CN109474045B - 一种电池放电控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池放电控制电路，它包括DC‑DC电路和电池电压检测控制单元，所述DC‑DC电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、印刷电感L1和MP2307芯片，所述电池电压检测控制单元包括电容C6、电容C10、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R13、电阻R14、二级管D1、二级管D2、电压基准芯片TL431、电池电压恢复检测单元和电池过放检测单元。对电池电压进行采样，采样后与设置的基准电压比较来控制DC‑DC电路的输出和关断。两路比较设计，可以让电池从欠压状态充电到一定电压时再工作，防止电池过放，且防止电池处于欠压状态下工作。
Description
技术领域
本发明涉及电路设计领域，尤其涉及一种电池放电控制电路。
背景技术
随着新能源的兴起，电池在新能源中的应用也越来越广泛，电池的使用寿命对新能源设备的性能有着很大影响。目前市场上电池放电控制电路很多，许多产品只是单纯的防止电池过放，当电池停止放电时，电池电压会有所回升，但电池电量是不足的，这种情况下，许多产品会误认为电池有电，继续让电池放电，对电池造成损坏。
发明内容
本发明的目的是解决现有电池放电控制电路，当电池停止放电时，电池电压会有所回升，但电池电量是不足的，这种情况下，许多产品会误认为电池有电，继续让电池放电，对电池造成损坏的问题。
本发明采用的技术方案是：一种电池放电控制电路，它包括DC-DC电路和电池电压检测控制单元，所述DC-DC电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、印刷电感L1和MP2307芯片，所述电阻R1、电阻R2和电容C2并联后的线路一端与MP2307芯片的FB脚连接、另一端接地，所述的电阻R3和电容C3串联后的线路一端与MP2307芯片的COMP脚连接、另一端接地，所述的电容C4通过线路与MP2307芯片的SS脚连接且电容C4接地，所述的印刷电感L1通过线路与MP2307芯片的SW脚连接且通过线路与电阻R1所在线路连接，所述的电容C5通过线路与MP2307芯片的BS脚年且通过线路与印刷电感L1所在线路连接，所述的电容C1通过线路与MP2307芯片的IN脚连接且电容C1接地，所述的电阻R1为可变电阻，所述MP2307芯片的EN脚为使能端、电池电压检测控制单元与MP2307芯片的EN脚连接；
所述电池电压检测控制单元包括电容C6、电容C10、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R13、电阻R14、二级管D1、二级管D2、电压基准芯片TL431、电池电压恢复检测单元和电池过放检测单元，电池电压恢复检测单元包括第一电压比较器LM2903、电容C7、电容C8、电阻R9和电阻R10，电池过放检测单元包括第二电压比较器LM2903、电容C9、电容C10、电阻R11和电阻R12，电阻R5和电阻R8均通过线路与电压基准芯片TL431连接，电压基准芯片TL431接地，电容C6和电阻R7并联且与电压基准芯片TL431连接、且电容C6和电阻R7与接地线连接，所述电阻R5、电阻R6和电阻R8均与电压基准芯片TL431连接，电压基准芯片TL431与第一电压比较器LM2903的负极相连且与第二电压比较器LM2903的负极相连，所述电阻R8和电阻R13为上拉电阻，电阻R14为下拉电阻，所述电容C8和电阻R10并联、并联后的线路接地且与第一电压比较器LM2903的正极连接，电阻R9连接于电容C8和电阻R10与第一电压比较器LM2903正极连接的线路上，第一电压比较器LM2903输出端与二级管D1通过线路连接，电阻R8通过线路连接于第一电压比较器LM2903输出端与二级管D1连接的线路上，电容C7与第一电压比较器LM2903串联且电容C7接地，第一电压比较器LM2903接地；
所述电容C9和电阻R12并联、并联后的线路接地且与第二电压比较器LM2903的正极连接，电阻R11连接于电容C9和电阻R12与第二电压比较器LM2903正极连接的线路上，二级管D1与MP2307芯片的EN脚连接，第二电压比较器LM2903的输出端、电阻R13、电阻R14和电容C10均通过线路连接于二级管D1与MP2307芯片EN脚连接的线路上，所述的二级管D2与电阻R13串联，所述的电阻R14与电容C10并联后接地。
作为本发明的进一步改进，DC-DC电路的输入电压为4.75V～23VDC、输出电压为0.925V～20VDC。
