CN202759272U - 防爆电池限制电流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防爆电池限制电流电路，该电路包括电流采样电阻、第一基准电压、第一比较器、第一电子开关、第二电子开关、第二基准电压和第二比较器；当电池的负载电流逐渐增大时，电流采样电阻两端的电压与第一基准电压进行比较，第一比较器的输出逐渐增大，第一电子开关的动态电阻逐渐增大，阻碍负载电流的通过，限制负载电流；随着负载电流的减小，第一电子开关和第二电子开关的输出都逐渐减小，第二电子开关的输出端电压与第二基准电压进行比较，第二比较器的输出逐渐增大，直至第二电子开关关断，切断负载电流，可避免电池爆炸，保护第一电子开关不至于因无功功耗过高而损坏。本实用新型安全可靠，电路结构简单，易于实现，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池防爆技术领域，尤其涉及一种防爆电池限制电流电路。
背景技术
在电池的使用过程中，通常会遇到两种情况导致电池的爆炸，一、是电池内部胀气引起电池爆炸；二、是电池的负载电流过大引起电池爆炸。
对于第一种情况，为了保证电池的安全使用，电池上设有防爆装置，可以有效避免电池由于内部胀气语气的爆炸，但对于第二种情况，防爆的现有技术中一般设计采用的是电阻减压或利用三极管的PN节降压的方式限制电池的输出功率。这种方法可以达到限制输出功率的目的，但是在工作中会产生热量，不利于电池防爆，工作不当甚至会引起电池溶胶的现象。
实用新型内容
针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种防爆电池限制电流电路，有效限制电池的负载电流，避免电池的爆炸，且可以有效保护限制电流的电路不会损坏而失效，该电路结构简单，易于实现，成本低廉。
为实现上述目的，本实用新型提供一种防爆电池限制电流电路，包括第一电子开关、第一基准电压、第一比较器、电流采样电阻、保护电阻、第二电子开关、负载、第二比较器和第二基准电压；所述电池的正极与第一电子开关的漏极相连；所述第一基准电压输入到第一比较器的反向输入端；所述电流采样电阻与保护电阻串联后输入到第一比较器的同向输入端；所述第一比较器与第一电子开关的栅极相连；所述第一电子开关的源极与第二电子开关的漏极相连；所述第二电子开关的源极与负载一端相连；所述第二电子开关的源极输入到第二比较器的反向输入端；所述第二基准电压输入到第二比较器的同向输入端；所述第二比较器的输出端与第二电子开关的栅极相连；所述负载的另一端与电流采样电阻相连；所述电流采样电阻的另一端与电池负极相连。
其中，所述第一比较器与第二比较器均为运算放大器。
其中，所述第一电子开关与第二电子开关均为P沟道的场效应管。
本实用新型提供的防爆电池限制电流电路，充分考虑了限流电路本身发热功耗和各个元器件可能出现的故障因素，消除了常规电路的不足之处，该电路能能够有效地对电池进行保护，避免因电池的负载电流过大而导致电池爆炸，且能够在限制电池的负载电流的同时，保护了限制电流的电路不会因为损坏而失效。本实用新型安全可靠，电路结构简单，易于实现，成本低廉
附图说明
图1为本实用新型的防爆电池限制电流电路的电路原理图。
主要元件符号说明如下：
VB+、电池正极 U1、第一比较器
VB-、电池负极 U2、第二比较器
Q1、第一电子开关 V1、第一基准电压
Q2、第二电子开关 V2、第二基准电压
I、负载电流 R2、电流采样电阻
R1、保护电阻 RL、负载
VOUT、第一电子开关的输出端电压 VR2、电流采样电阻的电压
具体实施方式
为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
请参阅图1，本实用新型提供的防爆电池限制电流电路，包括第一电子开关Q1、第一基准电压V1、第一比较器U1、电流采样电阻R2、第二电子开关Q2、第二基准电压V1和第二比较器U2。所述电池的正极VB+与第一电子开关Q1的漏极相连；所述第一基准电压V1输入到第一比较器U1的反向输入端；所述电流采样电阻R2与保护电阻R1串联后输入到第一比较器U1的同向输入端；所述第一比较器U1与第一电子开关Q1的栅极相连；所述第一电子开关Q1的源极与第二电子开关U2的漏极相连；所述第二电子开关U2的源极与负载RL一端相连；所述第二电子开关Q2的输出电压VOUT输入到第二比较器U2的反向输入端；所述第二基准电压V1输入到第二比较器U2的同向输入端；所述第二比较器U2的输出端与第二电子开关Q2的栅极相连；所述负载RL的另一端与电流采样电阻R2相连；所述电流采样电阻R2的另一端与电池负极VB-相连。
相较于现有技术的情况，本实用新型提供的防爆电池限制电流电路，充分考虑了限流电路本身发热功耗和各个元器件可能出现的故障因素，消除了常规电路的不足之处，该电路能能够有效地对电池进行保护，避免因电池的负载电流过大而导致电池爆炸，且能够在限制电池的负载电流的同时，保护了限制电流的电路不会因为损坏而失效。本实用新型安全可靠，电路结构简单，易于实现，成本低廉。
