CN202474833U - 一种电池充电器输出短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池充电器输出短路保护电路，属于充电器电子技术领域。它解决了现有技术中短路反接保护的稳定性会受充电器输入电压影响的问题。本电路包括与电池连接的分压电阻一和分压电阻二，且分压电阻一和分压电阻二进行串联连接，该电路还包括开关电源、三极管、可控硅和光耦合器，光耦合器包括发光二极管和内部光敏三极管，光耦合器的发光二极管并联连接于分压电阻二的两端，内部光敏三极管的集电极连接开关电源，内部光敏三极管发射极连接三极管的基极，三极管的集电极连接开关电源，三极管的发射极连接有可控硅的控制极，可控硅的串联连接于充电器的负极。该保护电路不受电池输出电压的影响能起到有效的短路保护作用。

Description

一种电池充电器输出短路保护电路

技术领域

本实用新型属于充电器电子技术领域，涉及一种电池充电器输出短路保护电路。

背景技术

电池充电器输出电压是根据被充电电池的电压决定，在充电器电压高于电池标称电压时给电池进行充电。一般充电器输出电压是电池标称电压的1.23倍。且中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布了《家用和类似用途电器的安全电池充电器的特殊要求》的国家强制安全标准GB4706.18-2005，该标准第10条规定：充电器空载输出电压不应超过42.4V。又由于生产电池和充电器的厂家不是同一家，对于正负极的标定不规范。当充电器在给电池充电时正负极接反了形成短路，反接短路电流极大，容易损坏充电器甚至电池，也给使用者带来了一定的安全隐患。如何提供一种符合国家安全标准要求，且又在接错电池和充电器时对使用者和充电器具有一定安全保护的电路一直是行业的设计目标。

同时，中国专利文献公开了申请号为200920044237.4的一种电池充电器输出保护电路，该电路包括电池启动电路和输出开关电路，电池启动电路的输入端与蓄电池的输出端相连接，电池启动电路的输出端与输出开关电路的第一输入端相连接，输出开关电路第二输出端与充电器相连接，该保护电路能够实现充电器空载输出小于42.4V，同时也具有一定的保护充电器与电池反接时充电器不工作，但是该电路没有考虑到充电器的输入与电池输出电压的不同，直接用开关电路进行导通关闭来实现短路反接保护会受充电器输入电压的影响。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种电池充电器输出短路保护电路，该电路通过电池正极电压使用恒定电源隔离导通启动电池充电，从而保证该保护电路不受电池输出电压的影响能起到有效的短路保护作用。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种电池充电器输出短路保护电路，该电路包括与电池连接的分压电阻一和分压电阻二，且分压电阻一和分压电阻二进行串联连接，其特征在于，该电路还包括开关电源、三极管、可控硅和光耦合器，所述的光耦合器包括发光二极管和内部光敏三极管，所述的光耦合器的发光二极管并联连接于分压电阻二的两端，所述的内部光敏三极管的集电极连接开关电源，内部光敏三极管发射极连接三极管的基极，所述三极管的集电极连接开关电源，三极管的发射极连接有可控硅的控制极，所述可控硅的串联连接于充电器的负极。

当蓄电池正极和充电器的正极相接时，蓄电池正极上的电压通过分压电阻一和分压电阻二进行分压，分压后在分压电阻二上的电压给光耦合器的发光二极管供电，使发光二极管导通而发光，发光二极管的发光给光耦合器内部光敏三极管接收后使其集电极和发射极的电阻变小，从而使开关电源通过导通的光耦合器内部光敏三极管给三极管的基极一个稳定的电压，从而促使三极管的集电极和发射极饱和导通，通过连接于三极管集电极的开关电源给可控硅的控制极一个电压，可控硅的阳极和阴极导通，从而实现给电池的充电。当蓄电池正极和充电器的负极相连接时，即充电器和电池接反形成短路，光耦合器的发光二极管两端的供电电压即分压二极管的电压没有所以不能导通内部的光敏三极管，从而使充电器的负极上的可控硅截止不能导通，故不能给电池充电。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的开关电源与光耦合器内部光敏三极管的集电极串联连接有缓冲电路，所述的缓冲电路包括供电电阻和并联于供电电阻的耦合电容。缓冲电路使开关电源给光耦合器集电极上的电压更稳定。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的可控硅的控制极和阴极上连接有滤波电容，滤波电容的正极连接可控硅的控制极，滤波电容的负极连接可控硅的阴极。滤波电容使充电器的输出电压平缓、稳定。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的分压电阻二的两端还反向并联连接有二极管。连接在分压电阻二上的二极管具有保护光耦合器的作用。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的开关电源为5V。提供稳定地固定电源作为触发开启电源。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的分压电阻一的阻值为42KΩ-56KΩ。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的分压电阻一的阻值为47KΩ。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的分压电阻二的阻值为5.6-10KΩ。

在上述的电池充电器输出短路保护电路中，所述的分压电阻二的阻值为6.2KΩ。

现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过光耦合器分开开关电源触发三极管、可控硅的触发电压和电池正确接入电压只是触发光耦合器，从而保证该保护电路不受电池输出电压的影响能起到有效的短路保护作用。

