CN200983509Y - 一种零空耗蓄电池充放电管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种蓄电池充放电管理电路，属于蓄电池充放电管理技术领域。用于采用蓄电池单独供电或用蓄电池作后备电源的便携式电子产品。设计不当的充电器即便电子产品处在“蓄电池既不充电、负载也不用电”空置状态下，蓄电池也存在自耗电较多现象，这个现象就是“空耗”。“空耗”不仅仅导致缩短蓄电池后备供电时间，若空置时间较长，“空耗”同样会对蓄电池造成过放电损害。产生“空耗”的原因是由于与蓄电池相连接的电路消耗所致。本实用新型就是要追求“零空耗”。本实用新型的设计在于：用本实用新型附图这样一个电路拓扑，便可制作一种低成本、体积小、零空耗、具有防过充过放功能的蓄电池充放电管理电路。

Description

一种零空耗蓄电池充放电管理电路

技术领域

本实用新型为一种蓄电池充放电管理电路，属于蓄电池充放电管理技术领域。它作为充电器的部件，与前级稳压电源共同组成充电器产品，用于采用蓄电池单独供电或用蓄电池作后备电源的便携式电子产品。

背景技术

便携式电子产品多具有交、直流两用电源供电的特点，常用蓄电池作后备电源，如应急灯；也有仅用蓄电池供电的，如手机。时下便携式电子产品品种有越来越多的趋势。有蓄电池就得有充电器，就得有蓄电池充放电管理。虽然充电器产品随处可见，但要做得又好又省并不容易。劣质充电器或充电不满、或“自耗电”多，或存在过充电过放电现象损伤蓄电池。

发明内容

蓄电池充放电管理并不是不起眼的技术，不少充电器电路由于设计不当，存在着蓄电池“空耗”的问题，所谓“空耗”即是电子产品处在“蓄电池既不充电、负载也不用电”空置状态下，蓄电池存在自耗电较多现象。“空耗”不仅仅导致缩短后备供电时间，若空置时间较长，“空耗”同样会对蓄电池造成过放电损害。尽管这些充电器也设计了防止过充电、过放电功能。产生“空耗”的原因是由于与蓄电池相连接的电路消耗所致，当然也包括蓄电池内部的“自放电”。本实用新型追求“零空耗”不涉及蓄电池内部的“自放电”，认为蓄电池内部的“自放电”很小可忽略。

本实用新型旨在制作一种低成本、体积小、零空耗、具有防过充过放功能的蓄电池充放电管理电路，以适应便携式电子产品的需要。

附图说明

附图是蓄电池充放电管理电路，图中虚线框A内有肖特基二极管VD1、电阻R1两个元件，司职充电管理；虚线框B内有四个电阻R2、R3、R4、R5和电压基准N1(TL431)、PNP三极管V1、N沟道场效应管V2共七个元件，司职放电管理；S1是负载用电开关，司职负载用电接通或断开；还有一个肖特基二极管VD2，作蓄电池GB1放电通道。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步解释附图和说明本实用新型的发明所在。

Uin是该电路的直流电输入，其正端为(1)，负端为(2)。它由前级稳压电源的输出而来。Uout是该电路的直流电输出，其正端为(11)，负端为(12)，接用电负载。负载用电开关S1断开时Uout无输出。若Uin有输入，不论负载用电开关S1接通与否，蓄电池GB1都得以通过司职充电管理的元件肖特基二极管VD1、电阻R1串联的回路充电，其中VD1的正极与输入电压Uin正端(1)相连，VD1的负极与电阻R1串联，设该串连点为(4)，电阻R1的另一端连接蓄电池GB1的正极，设该连接点为(3)；蓄电池GB1负极与输入电压Uin负端(2)相连；肖特基二极管VD1防止蓄电池向前级稳压电源逆向放电，电阻R1作充电限流。负载用电开关S1的一端连接VD1与R1的串联点(4)，S1的另一端(5)连接输出端Uout的正端(11)。输入电压Uin应略高于蓄电池的过充电保护电压值来取值。如12V铅酸蓄电池过充电保护电压值为14.2V，考虑到肖特基二极管VD1还有0.3V的正向压降，则Uin应取14.2V+0.3V＝14.5V，也就是说要求前级稳压电源输出14.5V，略高于蓄电池的过充电保护电压14.2V，这样就省去了过充电保护电路。

