CN104466916A - 一种过充电保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电子技术领域，具体公开了一种过充电保护电路，所述电路包括充电模块以及与所述充电模块连接的过充电控制模块，所述充电模块用于给电池充电，所述过充电控制模块用于对电池的充电状态进行实时监测，并在电池充满后控制所述充电模块中的继电器K1的常闭触点断开以防止电池过充电，从而可延长电池使用寿命。

Description

一种过充电保护电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种过充电保护电路。

背景技术

在充电电路中，充电电路因局部电路失效会使输出电压过高，从而导致充电电池损伤，再者，电池已经充满电后，如果无法断开电池继续大电流进行充电也会对电池造成过充损坏，缩短电池使用寿命，进而降低电器使用寿命。

发明内容

本发明实施例公开了一种过充电保护电路，能够在电池充电时对电池状态进行实时监测，并在电池充满后自动断开输出，防止电池过充电。

本发明实施例的过充电保护电路包括充电模块和过充电控制模块，其中：

所述充电模块包括桥堆B1、变压器T1、二极管D5～D6、电阻R4、继电器K1和稳压器U4，所述桥堆B1的输入端连接电源，所述桥堆B1的正极输出端连接所述变压器T1的第一输入端，所述变压器T1的第一输出端连接所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极连接所述继电器K1的常闭触点的一端，所述继电器K1的常闭触点的另一端连接所述二极管D6的阳极，所述二极管D6的阴极用于连接电池的正极，所述继电器K1的控制线圈的一端连接所述二极管D5的阴极，所述控制线圈的另一端连接所述稳压器U4的输入端，所述稳压器U4的控制端连接所述二极管D5的阴极，所述稳压器U4的输出端接地，所述变压器T1的第二输出端连接所述电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端连接所述电池的负极，所述过充电控制模块的第一输入端和第二输入端分别连接所述二极管D5的阴极，所述过充电控制模块的第一输出端连接所述变压器T1的第一输入端，所述过充电控制模块的第二输出端和第三输出端分别连接所述变压器T1的第二输入端和第三输入端，所述过充电控制模块用于对所述电池的充电状态进行实时监测，并在所述电池充满后控制所述继电器K1的常闭触点断开以防止所述电池过充电。

进一步，所述过充电控制模块包括开关控制电路、光耦合器U1、稳压器U3、电阻R10和R11，其中：

所述电阻R10的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R10的另一端连接所述稳压器U3的控制端，所述电阻R11的一端连接所述电阻R10和所述稳压器U3的控制端之间的结点，所述电阻R11的另一端接地，所述稳压器U3的输出端接地，所述稳压器U3的输入端连接所述光耦合器U1的第一输入端，所述光耦合器U1的第二输入端连接所述二极管D5的阴极，所述光耦合器U1的第一输出端连接所述开光控制电路的输入端，所述光耦合器U1的第二输出端接地，所述开关控制电路的第一输出端连接所述变压器T1的第一输入端，开关控制电路的第二输出端连接所述变压器T1的第二输入端，所述开关控制电路的第三输出端连接所述变压器T1的第三输入端。

进一步，所述过充电控制模块还包括稳压器U2、运算放大器A1、三极管Q1、电阻R8、电阻R12～R13、发光二极管LED1和LED2，所述三极管Q1的集电极连接所述二极管D5的阴极，所述三极管的基极连接所述运算放大器A1的输出端，所述三极管Q1的发射极接地，所述电阻R13的一端连接所述运算放大器A1的输出端，所述电阻R13的另一连接所述发光二极管LED1的阳极，所述发光二极管LED1的阴极接地，所述发光二级光LED2的阳极连接所述三极管Q1的集电极，所述发光二级光LED2的阴极连接接地，所述运算放大器A1的反向输入端连接所述二极管D5的阴极，所述稳压器U2的输入端连接所述二极管D5的阴极，所述稳压器U2的控制端连接所述二极管D5与所述运算放大器A1的反向输入端之间的结点，所述稳压器U2的输出端接地，所述电阻R8的一端连接所述电阻R4和所述电池的负极之间的结点，所述电阻R8的另一端连接所述电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接地，所述运算放大器的同相输入端连接所述电阻R8和所述电阻R12之间的结点。

