脱扣驱动回路、触发控制回路和电压检控回路；

所述直流供电回路通过蓄电池为后级电路的负载供电；

所述脱扣驱动回路并接在所述直流供电回路的两端，可以产生脱扣动作断开所述直流供电回路；

所述触发控制回路与所述脱扣驱动回路连接，触发该脱扣驱动回路的脱扣动作；

所述电压检控回路连接在所述直流供电回路和所述触发控制回路之间，根据所述直流供电回路的输出电压，控制所述触发控制回路发出触发信号；

当所述直流供电回路的输出电压高于设定值时，所述触发控制回路没有触发信号，所述脱扣驱动回路没有脱扣动作，所述直流供电回路为后级电路的负载供电；

当所述直流供电回路的输出电压低于设定值时，所述触发控制回路发出触发信号，所述脱扣驱动回路发生脱扣动作，所述直流供电回路被断开。

2.依据权利要求1所述的电池放电保护电路，其特征在于：

所述直流供电回路由脱扣开关的触点与所述蓄电池串接构成；

所述脱扣驱动回路由脱扣开关的线圈与单向晶闸管的阳极、阴极串联构成，跨接在所述直流供电回路的两端；

当所述单向晶闸管截止，所述脱扣开关的线圈缺电，所述直流供电回路的蓄电池通过脱扣开关的触点向后级电路的负载供电；

当所述单向晶闸管导通，所述脱扣开关的线圈得电，所述脱扣开关产生脱扣动作断开所述脱扣开关的触点，所述直流供电回路停止供电。

3.依据权利要求2所述的电池放电保护电路，其特征在于：

所述触发控制回路由触发电容与触发三极管的集电极、发射极并联后，再与充电限流电阻串联构成，跨接在所述直流供电回路的两端；

所述触发控制回路的串联节点还与所述单向晶闸管的控制极相连，控制所述单向晶闸管的导通；

当所述触发三极管导通时，所述单向晶闸管的控制极呈低电位，所述单向晶闸管保持截止；

当所述触发三极管截止时，所述充电限流电阻向所述触发电容充电，直至达到所述单向晶闸管的控制极触发电压，所述单向晶闸管转为导通。

4.依据权利要求3所述的电池放电保护电路，其特征在于：

所述电压检控回路由稳压二极管与述第一偏置电阻、第二偏置电阻串联构成，跨接在所述直流供电回路的两端；

两个偏置电阻之间的串联节点还与所述触发三极管的基极相连，控制所述触发三极管的导通或截止；

当所述直流供电回路的输出电压高于设定值时，所述稳压二极管导通，所述触发三极管饱和导通；

当所述直流供电回路的输出电压低于设定值时，所述稳压二极管截止，所述触发三极管转为截止。

5.依据权利要求4所述的电池放电保护电路，其特征在于：

所述触发三极管为NPN型开关三极管；

所述第二偏置电阻的非串联端、所述触发三极管的发射极和所述单向晶闸管的阴极均连接在所述蓄电池的负极；

所述单向晶闸管的阳极与所述脱扣开关的线圈连接，所述稳压二极管的正极与所述第一偏置电阻连接；

所述稳压二极管的负极、所述充电限流电阻和所述脱扣开关的线圈的非串联端，经过所述脱扣开关的触点连接在所述蓄电池的正极。

6.依据权利要求1所述的电池放电保护电路，其特征在于：所述蓄电池的额定电压为12V，所述稳压二极管的反向击穿电压为10V。

7.一种电池放电保护保护方法，防止蓄电池的过度放电；其特征在于：

采用一脱扣驱动回路的脱扣动作断开直流供电回路的蓄电池；

采用一触发控制回路触发所述脱扣驱动回路的脱扣动作；

采用一电压检控回路根据直流供电回路的输出电压，控制所述触发控制回路发出触发信号；

当所述直流供电回路的输出电压高于设定值时，所述触发控制回路不发触发信号，所述脱扣驱动回路保持静止，所述直流供电回路为后级电路的负载供电；

当所述直流供电回路的输出电压低于设定值时，所述触发控制回路发出触发信号，所述脱扣驱动回路发生脱扣动作，所述直流供电回路被断开。

8.依据权利要求7所述的电池放电保护保护方法，其特征在于：

所述直流供电回路蓄电池的断开，通过脱扣开关的触点实现；

所述脱扣开关触点的断开，通过所述脱扣开关的脱扣动作实现；

所述脱扣开关的脱扣动作，通过所述脱扣开关的线圈得电实现；

所述脱扣开关线圈的得电，通过单向晶闸管导通实现；

所述单向晶闸管的导通，通过触发电容充电实现；

所述触发电容的充电，通过触发三极管截止实现；

所述触发三极管截止，通过稳压二极管截止实现；

所述蓄电池的输出电压低于设定值，所述稳压二极管截止。

9.一种灯具，可以防止蓄电池的过度放电；其特征在于：该灯具带有如权利要求1到权利要求6任意一项所述的电池放电保护电路。