CN107332308A - 充电转灯电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充电转灯电路。该充电转灯电路包括一转灯电路，包括：第一运算放大器(IC1)，其同相输入端输入第一取样电压(Ub)，反相输入端输入第一基准电压(Uc)；第一三极管(Q1)，其基极经由第一电阻(R1)连接第一运算放大器(IC1)的输出端，发射极经由第二电阻(R2)连接第二基准电压(Ue)，集电极连接第一发光二极管(LED1)的阳极；第二三极管(Q2)，其基极经由第三电阻(R3)连接第一运算放大器(IC1)的输出端，发射极连接第二发光二极管(LED2)的阳极，集电极连接第二基准电压(Ue)；第一发光二极管(LED1)和第二发光二极管(LED2)的阴极接地，发光颜色不同。本发明的充电转灯电路可以很方便的观察电池的充电状态，简单实用。

Description

充电转灯电路
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电转灯电路。
背景技术
铅酸蓄电池主要应用于电动汽车上，为了给铅酸蓄电池合理、快速、高效的充电，铅酸蓄电池充电器常采用“三段式”充电，即恒流、恒压、涓充三个阶段：第一阶段以恒定电流充电；当电压达到预定值时转入第二阶段进行恒压充电，此时电流逐渐减小；然后进入第三阶段涓流充电，蓄电池保持在近似完全充电状态的连续小电流充电。为了能更好的观察电池的充电状态，需要设计充电转灯电路来呈现电池的充电状态。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种充电转灯电路，利用转灯电路显示电池充电状况。
为实现上述目的，本发明提供了一种充电转灯电路，包括一转灯电路，该转灯电路包括：
第一运算放大器，其同相输入端输入第一取样电压，反相输入端输入第一基准电压；第一运算放大器的同相输入端连接该充电转灯电路用于连接电池的负极端子，通过对该充电转灯电路的负极端子的电位进行取样得到第一取样电压；
第一三极管，其基极经由第一电阻连接第一运算放大器的输出端，发射极经由第二电阻连接第二基准电压，集电极连接第一发光二极管的阳极；
第二三极管，其基极经由第三电阻连接第一运算放大器的输出端，发射极连接第二发光二极管的阳极，集电极连接第二基准电压；
第一发光二极管和第二发光二极管的阴极接地，所述第一发光二极管和第二发光二极管的发光颜色不同。
其中，所述第一发光二极管的发光颜色为绿色，第二发光二极管的发光颜色为红色。
其中，包括一电流环电路，该电流环电路包括：
第二运算放大器，其同相输入端输入第三基准电压，反向输入端经由第四电阻和第一电容连接至第二运算放大器的输出端，反向输入端还输入第一取样电压，第二运算放大器的输出端还连接至第一二极管的阴极，第一二极管的阳极输入高电位。
其中，包括一电压环电路，该电压环电路包括：
第三运算放大器，其同相输入端输入第二基准电压，反相输入端经由第五电阻和第二电容连接至第三运算放大器的输出端，反相输入端还输入第二取样电压，第三运算放大器的输出端连接至第二二极管的阴极，第二二极管的阳极输入高电位。
其中，该第二取样电压通过对该充电转灯电路的正极端子的电位进行采样得到；该正极端子经由第六电阻和第七电阻接地，该第二取样电压取自于该第六电阻和第七电阻的连接点。
其中，该第一运算放大器的反相输入端还分别连接第八电阻的一端和第九电阻的一端，该第八电阻的另一端连接第二基准电压，该第九电阻的另一端接地。
其中，该第二运算放大器的同相输入端还分别连接第十电阻的一端和第十一电阻的一端，该第十电阻的另一端连接第二基准电压，该第十一电阻的另一端接地。
其中，通过设置该第六电阻和第七电阻的阻值设置该充电转灯电路的恒压充电电压。
其中，通过设置该第八电阻和第九电阻的阻值设置该充电转灯电路的转灯电流。
综上，本发明的充电转灯电路可以很方便的观察电池的充电状态，可实时将电池的充电状态通过不同颜色的LED灯呈现出来，简单实用。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明充电转灯电路一较佳实施例的电路示意图。
具体实施方式
参见图1，其为本发明充电转灯电路一较佳实施例的电路示意图，为了能更好的观察电池的充电状态，本发明在铅酸蓄电池的充电电路中增加了转灯电路(图1中圆圈所包围的部分)，充电电路中各元件规格及关键电流电压等参数可参考图1中的标注。外部电源通过变压器T1输入充电转灯电路，铅酸蓄电池连接于正极端子V+和负极端子V－之间接受充电，正极端子V+和负极端子V－之前还连接共模电感LF1滤波。