进一步，所述过充电控制模块还包括电阻R1～R3、电阻R5～R7和电阻R9～R11，其中：

所述电阻R1的一端连接所述开关控制电路的第一输出端，所述电阻R1的另一端连接所述变压器T1的第一输入端，所述电阻R2的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R2的另一端分别连接所述稳压器U2的输入端、所述稳压器U2的控制端和所述运算放大器A1的反向输入端，所述电阻R6的一端连接所述稳压器U2的输入端与控制端之间的结点，所述电阻R6的另一端连接所述运算放大器A1的反向输入端，所述电阻R7的一端连接所述电阻R6和所述运算放大器A1的反向输入端之间的结点，所述电阻R7的另一端接地，所述电阻R3的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R3的另一端连接所述三极管Q1的集电极，所述电阻R45的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R5的另一端连接所述光耦合器U1的第二输入端，所述电阻R9的一端连接所述三极管Q1的基极，所述电阻R9的另一端连接所述运算放大器A1的输出端和所述电阻R13之间的结点。

进一步，所述发光二极管LED1为绿色发光二极管，所述发光二极管LED2为红色发光二级管。

进一步，所述充电模块还包括电阻R14～R16，其中：

所述电阻R14的一端分别连接所述二极管D5的阴极和所述继电器K1的控制线圈的一端，所述电阻R14的另一端连接所述稳压器U4的控制端，所述电阻R15的一端连接所述电阻R14和所述稳压器U4的控制端之间的结点，所述电阻R15的另一端连接所述稳压器U4的输出端，所述电阻R16的一端连接所述继电器K1的控制线圈的另一端，所述电阻R16的另一端连接所述稳压器U4的输入端。

进一步，所述运算放大器A1的正电源端连接所述二极管D5的阴极，所述运算放大器的负电源端接地。

进一步，所述稳压器U2～U4为高精度稳压器431。

进一步，所述充电模块还包括电容C1和电容C2，所述电容C1的一端接地且另一端连接所述桥堆B1的正极输出端所述桥堆B1的负极输出端接地，所述电容C2的一端接地且另一端连接所述二极管D5的阴极。

进一步，所述变压器为开关变压器。

本发明实施例中，过充电保护电路包括充电模块和过充电控制模块，充电模块用于给电池充电，过充电控制模块用于对所述电池的充电状态进行实时监测，并在所述电池充满后控制充电模块中的继电器K1的常闭触点断开以防止所述电池过充电，从而能够在电池充电时对电池状态进行实时监测，并在电池充满后自动断开输出，防止电池过充，从而可延长电池使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的过充电保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种过充电保护电路，能够在电池充电时对电池状态进行实时监测，并在电池充满后自动断开输出，防止电池过充，从而可延长电池使用寿命。以下分别进行详细说明。·

请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种过充电保护电路的结构示意图。如图1所示，该过充电保护电路可以包括充电模块11和过充电控制模块12，其中：

充电模块11包括桥堆B1、变压器T1、二极管D5～D6、电阻R4、继电器K1和稳压器U4，桥堆B1的输入端连接电源，桥堆B1的正极输出端连接变压器T1的第一输入端，变压器T1的第一输出端连接所述二极管D5的阳极，二极管D5的阴极连接继电器K1的常闭触点的一端，继电器K1的常闭触点的另一端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极用于连接电池BAT的正极，继电器K1的控制线圈的一端连接二极管D5的阴极，控制线圈的另一端连接稳压器U4的输入端，稳压器U4的控制端连接二极管D5的阴极，稳压器U4的输出端接地，变压器T1的第二输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电池BAT的负极，过充电控制模块12的第一输入端和第二输入端分别连接所述二极管D5的阴极，过充电控制模块12的第一输出端连接所述变压器T1的第一输入端，过充电控制模块12的第二输出端和第三输出端分别连接变压器T1的第二输入端和第三输入端，过充电控制模块12用于对单吃的充电状态进行实时监测，并在电池充满后控制继电器K1的常闭触点断开以防止电池过充电。

