CN109361248A - 一种自动充放电电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动充放电电路，包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电容C1、C2、C3、C4，三端稳压器U1、U2，晶体管VT1、VT2、VT3，发光二极管D1、运算放大器U3、同步开关S1‑1、S1‑2、蓄电池E1。本发明自动充放电电路，电路由三端稳压器、运算放大器、晶体管、电阻、电容、发光二极管构成，能够实现充电和放电的自动控制，具有结构简单、体积小、成本低，有效地避免过充和欠充现象，提高了可充电电池的使用寿命。

Description

一种自动充放电电路

技术领域

本发明涉及充电电池充放电技术领域，具体涉及一种自动充放电电路。

背景技术

随着社会经济水平的快速提高,各行各业渐渐地都在大量的使用可充电电池。目前,在便携式电子设备中,笔记本电脑、移动手机、平板电脑、数码相机的需要数量逐年增加,所需的供电电池的数量与日俱増,可充电电池的成长空间和市场前景甚为广阔。但是可充电电池在使用过程中容易出现过充和欠充现象，过充和欠充直接影响电池的使用寿命。

专利201580051336.3，公开了一种充放电控制电路，有效地利用串联连接的多个电容器中的全部电容器，并且根据环境温度来控制电容器单元保持的电压。设有插入于向电容器单元的充电路径的开关元件和对开关元件的开闭进行控制的开关控制部。开关控制部包括：第一分压电路，具有将电容器单元保持的电压分压而输出的一对电阻元件；及比较结果输出电路，基于对从第一分压电路输出的电位与规定电位进行比较的结果来对开关元件的开闭进行控制。电阻元件各自的电阻值的温度依存关系互不相同。专利201210275106.3，公开了一种具有自动充放电保护功能的电路，包括有串联的电池组、电压采集电路、充放电保护电路、控制模块、充电机和用电负载，电压采集电路一端通过电压检测排线分别与电池组的各个单体电池的正负极相连接，另一端与控制模块的输入端口相连，用电负载一端与电池组总正极相连，另一端与放电负端口相连，充电机一端与电池组总正极相连，另一端与充电负端口相连，充放电保护电路的两个控制端分别与控制模块的两个输出端口相连；充放电保护电路包括有充电保护电路、放电保护电路和充放电继电器控制电路，充放电继电器控制电路分别采用三极管驱动充电继电器、放电继电器。上述专利通过设计保护电路实现对可充电电池的充放电保护，但是控制电路结构复杂、成本较高，而且不能实现充放电的自动控制。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明为了克服上述现有技术的缺陷问题，提供一种自动充放电电路，电路由三端稳压器、运算放大器、晶体管、电阻、电容、发光二极管构成，能够实现充电和放电的自动控制，具有结构简单、体积小、成本低，有效地避免过充和欠充现象，提高了可充电电池的使用寿命。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种自动充放电电路，包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电容C1、C2、C3、C4，三端稳压器U1、U2，晶体管VT1、VT2、VT3，发光二极管D1、运算放大器U3、同步开关S1-1、S1-2、蓄电池E1、输入电压Ui；

所述输入电压Ui分别与三端稳压器U1的1端子、U2的3端子相连，输入电压Ui还通过电容C2接地；

所述三端稳压器U1的2端子接地，三端稳压器U1的3端子分别与晶体管VT1发射极、电容C1、电阻R1、电阻R2一端相连，电容C1另一端接地，电阻R1另一端与运算放大器U3的反相输入端相连，电阻R2另一端与发光二极管D1阳极相连，发光二极管D1的阴极与晶体管VT2集电极、电阻R3一端相连，电阻R3另一端与晶体管VT1的基极相连，晶体管VT1的集电极通过电阻R4与同步开关S1-2的1端子相连；

所述晶体管VT2的基极通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，晶体管VT2的发射极接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R7与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端通过电容C4接地，运算放大器U3的反相输入端还与蓄电池E1正极相连，运算放大器U3的输出端还通过电阻R9与晶体管VT3的基极相连，晶体管VT3的发射极接地，晶体管VT3的集电极通过电阻R10与同步开关S1-2的2端子相连，同步开关S1-2的3端子与蓄电池E1正极相连，蓄电池E1负极接地；