本发明的充电转灯电路的转灯电路主要包括：第一运算放大器IC1，其同相输入端输入第一取样电压Ub，反相输入端输入第一基准电压Uc；PNP型的第一三极管Q1，其基极经由第一电阻R1连接运算放大器IC1的输出端，发射极经由第二电阻R2连接第二基准电压Ue，集电极连接第一发光二极管LED1(绿色)的阳极；NPN型的第二三极管Q2，其基极经由第三电阻R3连接第一运算放大器IC1的输出端，发射极连接第二发光二极管LED2(红色)的阳极，集电极连接第二基准电压Ue；第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2的阴极接地。在此实施例中，第一运算放大器IC1的引脚4和11还分别输入高电位和低电位作为保护电路，一端连接至外部电源经变压器T1处理后的高电位，另一端接地。第一取样电压Ub通过对负极端子V－的电位进行采样得到。
第二运算放大器IC2、第一电容C1、第一电阻R1、第一二极管D1等组成电流环电路，主要包括：第二运算放大器IC2，其同相输入端输入第三基准电压Ua，反向输入端经由第四电阻R4和第一电容C1连接至输出端，反向输入端还输入第一取样电压Ub，输出端连接至D3的阴极，第一二极管D1的阳极输入高电位。在此较佳实施例中，第一取样电压Ub通过对负极端子V－的电位进行采样得到。
第三运算放大器IC3、第五电阻电阻R5、第二电容C2、第二二极管D2等组成电压环电路，主要包括：第三运算放大器IC3，其同相输入端输入第二基准电压Ue，反相输入端经由第五电阻R5和第二电容C2连接至输出端，反相输入端还输入第二取样电压Ud，输出端连接至第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极输入高电位。在此较佳实施例中，第二取样电压Ud通过对正极端子V+的电位进行采样得到，正极端子V+经由第六电阻R6和第七电阻R7接地，第二取样电压Ud取自于第六电阻R6和第七电阻R7的连接点；第二二极管D2的阳极经由发光二极管U2连接至外部电源经变压器T1处理后的高电位。
第八电阻R8两端分别连接第二基准电压Ue和第一基准电压Uc，第九电阻R9两端分别连接第一基准电压Uc和接地。第十电阻R10两端分别连接第二基准电压Ue和第三基准电压Ua，第十一电阻R11两端分别连接第三基准电压Ua和接地。
本发明的充电转灯电路工作原理如下，铅酸蓄电池常引用“三段式”充电，即恒流、恒压、涓充(恒压)三个阶段：
1)恒流充电阶段：当负载端电压较低时，充电时电源以一个较大的电流I0对电池进行充电，此时第二运算放大器IC2反向输入端第一取样电压Ub大于第三基准电压Ua,第二运算放大器IC2输出低电位,第一二极管D1导通，由于电流环(电压环，下同)工作在一个闭环系统，所以电源以第二运算放大器IC2作为反馈开始对电池进行恒流充电。此时第一取样电压Ub>第一基准电压Uc，第一运算放大器IC1输出高电平，第二三极管Q2导通，第一三极管Q1不导通,此时第二发光二极管LED2亮红灯，电源进入恒流充电阶段。
2)恒压充电阶段：随着恒流充电的继续，电池电压逐渐升高，当电源输出电压大于V0时，此时第二取样电压Ud>第二基准电压Ue,第三运算放大器IC3输出低电位，第二二极管D2导通，电源以第三运算放大器IC3作为反馈开始对电池进行恒压充电。
3)涓流充电阶段：经过一段时间充电后，电源与电池之间的压降逐渐减小，电池的充电电流也开始减小，第一取样电压Ub降低，电流环停止工作。当充电电流小于转灯电流I1时，第一基准电压Uc>第一取样电压Ub，第一运算放大器IC1输出低电平，第二三极管Q2关断，第一三极管Q1导通，第一发光二极管LED1亮绿灯，电源开始以V0进行涓流充电直至充满。
在此较佳实施例中，可通过设置第十电阻R10，第十一电阻R11阻值来设置恒流充电电流I0；通过第八电阻R8，第九电阻R9设置转灯电流I1；通过第七电阻R7，第六电阻R6可设置恒压充电电压V0。
本发明通过提供充电转灯电路，可实时将电池的充电状态通过不同颜色的LED灯呈现出来，简单实用，也可推广应用于其他电路中。
下面具体举例讲解下本电路工作原理。
如图所示，在此较佳实施例中，第十电阻R10＝100K，第十一电阻R11＝1.63K；第八电阻R8＝100K，第九电阻R9＝245Ω；第六电阻R6＝86K，第七电阻R7＝10K。通过计算可知第三基准电压Ua＝0.04V，第一基准电压Uc＝0.006V，第二基准电压Ue＝2.5V，恒流充电电流I0＝2A，转灯电流I1＝300mA，恒压充电电压V0＝24V。
1)恒流充电阶段:一开始充电时由于电池电压较低电源给电池一个较大充电电流，当充电电流I0>＝2A时，此时第一取样电压Ub>＝0.04V，第二运算放大器IC2输出低电平，第一二极管D1导通，电源在电流环的作用下，以第二运算放大器IC2作为负反馈对电池进行恒流充电，充电电流I0＝2A，第一取样电压Ub＝0.04V。由于第一基准电压Uc＝0.006V，则第一取样电压Ub>第一基准电压Uc，第一运算放大器IC1输出高电平，第二三极管Q2导通，此时第二发光二极管LED2亮红灯，电源进入恒流充电。