进一步，充电模块11还包括电阻R14～R16，其中，电阻R14的一端分别所述二极管D5的阴极和继电器K1的控制线圈的一端，电阻R14的另一端连接稳压器U4的控制端，电阻R15的一端连接电阻R14和稳压器U4的控制端之间的结点，电阻R15的另一端连接稳压器U4的输出端，电阻R16的一端连接继电器K1的控制线圈的另一端，电阻R16的另一端连接稳压器U4的输入端。

进一步，充电模块11还包括电容C1和电容C2，所述电容C1的一端接地且另一端连接桥堆B1的正极输出端桥堆B1的负极输出端接地，电容C2的一端接地且另一端连接所述二极管D5的阴极。此外，变压器T1可以为开关变压器。

进一步，过充电控制模块12可以包括开关控制电路121、光耦合器U1、稳压器U3、电阻R10和R11，其中：

电阻R10的一端连接二极管D5的阴极，电阻R10的另一端连接稳压器U3的控制端，电阻R11的一端连接电阻R10和稳压器U3的控制端之间的结点，电阻R11的另一端接地，稳压器U3的输出端接地，稳压器U3的输入端连接光耦合器U1的第一输入端，光耦合器U1的第二输入端连接二极管D5的阴极，光耦合器U1的第一输出端连接开光控制电路121的输入端，光耦合器U1的第二输出端接地，开关控制电路121的第一输出端连接变压器T1的第一输入端，开关控制电路1的第二输出端连接变压器T1的第二输入端，开关控制电路121的第三输出端连接变压器T1的第三输入端。

进一步，过充电控制模块12还可以包括稳压器U2、运算放大器A1、三极管Q1、电阻R8、电阻R12～R13、发光二极管LED1和LED2，三极管Q1的集电极连接二极管D5的阴极，三极管的基极连接运算放大器A1的输出端，三极管Q1的发射极接地，电阻R13的一端连接运算放大器A1的输出端，电阻R13的另一连接发光二极管LED1的阳极，发光二极管LED1的阴极接地，发光二级光LED2的阳极连接三极管Q1的集电极，发光二级光LED2的阴极连接接地，运算放大器A1的反向输入端连接二极管D5的阴极，稳压器U2的输入端连接二极管D5的阴极，稳压器U2的控制端连接二极管D5与运算放大器A1的反向输入端之间的结点，稳压器U2的输出端接地，电阻R8的一端连接电阻R4和所述电池的负极之间的结点，电阻R8的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接地，运算放大器的同相输入端连接电阻R8和电阻R12之间的结点。可选的，发光二级光LED1为绿色发光二极管，发光二级光LED2为红色发光二极管。此外，运算放大器A1的正电源端连接二极管D5的阴极，运算放大器的负电源端接地；可选的，稳压器U2～U4为高精度稳压器431。

进一步，过充电控制模块12还包括电阻R1～R3、电阻R5～R7和电阻R9～R11，其中：

电阻R1的一端连接开关控制电路1的第一输出端，电阻R1的另一端连接变压器T1的第一输入端，电阻R2的一端连接二极管D5的阴极，电阻R2的另一端分别连接稳压器U2的输入端、稳压器U2的控制端和运算放大器A1的反向输入端，电阻R6的一端连接稳压器U2的输入端与控制端之间的结点，电阻R6的另一端连接运算放大器A1的反向输入端，电阻R7的一端连接电阻R6和运算放大器A1的反向输入端之间的结点，电阻R7的另一端接地，电阻R3的一端连接二极管D5的阴极，电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极，电阻R45的一端连接二极管D5的阴极，电阻R5的另一端连接光耦合器U1的第二输入端，电阻R9的一端连接三极管Q1的基极，电阻R9的另一端连接运算放大器A1的输出端和电阻R13之间的结点。