在本实施例中，第一比较器U1与第二比较器U2均为运算放大器。可以理解的是，本实用新型并不局限于采用运算放大器作为比较器，还可以为其他器件组成的比较器功能电路，只要是通过电压比较实现限流作用的防爆电池限制电流电路的实施方式，均属于对本实用新型的简单变形或者变化，都落入本实用新型的保护范围。
在本实施例中，第一电子开关Q1与第二电子开关Q2均为P沟道的场效应管。本实用新型并不局限于采用P沟道的场效应管，还可以为N沟道的场效应管，结型三极管或者其他器件组成的控制输入电压与输出电压功能电路，只要是通过改变输入电压与输出电压的形式实现限流作用的防爆电池限制电流电路的实施方式，均属于对本实用新型的简单变形或者变化，都落入本实用新型的保护范围。
请参阅图1，本实用新型的工作原理是：当负载电流I流过电流采样电阻R2时，会产生电压VR2
VR2＝R2×I (1)
当电流采样电阻R2确定后，VR2的变化由负载电流I决定。当VR2＜V1时，第一比较器U1输出低电平，第一电子开关Q1处于饱和导通状态，负载电流I可以顺利通过第一电子开关Q1。如果负载电流I逐渐增大，由(1)式可知将会引起VR2逐步逼近第一基准电压V1。当负载电流I继续增大，第一比较器U1的输出电压随着VR2增大而提高，第一电子开关Q1的动态电阻渐渐增大，阻碍负载电流I的通过，这样就达到了限制电流I的目的。
随着第一电子开关Q1的动态电阻渐渐增大，第一电子开关Q1的无功功耗也会逐渐加大，当无功功耗超过第一电子开关Q1的耗散功率就会发生第一电子开关Q1的损坏。当V2＜VOUT，第二比较器U2输出低电平，第二电子开关Q2饱和导通，V2＞VOUT时，第二电子开关Q2关断。当第一电子开关Q1在限制负载电流I的同时，输出电压VOUT也在下降，给定了合适的第二基准电压V1后，当满足了V2＞VOUT时，第二电子开关Q2关断，切断负载电流I。这样保护了第一电子开关Q1不会因为无功功耗过大而损坏。
在本实施例中，上述的保护电阻R1为很小的电阻，在本电路中起到保护作用。
以上公开的仅为本实用新型的一个较佳具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种防爆电池限制电流电路，其特征在于，包括第一电子开关、第一基准电压、第一比较器、电流采样电阻、保护电阻、第二电子开关、负载、第二比较器和第二基准电压；所述电池的正极与第一电子开关的漏极相连；所述第一基准电压输入到第一比较器的反向输入端；所述电流采样电阻与保护电阻串联后输入到第一比较器的同向输入端；所述第一比较器与第一电子开关的栅极相连；所述第一电子开关的源极与第二电子开关的漏极相连；所述第二电子开关的源极与负载一端相连；所述第二电子开关的输出电压输入到第二比较器的反向输入端；所述第二基准电压输入到第二比较器的同向输入端；所述第二比较器的输出端与第二电子开关的栅极相连；所述负载的另一端与电流采样电阻相连；所述电流采样电阻的另一端与电池负极相连。
2.根据权利要求1所述的防爆电池限制电流电路，其特征在于，所述第一比较器与第二比较器均为运算放大器。
3.根据权利要求1所述的防爆电池限制电流电路，其特征在于，所述第一电子开关与第二电子开关均采用的是P沟道的场效应管。
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|---|---|---|---|
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| CN (1) | CN202759272U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106504463A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-15 | 深圳市泛海三江电子股份有限公司 | 一种低电压独立式光电感烟火灾探测报警器 |
| CN112055923A (zh) * | 2018-05-15 | 2020-12-08 | 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 | 用于保护电子组件的电路布置 |
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2012
- 2012-08-21 CN CN 201220415845 patent/CN202759272U/zh not_active Expired - Fee Related
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