2)恒压充电阶段：随着充电的继续，电池电压升高，当电池电压>＝24V时，此时第二取样电压Ud>＝2.5V,也即此时第二取样电压Ud>第二基准电压Ue，第三运算放大器IC3输出低电平，第二二极管D2导通，电源开始进入恒压充电阶段，恒压充电电压V0＝24V。由于充电电流的减小(小于2A)，第一取样电压Ub<0.04V，即第一取样电压Ub<第三基准电压Ua，第二运算放大器IC2输出高电平，第一二极管D1不导通，恒流环将停止工作。
3)涓流充电阶段：在恒压充电过程中，充电电流不断减小，当充电电流小于转灯电流I1＝300mA时，第一取样电压Ub<0.006V，即第一取样电压Ub<第一基准电压Uc。第一运算放大器IC1输出低电平，第一三极管Q1导通，第一发光二极管LED1亮绿灯，电源以V0＝24V进行涓流充电，充电电流继续减小，直至电池电压和充电器电压基本相同而停止充电。
本发明通过实时检测电池充电状况，利用转灯电路将其显示出来。通过此电路，可以实现铅酸电池充电器的智能设计，可实现充电器的智能化设计，简单实用，成本低廉。
综上，本发明的充电转灯电路可以很方便的观察电池的充电状态，可实时将电池的充电状态通过不同颜色的LED灯呈现出来，简单实用。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种充电转灯电路，其特征在于，包括一转灯电路，该转灯电路包括：
第一运算放大器(IC1)，其同相输入端输入第一取样电压(Ub)，反相输入端输入第一基准电压(Uc)；第一运算放大器(IC1)的同相输入端连接该充电转灯电路用于连接电池的负极端子(V－)，通过对该充电转灯电路的负极端子(V－)的电位进行取样得到第一取样电压(Ub)；
第一三极管(Q1)，其基极经由第一电阻(R1)连接第一运算放大器(IC1)的输出端，发射极经由第二电阻(R2)连接第二基准电压(Ue)，集电极连接第一发光二极管(LED1)的阳极；
第二三极管(Q2)，其基极经由第三电阻(R3)连接第一运算放大器(IC1)的输出端，发射极连接第二发光二极管(LED2)的阳极，集电极连接第二基准电压(Ue)；
第一发光二极管(LED1)和第二发光二极管(LED2)的阴极接地，所述第一发光二极管(LED1)和第二发光二极管(LED2)的发光颜色不同。
2.如权利要求1所述的充电转灯电路，其特征在于，所述第一发光二极管(LED1)的发光颜色为绿色，第二发光二极管(LED2)的发光颜色为红色。
3.如权利要求1所述的充电转灯电路，其特征在于，包括一电流环电路，该电流环电路包括：
第二运算放大器(IC2)，其同相输入端输入第三基准电压(Ua)，反向输入端经由第四电阻(R4)和第一电容(C1)连接至第二运算放大器(IC2)的输出端，反向输入端还输入第一取样电压(Ub)，第二运算放大器(IC2)的输出端还连接至第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极输入高电位。
4.如权利要求3所述的充电转灯电路，其特征在于，包括一电压环电路，该电压环电路包括：
第三运算放大器(IC3)，其同相输入端输入第二基准电压(Ue)，反相输入端经由第五电阻(R5)和第二电容(C2)连接至第三运算放大器的输出端，反相输入端还输入第二取样电压(Ud)，第三运算放大器的输出端连接至第二二极管(D2)的阴极，第二二极管(D2)的阳极输入高电位。
5.如权利要求4所述的充电转灯电路，其特征在于，该第二取样电压(Ud)通过对该充电转灯电路的正极端子(V+)的电位进行采样得到；该正极端子(V+)经由第六电阻(R6)和第七电阻(R7)接地，该第二取样电压(Ud)取自于该第六电阻(R6)和第七电阻(R7)的连接点。
6.如权利要求1所述的充电转灯电路，其特征在于，该第一运算放大器(IC1)的反相输入端还分别连接第八电阻(R8)的一端和第九电阻(R9)的一端，该第八电阻(R8)的另一端连接第二基准电压(Ue)，该第九电阻(R9)的另一端接地。
7.如权利要求3所述的充电转灯电路，其特征在于，该第二运算放大器(IC2)的同相输入端还分别连接第十电阻(R10)的一端和第十一电阻(R11)的一端，该第十电阻(R10)的另一端连接第二基准电压(Ue)，该第十一电阻(R11)的另一端接地。
8.如权利要求5所述的充电转灯电路，其特征在于，通过设置该第六电阻(R6)和第七电阻(R7)的阻值设置该充电转灯电路的恒压充电电压。
9.如权利要求6所述的充电转灯电路，其特征在于，通过设置该第八电阻(R8)和第九电阻(R9)的阻值设置该充电转灯电路的转灯电流。
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