附图虚线框B内的元件司职放电管理，其中电阻R3、R4、R5和电压基准N1四个元件作过放电检测；电阻R2、三极管V1和场效应管V2三个元件作过放电控制。按照信号流向，这七个元件都连接在负载用电开关S1之后，只要开关S1断开，这些元件便不再消耗电能。

将电阻R4和R5相串联，该串联点为(9)，电阻R4的另一端连接输出Uout正端(11)，R5的另一端连接Uout负端(12)，电阻R5上的分压作为输出电压Uout的取样电压，R4、R5的取值应在数百KΩ数量级，使耗电小；电阻R5上的分压应在输出电压Uout等于蓄电池过放电保护电压值时为2.5V。如12V铅酸蓄电池过放电保护电压值为10.8V，则在Uout＝10.8V时，电阻R5上的压降应为2.5V。电阻R3和电压基准N1(TL431)的负极串联，设这一串联点为(8)，R3的另一端连接输出Uout正端(11)，电压基准N1的正极(10)连接输出Uout负端(12)，N1的控制极连至电阻R4和R5的串联点(9)；电阻R3是电压基准N1的负载电阻，R3的取值应保证流过N1的电流大于或等于1mA。将一个PNP三极管V1的发射极连至开关S1的(5)端，V1的集电极连至一个N沟道场效应管V2的栅极，设该连接点为(6)，三极管V1的基极连至电阻R3与电压基准N1的负极串联点(8)；场效应管V2的源极(7)与输入Uin的负端(2)相连接，V2的漏极(10)与输出Uout的负端(12)相连；三极管V1的集电极的负载电阻R2接于(6)、(7)两点之间；增加一个肖特基二极管VD2与电阻R1并联，其中VD2的正极与蓄电池的正极(3)相连，VD2的负极与用电开关S1的(4)端相连，加入VD2的作用是在蓄电池GB1放电时短接电阻R1作放电通道。按照信号流向，电阻R2、R3、R4、R5、电压基准N1、三极管V1、场效应管V2都连接在负载用电开关S1之后。

整个蓄电池充放电管理电路十分简洁，可能很难找到比它更简单的电路了。因为它省去了过充电保护电路；用电开关S1接在过放电检测、保护电路之前。用电开关S1断开后，既切断了向负载供电，也切断了过放电检测、保护电路。即便处在“蓄电池既不充电、负载也不用电”的空置状态，也仅有肖特基二极管VD1有很小的反向漏电流消耗，基本上做到了“零空耗”。

Claims (2)

1，一种零空耗蓄电池充放电管理电路，它由充电管理、放电管理、负载用电开关S1及蓄电池放电通道二极管VD2各部分元件组成；其特征在于：它的充电管理部分输入电压Uin应略高于蓄电池过充电保护电压值，省去了过充电保护电路；按照信号流向，过放电检测与过放电控制电路连接在负载用电开关S1之后；充电管理的具体电路连接形式是：VD1的正极与输入电压Uin正端(1)相连，VD1的负极与电阻R1串联，电阻R1的另一端连接蓄电池GB1的正极，蓄电池GB1负极与输入电压Uin负端(2)相连；负载用电开关S1的一端连接VD1与R1的串联点(4)，S1的另一端(5)连接输出端Uout的正端(11)；放电管理的具体电路连接形式是：电阻R4和R5串联，电阻R4的另一端连接输出Uout正端(11)，R5的另一端连接Uout负端(12)，电阻R3和电压基准N1(TL431)的负极串联，R3的另一端连接输出Uout正端(11)，电压基准N1的正极(10)连接输出Uout负端(12)，N1的控制极连至电阻R4和R5的串联点(9)，PNP三极管V1的发射极连至负载用电开关S1的(5)端，V1的集电极与N沟道场效应管V2的栅极串连，三极管V1的基极连至电阻R3与电压基准N1的负极串联点(8)；场效应管V2的源极(7)与输入Uin的负端(2)相连接，V2的漏极(10)与输出Uout的负端(12)相连；三极管V1的集电极负载电阻R2的一端接于V1的集电极与V2的栅极串连点(6)、R2的另一端接V2的源极(7)；放电通道肖特基二极管VD2与电阻R1并联，且VD2的正极与蓄电池的正极(3)相连，VD2的负极与用电开关S1的(4)端相连。

2，如权利要求1所述零空耗蓄电池充放电管理电路，其特征在于：它的充电管理部分输入电压Uin最合适电压值应为蓄电池过充电保护电压值加上肖特基二极管VD1的正向压降值。

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