所述运算放大器U3的同相输入端与三端稳压器U2的2端子、电阻R5、电容C3一端相连，三端稳压器U2的1端子与同步开关S1-1的3端子相连，电阻R5另一端分别与同步开关S1-1的1端子、电阻R6一端相连，同步开关S1-1的2端子接地，电阻R6另一端接地，电容C3另一端接地。

进一步地，所述输入电压Ui为9-15V。

进一步地，所述三端稳压器U1为7806。

进一步地，所述三端稳压器U2为LM317。

进一步地，所述晶体管VT1、VT3为PNP型三极管，晶体管VT2为NPN型三极管。

进一步地，所述晶体管VT1为8550，晶体管VT2为9014，晶体管VT3为8550。

进一步地，所述运算放大器为LM358。

进一步地，所述蓄电池E1电压为3V。

(三)有益效果

本发明的有益效果：一种自动充放电电路，电路由三端稳压器、运算放大器、晶体管、电阻、电容、发光二极管构成，能够实现充电和放电的自动控制，具有结构简单、体积小、成本低，有效地避免过充和欠充现象，提高了可充电电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明自动充放电电路原理图。

相关元件符号说明：电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电容C1、C2、C3、C4，三端稳压器U1、U2，晶体管VT1、VT2、VT3，发光二极管D1、运算放大器U3、同步开关S1-1、S1-2、蓄电池E1。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

结合图1，一种自动充放电电路，包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电容C1、C2、C3、C4，三端稳压器U1、U2，晶体管VT1、VT2、VT3，发光二极管D1、运算放大器U3、同步开关S1-1、S1-2、蓄电池E1、输入电压Ui。

输入电压Ui分别与三端稳压器U1的1端子、U2的3端子相连，输入电压Ui还通过电容C2接地；三端稳压器U1的2端子接地，三端稳压器U1的3端子分别与晶体管VT1发射极、电容C1、电阻R1、电阻R2一端相连，电容C1另一端接地，电阻R1另一端与运算放大器U3的反相输入端相连，电阻R2另一端与发光二极管D1阳极相连，发光二极管D1的阴极与晶体管VT2集电极、电阻R3一端相连，电阻R3另一端与晶体管VT1的基极相连，晶体管VT1的集电极通过电阻R4与同步开关S1-2的1端子相连；晶体管VT2的基极通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，晶体管VT2的发射极接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R7与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端通过电容C4接地，运算放大器U3的反相输入端还与蓄电池E1正极相连，运算放大器U3的输出端还通过电阻R9与晶体管VT3的基极相连，晶体管VT3的发射极接地，晶体管VT3的集电极通过电阻R10与同步开关S1-2的2端子相连，同步开关S1-2的3端子与蓄电池E1正极相连，蓄电池E1负极接地；运算放大器U3的同相输入端与三端稳压器U2的2端子、电阻R5、电容C3一端相连，三端稳压器U2的1端子与同步开关S1-1的3端子相连，电阻R5另一端分别与同步开关S1-1的1端子、电阻R6一端相连，同步开关S1-1的2端子接地，电阻R6另一端接地，电容C3另一端接地。

具体实施时，自动充放电电路由稳压、基准电压、电压比较器构成，输入电压Ui可以为9-15V；三端稳压器U1可以为7806；三端稳压器U2可以为LM317；晶体管VT1、VT3为PNP型三极管，晶体管VT2为NPN型三极管，晶体管VT1可以为8550，晶体管VT2可以为9014，晶体管VT3可以为8550；运算放大器可以为LM358；蓄电池E1电压可以为3V。LM317经同步开关S1-1选择，可输出1.25V、3V两档电压，同步开关S1-1、S1-2同步工作。

当同步开关S1-1、S1-2的1端口和3端口连接时，对蓄电池E1进行充电，同时LM317输出3V基准电压加到运算放大器LM358的同相输入端。当同步开关S1-1、S1-2的2端口和3端口连接时，蓄电池E1进行放电电，同时LM317输出1.25V基准电压加到运算放大器LM358的同相输入端。