图1所示的过充电保护电路的具体原理如下：市电上电后，经过桥堆B1整流、电容C1滤波后，高压电通过变压器T1降压输送至次级电路，即通过二极管D5整流、电容C2滤波，再通过二极管D6接入电池BAT。

当电池BAT电压低于满电电压时，a点电压较低，e点电压较低，稳压管U3不导通，光耦合器U1中二极管没有电流流过，光耦合器U1关闭，控制电路没有反馈信号，h点电压较低，稳压器U4处于关断状态，继电器K1闭合，充电模块11一直对电池充电。

当大电流充电时，电流流过电阻R4，电阻R4的两端电压高，即b点电压高，经电阻R8、R12分压，f点电压高，运放A1高电平，即g点为高电平，电流流过电阻R13、发光二级管LED1，d点为低电平，绿色的发光二级管LED1亮，红色的发光二级管LED2不亮，表示电池BAT处于充电状态。

随着充电的进行，电池BAT电压升高，a点电压也升高，相应e点电压升高，稳压器U3导通，光耦合器U1的二级管有电流流过，开关控制电路121接收到低电平信号而使得充电电流减小，流过电阻R4的电流降低，电阻R4两端电压降低，即b点电压降低，f点电压降低，运放A1输出低电平，发光二级管LED1熄灭，发光二级管LED2点亮，此时h点电压也升高，稳压器U4导通，继电器K1的控制线圈有电流流过，继电器K1的常闭触点断开，此时电池BAT充电完成。

随着时间流逝，电池BAT因自放电或漏电，电池BAT电压降低，h点电压降低，稳压器U4关断，继电器K1的控制线圈电流消失，继电器K1的常闭开触点处于闭合状态，充电模块11开始给电池BAT充电，直到电池BAT充满。

其中，图1提供的过充电保护电路，能够在电池充电时对电池状态进行实时监测，并在电池充满后自动断开输出，防止电池过充，从而可延长电池使用寿命。

以上对本发明实施例所提供的过充电保护电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种过充电保护电路，其特征在于，所述电路包括充电模块和过充电控制模块，其中：

所述充电模块包括桥堆B1、变压器T1、二极管D5～D6、电阻R4、继电器K1和稳压器U4，所述桥堆B1的输入端连接电源，所述桥堆B1的正极输出端连接所述变压器T1的第一输入端，所述变压器T1的第一输出端连接所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极连接所述继电器K1的常闭触点的一端，所述继电器K1的常闭触点的另一端连接所述二极管D6的阳极，所述二极管D6的阴极用于连接电池的正极，所述继电器K1的控制线圈的一端连接所述二极管D5的阴极，所述控制线圈的另一端连接所述稳压器U4的输入端，所述稳压器U4的控制端连接所述二极管D5的阴极，所述稳压器U4的输出端接地，所述变压器T1的第二输出端连接所述电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端连接所述电池的负极，所述过充电控制模块的第一输入端和第二输入端分别连接所述二极管D5的阴极，所述过充电控制模块的第一输出端连接所述变压器T1的第一输入端，所述过充电控制模块的第二输出端和第三输出端分别连接所述变压器T1的第二输入端和第三输入端，所述过充电控制模块用于对所述电池的充电状态进行实时监测，并在所述电池充满后控制所述继电器K1的常闭触点断开以防止所述电池过充电。

2.根据权利要求1所述的过充电保护电路，其特征在于，所述过充电控制模块包括开关控制电路、光耦合器U1、稳压器U3、电阻R10和R11，其中：

所述电阻R10的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R10的另一端连接所述稳压器U3的控制端，所述电阻R11的一端连接所述电阻R10和所述稳压器U3的控制端之间的结点，所述电阻R11的另一端接地，所述稳压器U3的输出端接地，所述稳压器U3的输入端连接所述光耦合器U1的第一输入端，所述光耦合器U1的第二输入端连接所述二极管D5的阴极，所述光耦合器U1的第一输出端连接所述开光控制电路的输入端，所述光耦合器U1的第二输出端接地，所述开关控制电路的第一输出端连接所述变压器T1的第一输入端，开关控制电路的第二输出端连接所述变压器T1的第二输入端，所述开关控制电路的第三输出端连接所述变压器T1的第三输入端。