本发明的有益效果是：采用这种结构后，对电池电压进行采样，采样后与设置的基准电压比较来控制DC-DC电路的输出和关断。两路比较设计，能够让电池从欠压状态充电到一定电压时再工作，一方面能够防止电池过放，另一方面能够电池处于欠压状态下工作。电路输出电压可调，电池过放保护电压值和电池恢复工作电压值可以人为设置，对于不同的电池，不同设备，都可以灵活的调整，做到对电池的放电控制更加匹配，对电池的保护更加可靠。防止电池过放电造成电池永久性损伤，防止电池未恢复正常状态对负载供电，具有负载短路保护功能，对电池和设备都起到保护作用，延长电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明电路示意框图。
图2为本发明中DC-DC电路图。
图3为本发明中电池电压检测控制单元的电路图。
图中所示：1、电池，2、DC-DC电路，3、电池电压检测控制单元，4、MP2307芯片，5、电压基准芯片TL431，6、电池电压恢复检测单元，7 、电池过放检测单元，8、第一电压比较器LM2903，9、第二电压比较器LM2903。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图所示，一种电池放电控制电路，它包括DC-DC电路2和电池电压检测控制单元3，所述DC-DC电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、印刷电感L1和MP2307芯片4，所述电阻R1、电阻R2和电容C2并联后的线路一端与MP2307芯片的FB脚连接、另一端接地，所述的电阻R3和电容C3串联后的线路一端与MP2307芯片的COMP脚连接、另一端接地，所述的电容C4通过线路与MP2307芯片的SS脚连接且电容C4接地，所述的印刷电感L1通过线路与MP2307芯片的SW脚连接且通过线路与电阻R1所在线路连接，所述的电容C5通过线路与MP2307芯片的BS脚年且通过线路与印刷电感L1所在线路连接，所述的电容C1通过线路与MP2307芯片的IN脚连接且电容C1接地，所述的电阻R1为可变电阻，所述MP2307芯片的EN脚为使能端、电池电压检测控制单元与MP2307芯片的EN脚连接；
所述电池电压检测控制单元包括电容C6、电容C10、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R13、电阻R14、二级管D1、二级管D2、电压基准芯片TL431、电池电压恢复检测单元和电池过放检测单元，电池电压恢复检测单元包括第一电压比较器LM2903、电容C7、电容C8、电阻R9和电阻R10，电池过放检测单元包括第二电压比较器LM2903、电容C9、电容C10、电阻R11和电阻R12，电阻R5和电阻R8均通过线路与电压基准芯片TL431连接，电压基准芯片TL431接地，电容C6和电阻R7并联且与电压基准芯片TL431连接、且电容C6和电阻R7与接地线连接，所述电阻R5、电阻R6和电阻R8均与电压基准芯片TL431连接，电压基准芯片TL431与第一电压比较器LM2903的负极相连且与第二电压比较器LM2903的负极相连，所述电阻R8和电阻R13为上拉电阻，电阻R14为下拉电阻，所述电容C8和电阻R10并联、并联后的线路接地且与第一电压比较器LM2903的正极连接，电阻R9连接于电容C8和电阻R10与第一电压比较器LM2903正极连接的线路上，第一电压比较器LM2903输出端与二级管D1通过线路连接，电阻R8通过线路连接于第一电压比较器LM2903输出端与二级管D1连接的线路上，电容C7与第一电压比较器LM2903串联且电容C7接地，第一电压比较器LM2903接地；
所述电容C9和电阻R12并联、并联后的线路接地且与第二电压比较器LM2903的正极连接，电阻R11连接于电容C9和电阻R12与第二电压比较器LM2903正极连接的线路上，二级管D1与MP2307芯片的EN脚连接，第二电压比较器LM2903的输出端、电阻R13、电阻R14和电容C10均通过线路连接于二级管D1与MP2307芯片EN脚连接的线路上，所述的二级管D2与电阻R13串联，所述的电阻R14与电容C10并联后接地；
DC-DC电路的输入电压为4.75V～23VDC、输出电压为0.925V～20VDC。
本发明中，C-DC电路对MP2307芯片的使能端EN管脚进行单独控制，从而控制MP2307的导通与关断。本发明的DC-DC电路输出电压值可调，计算公式如下：
。
电阻R2选精度为1%的10kΩ，电阻R1选可调电阻，常用的电压输出值与电阻R1、电阻R2取值对应如表所示：
。
本发明的DC-DC电路具有负载短路保护功能，当负载短路时，经过MP2307输出的电流瞬间变大，MP2307自动过流保护，DC-DC电路停止输出。
本发明中TL431输出的基准电压与第一电压比较器LM2903的负极和第二电压比较器LM2903的负极相连，采用两路比较设计，一路是用来检测电池电压是否低于电池过放保护电压值，另一路是用来检测电池电压是否恢复到可以正常工作的电压值。通过电阻R9、电阻R10的值来设置电池恢复工作电压值，公式如下：