在充电过程中，蓄电池E1电压小于3V，运算放大器LM358的反相输入端电压小于3V，运算放大器LM358输出端为高电平，晶体管VT1、VT2饱和导通，三端稳压器7806的3端子输出6V电压，6V电压经过晶体管VT1、电阻R4向蓄电池E1充电，同时发光二极管D1发光，指示充电状态。随着充电的进行，蓄电池E1电压逐渐升高，当蓄电池E1电压稍高于3V时，运算放大器LM358输出端输出低电平，晶体管VT1、VT2截止，发光二极管D1熄灭，指示充电结束。

在放电过程中，为了防止蓄电池E1过度放电，把1.25V电压作为蓄电池E1放电的下限值。LM317输出1.25V基准电压加到运算放大器LM358的同相输入端，蓄电池E1电压与运算放大器LM358的反相输入端相连，运算放大器LM358的同相输入端电压小于反相输入端电压，运算放大器LM358输出端为低电平，晶体管VT3饱和导通，蓄电池E1经过电阻R10、晶体管VT3进行放电。当蓄电池E1放电电压低于1.25V时，运算放大器LM358的同相输入端电压高于反相输入端电压，运算放大器LM358输出端为高电平，晶体管VT3截止，电路放电自动停止，同时晶体管VT2饱和导通，发光二极管D1发光，指示放电结束。

综上所述，本发明实施例，自动充放电电路，电路由三端稳压器、运算放大器、晶体管、电阻、电容、发光二极管构成，能够实现充电和放电的自动控制，具有结构简单、体积小、成本低，有效地避免过充和欠充现象，提高了可充电电池的使用寿命。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种自动充放电电路，其特征在于：包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电容C1、C2、C3、C4，三端稳压器U1、U2，晶体管VT1、VT2、VT3，发光二极管D1、运算放大器U3、同步开关S1-1、S1-2、蓄电池E1、输入电压Ui；

所述输入电压Ui分别与三端稳压器U1的1端子、U2的3端子相连，输入电压Ui还通过电容C2接地；

所述三端稳压器U1的2端子接地，三端稳压器U1的3端子分别与晶体管VT1发射极、电容C1、电阻R1、电阻R2一端相连，电容C1另一端接地，电阻R1另一端与运算放大器U3的反相输入端相连，电阻R2另一端与发光二极管D1阳极相连，发光二极管D1的阴极与晶体管VT2集电极、电阻R3一端相连，电阻R3另一端与晶体管VT1的基极相连，晶体管VT1的集电极通过电阻R4与同步开关S1-2的1端子相连；

所述晶体管VT2的基极通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，晶体管VT2的发射极接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R7与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端通过电容C4接地，运算放大器U3的反相输入端还与蓄电池E1正极相连，运算放大器U3的输出端还通过电阻R9与晶体管VT3的基极相连，晶体管VT3的发射极接地，晶体管VT3的集电极通过电阻R10与同步开关S1-2的2端子相连，同步开关S1-2的3端子与蓄电池E1正极相连，蓄电池E1负极接地；

所述运算放大器U3的同相输入端与三端稳压器U2的2端子、电阻R5、电容C3一端相连，三端稳压器U2的1端子与同步开关S1-1的3端子相连，电阻R5另一端分别与同步开关S1-1的1端子、电阻R6一端相连，同步开关S1-1的2端子接地，电阻R6另一端接地，电容C3另一端接地。

2.如权利要求1所述的一种自动充放电电路，其特征在于，所述输入电压Ui为9-15V。

3.如权利要求2所述的一种自动充放电电路，其特征在于，所述三端稳压器U1为7806。

4.如权利要求3所述的一种自动充放电电路，其特征在于，所述三端稳压器U2为LM317。

5.如权利要求4所述的一种自动充放电电路，其特征在于，所述晶体管VT1、VT3为PNP型三极管，晶体管VT2为NPN型三极管。

6.如权利要求5所述的一种自动充放电电路，其特征在于，所述晶体管VT1为8550，晶体管VT2为9014，晶体管VT3为8550。

7.如权利要求4所述的一种自动充放电电路，其特征在于，所述运算放大器为LM358。

8.如权利要求4所述的一种自动充放电电路，其特征在于，所述蓄电池E1电压为3V。