3.根据权利要求2所述的过充电保护电路，其特征在于，所述过充电控制模块还包括稳压器U2、运算放大器A1、三极管Q1、电阻R8、电阻R12～R13、发光二极管LED1和LED2，所述三极管Q1的集电极连接所述二极管D5的阴极，所述三极管的基极连接所述运算放大器A1的输出端，所述三极管Q1的发射极接地，所述电阻R13的一端连接所述运算放大器A1的输出端，所述电阻R13的另一连接所述发光二极管LED1的阳极，所述发光二极管LED1的阴极接地，所述发光二级光LED2的阳极连接所述三极管Q1的集电极，所述发光二级光LED2的阴极连接接地，所述运算放大器A1的反向输入端连接所述二极管D5的阴极，所述稳压器U2的输入端连接所述二极管D5的阴极，所述稳压器U2的控制端连接所述二极管D5与所述运算放大器A1的反向输入端之间的结点，所述稳压器U2的输出端接地，所述电阻R8的一端连接所述电阻R4和所述电池的负极之间的结点，所述电阻R8的另一端连接所述电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接地，所述运算放大器的同相输入端连接所述电阻R8和所述电阻R12之间的结点。

4.根据权利要求3所述的过充电保护电路，其特征在于，所述过充电控制模块还包括电阻R1～R3、电阻R5～R7和电阻R9～R11，其中：

所述电阻R1的一端连接所述开关控制电路的第一输出端，所述电阻R1的另一端连接所述变压器T1的第一输入端，所述电阻R2的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R2的另一端分别连接所述稳压器U2的输入端、所述稳压器U2的控制端和所述运算放大器A1的反向输入端，所述电阻R6的一端连接所述稳压器U2的输入端与控制端之间的结点，所述电阻R6的另一端连接所述运算放大器A1的反向输入端，所述电阻R7的一端连接所述电阻R6和所述运算放大器A1的反向输入端之间的结点，所述电阻R7的另一端接地，所述电阻R3的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R3的另一端连接所述三极管Q1的集电极，所述电阻R45的一端连接所述二极管D5的阴极，所述电阻R5的另一端连接所述光耦合器U1的第二输入端，所述电阻R9的一端连接所述三极管Q1的基极，所述电阻R9的另一端连接所述运算放大器A1的输出端和所述电阻R13之间的结点。

5.根据权利要求3所述的过充电保护电路，其特征在于，所述发光二极管LED1为绿色发光二极管，所述发光二极管LED2为红色发光二级管。

6.根据权利要求1所述的过充电保护电路，其特征在于，所述充电模块还包括电阻R14～R16，其中：

所述电阻R14的一端分别连接所述二极管D5的阴极和所述继电器K1的控制线圈的一端，所述电阻R14的另一端连接所述稳压器U4的控制端，所述电阻R15的一端连接所述电阻R14和所述稳压器U4的控制端之间的结点，所述电阻R15的另一端连接所述稳压器U4的输出端，所述电阻R16的一端连接所述继电器K1的控制线圈的另一端，所述电阻R16的另一端连接所述稳压器U4的输入端。

7.根据权利要求3所述的过充电保护电路，其特征在于，所述运算放大器A1的正电源端连接所述二极管D5的阴极，所述运算放大器的负电源端接地。

8.根据权利要求3所述的过充电保护电路，其特征在于，所述稳压器U2～U4为高精度稳压器431。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的过充电保护电路，其特征在于，所述充电模块还包括电容C1和电容C2，所述电容C1的一端接地且另一端连接所述桥堆B1的正极输出端所述桥堆B1的负极输出端接地，所述电容C2的一端接地且另一端连接所述二极管D5的阴极。

10.根据权利要求1～7中任一项所述的过充电保护电路，其特征在于，所述变压器为开关变压器。