2、本实用新型通过具有对保护电路内部结构光耦合器使用反接二极管进行保护，使该保护电路更加可靠和稳定。

3、本实用新型通过滤波电容连接可控硅的控制极和阴极，在充电器给电池充电使起到滤波的作用。

附图说明

图1是本实用新型的充电器和电池正确连接的结构示意图；

图中1、电池；2、充电器；R1、供电电阻；R2、分压电阻一；R3、分压电阻二；D 1、二极管；T、开关电源；Q1、光耦合器；Y1、三极管；Q2、可控硅；C 1、滤波电容；C2、耦合电容。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本电池充电器输出短路保护电路包括与电池1连接的分压电阻一R2和分压电阻二R3，且分压电阻一R2和分压电阻二R3进行串联连接。分压电阻二R3的两端还反向并联连接有二极管D1。该电路还包括5V开关电源T、三极管Y1、可控硅Q2和光耦合器Q1，光耦合器Q1包括发光二极管管和内部光敏三极管，光耦合器Q1的发光二极管并联连接于分压电阻二R3的两端，内部光敏三极管的集电极连接开关电源T，开关电源T与光耦合器Q1内部光敏三极管的集电极串联连接有缓冲电路，缓冲电路包括供电电阻R1和并联于供电电阻R1的耦合电容C2。

光耦合器Q1的内部光敏三极管发射极连接三极管Y1的基极，三极管Y1的集电极连接开关电源T，三极管Y1的发射极连接有可控硅Q2的控制极，可控硅Q2的串联连接于充电器的负极。可控硅Q2的控制极和阴极上连接有滤波电容C1，滤波电容C1的正极连接可控硅Q2的控制极，滤波电容C1的负极连接可控硅Q2的阴极。滤波电容C1使充电器的输出电压平缓、稳定。这里分压电阻一R2的阻值为42KΩ-56KΩ；分压电阻二R3的阻值为5.6-10KΩ。本实施例选用的分压电阻一R2的阻值为47KΩ。分压电阻二R3的阻值为6.2KΩ。该电阻值的选择不仅有效起到分压的作用，同时，使该充电器的空载输出符合国家强制安全标准GB4706.18-2005，该标准第10条规定：充电器空载输出电压不应超过42.4V。

以下是本电池充电器输出短路保护电路的工作原理：

如图所示，充电器2正极连接分压电阻一R2，充电器2负极连接可控硅Q2的阴极，即当电池1正极和充电器的正极相接时，蓄电池1正极上的电压通过分压电阻一R2和分压电阻二R3进行分压，分压后在分压电阻二R3上的电压给光耦合器Q1的发光二极管供电，使发光二极管导通而发光，发光二极管的发光给光耦合器Q1内部光敏三极管接收后使其集电极和发射极的电阻变小，从而使开关电源T通过缓冲电路导通的光耦合器Q1内部光敏三极管给三极管Y1的基极一个稳定的电压，从而促使三极管Y1的集电极和发射极饱和导通，通过连接于三极管Y1集电极的开关电源T给可控硅Q2的控制极一个电压，可控硅Q2的阳极和阴极导通，从而实现给电池1的充电。

当蓄电池1正极和充电器的负极相连接时，即充电器和电池1接反形成短路，光耦合器Q1的发光二极管两端的供电电压即分压二极管D1的电压没有所以不能导通内部的光敏三极管，三极管Y1的基极没有电压，则三极管Y1不会饱和导通，从而时充电器的负极上的可控硅Q2截止不能导通，故不能给电池1充电，同时错加在分压电阻上的电压不会反接到光耦合器Q1的发光二极管上，直接从并联于分压电阻二R3上的二极管D1流过保护了光耦合器Q1。当把电池1的正负极进行调换则可以进行充电。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电池1、充电器2、供电电阻R1、分压电阻一R2、分压电阻二R3、二极管D1、开关电源T、光耦合器Q1、三极管Y1、可控硅Q2、滤波电容C1、耦合电容C2等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种电池充电器输出短路保护电路，该电路包括与电池连接的分压电阻一(R2)和分压电阻二(R3)，且分压电阻一(R2)和分压电阻二(R3)进行串联连接，其特征在于，该电路还包括开关电源(T)、三极管(Y1)、可控硅(Q1)和光耦合器(Q1)，所述的光耦合器(Q1)包括发光二极管(D1)和内部光敏三极管，所述的光耦合器(Q1)的发光二极管(D1)并联连接于分压电阻二(R3)的两端，所述的内部光敏三极管的集电极连接开关电源(T)，内部光敏三极管发射极连接三极管(Y1)的基极，所述三极管(Y1)的集电极连接开关电源(T)，三极管(Y1)的发射极连接有可控硅(Q1)的控制极，所述可控硅(Q1)的串联连接于充电器的负极。

2.根据权利要求1所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的开关电源(T)与光耦合器(Q1)内部光敏三极管的集电极串联连接有缓冲电路，所述的缓冲电路包括供电电阻(R1)和并联于供电电阻(R1)的耦合电容(C2)。

3.根据权利要求2所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的可控硅(Q1)的控制极和阴极上连接有滤波电容(C1)，滤波电容(C1)的正极连接可控硅(Q1)的控制极，滤波电容(C1)的负极连接可控硅(Q1)的阴极。

4.根据权利要求1或2或3所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的分压电阻二(R3)的两端还反向并联连接有二极管(D1)。

5.根据权利要求4所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的开关电源(T)为5V。

6.根据权利要求5所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的分压电阻一(R2)的阻值为42KΩ-56KΩ。

7.根据权利要求6所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的分压电阻一(R2)的阻值为47KΩ。

8.根据权利要求7所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的分压电阻二(R3)的阻值为5.6-10KΩ。

9.根据权利要求8所述的电池充电器输出短路保护电路，其特征在于，所述的分压电阻二(R3)的阻值为6.2KΩ。

Images