。
电阻R11、电阻R12的值来设置电池过放保护电压值，公式如下：
。
当采样的电池电压低于电池过放保护电压值时，第二电压比较器LM2903输入正极低于输入负极参考电压，第二电压比较器LM2903输出低电平关断MP2307，DC-DC电路无输出，电池不放电；当电池电压恢复到高于电池恢复工作电压值时，第一电压比较器LM2903输入正极高于输入负极参考电压，第一电压比较器LM2903输出高电平打开MP2307，DC-DC电路有输出，电池正常放电。电池放电过程中，电池电压降到电池恢复工作电压值与电池过放保护电压值之间时，第一电压比较器LM2903输出低电平，由于二级管D1的作用，阻止第一电压比较器输出的低电平将MP2307的EN端拉低，第二电压比较器LM2903输出高电平，由于MP2307没有被关断，DC-DC电路有输出，通过上拉电阻R13上拉，保持EN端输出稳定的高电平，这样电池放电时，电压降到电池过放保护电压值以下时，DC-DC电路被关断；电池通过充电，电压恢复到电池过放保护电压值与电池恢复工作电压值之间时，第一电压比较器LM2903输出低电平，第二电压比较器LM2903输出高电平，由于MP2307被关断，DC-DC电路无输出，下拉电阻R14下拉，第二电压比较器LM2903输出的高电平不能驱动EN使能端正常工作，只有当电压恢复到电池恢复工作电压值以上时，第一电压比较器LM2903输出高电平，通过上拉电阻R8上拉，提供能量驱动EN使能端，使MP2307正常工作，DC-DC电路有输出，电池正常放电。
本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种电池放电控制电路，其特征在于：它包括DC-DC电路（2）和电池电压检测控制单元（3），所述DC-DC电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、印刷电感L1和MP2307芯片（4），所述电阻R1、电阻R2和电容C2并联后的线路一端与MP2307芯片的FB脚连接、另一端接地，所述的电阻R3和电容C3串联后的线路一端与MP2307芯片的COMP脚连接、另一端接地，所述的电容C4通过线路与MP2307芯片的SS脚连接且电容C4接地，所述的印刷电感L1通过线路与MP2307芯片的SW脚连接且通过线路与电阻R1所在线路连接，所述的电容C5通过线路与MP2307芯片的BS脚连接且通过线路与印刷电感L1所在线路连接，所述的电容C1通过线路与MP2307芯片的IN脚连接且电容C1接地，所述的电阻R1为可变电阻，所述MP2307芯片的EN脚为使能端、电池电压检测控制单元与MP2307芯片的EN脚连接；
所述电池电压检测控制单元包括电压基准芯片TL431（5）、电池电压恢复检测单元（6）和电池过放检测单元（7）；所述电压基准芯片TL431的1针脚依次连接第一电压比较器LM2903的2针脚和第二电压比较器LM2903的6针脚；所述电压基准芯片TL431的2针脚接地,电压基准芯片TL431的1针脚和2针脚之间连接有并联的电容C6和电阻R7；电压基准芯片TL431的3针脚连接电阻R5、R6和R8，电阻R5的另一端连接电源VB，电阻R6的另一端连接电压基准芯片TL431的2针脚，电阻R8的另一端通过二极管D1连接MP2307芯片的EN脚；
所述电池电压恢复检测单元包括第一电压比较器LM2903（8），第一电压比较器LM2903的1针脚通过二极管D1连接MP2307芯片的EN脚；第一电压比较器LM2903的3针脚分别连接电阻R9、相并联的电容C8与电阻R10，电阻R9的另一端连接电源VB，相并联的电容C8与电阻R10另一端接地；第一电压比较器LM2903的 4针脚接地；第一电压比较器的8针脚分别连接电源VB、电容C7,电容C7的另一端接地；
所述电池过放检测单元包括第二电压比较器LM2903（9），第二电压比较器LM2903的7针脚连接MP2307芯片的EN脚；第二电压比较器的5针脚分别连接电阻R11、相并联的电容C9与电阻R12，电阻R11的另一端连接电源VB，相并联的电容C9与电阻R12另一端接地；
所述MP2307芯片的EN脚还分别连接有电阻R13、相并联的电容C10与电阻R14，电阻R13的另一端通过二极管D2连接3.3V电压，相并联的电容C10与电阻R14另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种电池放电控制电路，其特征在于：DC-DC电路的输入电压为4.75V～23VDC、输出电压为0.925V～20VDC。
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