CN202930923U

CN202930923U - 电池极性接反保护电路

Info

Publication number: CN202930923U
Application number: CN 201220657078
Authority: CN
Inventors: 郑旺发; 邹建忠; 黄毅; 洪开慧
Original assignee: Xiamen Kehua Hengsheng Co Ltd
Current assignee: Xiamen Kehua Hengsheng Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-12-03

Abstract

本实用新型公开了一种电池极性接反保护电路，包括主开关电路、缓冲电路、极性判断电路、控制电路、延时电路和储能电路；主开关电路和缓冲电路分别连接在电池与储能电路的输入之间，储能电路的输出接至负载电路；极性判断电路的输入接至电池；极性判断电路的输出接至控制电路的输入；控制电路的一路输出接至缓冲电路的控制端；控制电路的另一路输出接至延时电路的输入，延时电路的输出接至主开关电路的控制端。该电路能有效地防止电池极性接反对后级电路及电池的破坏影响，具备低损耗、缓冲功能，能防止电池接入回路瞬间产生大电流对主开关电路的冲击破坏，主开关电路可以采用继电器或接触器，该类器件具有可靠性高，接触阻抗低，损耗小的优点。

Description

电池极性接反保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种电池极性接反保护电路，特别是涉及一种带有缓冲功能的电池极性接反保护电路。

背景技术

目前有许多电子设备都应用到电池，如果把电池的极性接反，接到电子设备中，就会产生大电流并发热，会破坏到电池及其所接入的电路，严重的会导致燃烧起火。对于配置有蓄电池的供电系统中，无论是充电电路的正负极反接，还是蓄电池的极性反接，都会造成严重的后果。

现有技术中，一般采用熔断器来对电池反接进行保护，但是，由于熔断器的一次性使用的特点，存在着需反复更换熔断器的缺点。而对于采用二极管、晶闸管、晶体三极管、二极管与场效应管串联等方式来对电池反接进行保护的，存在着导通电阻大损耗大等缺点。对于采用继电器或接触器等对电池反接进行保护的，如果没有对电容进行缓充电，瞬间大电流工作容易使得继电器烧毁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电池极性接反保护电路，是利用继电器来实现对电池反接进行保护，同时通过缓冲电路和延时电路的配合，使得该电路不仅能实现电池反接保护功能，而且还具备缓冲功能，并具有低损耗以及能防止继电器瞬间电流过大对其的损害等特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电池极性接反保护电路，包括主开关电路、缓冲电路、极性判断电路、控制电路、延时电路和储能电路；主开关电路和缓冲电路分别连接在电池与储能电路的输入之间，以在电池与储能电路之间形成二个供电通路，储能电路的输出接至负载电路；极性判断电路的输入接至电池，极性判断电路对电池的极性进行判断；极性判断电路的输出接至控制电路的输入，极性判断电路将电池的极性判断结果输出给控制电路，控制电路对极性判断结果的输入信号进行处理，输出与极性判断结果相对应的控制信号；控制电路的一路输出接至缓冲电路的控制端，以控制缓冲电路的通/断；控制电路的另一路输出接至延时电路的输入，延时电路的输出接至主开关电路的控制端。

所述储能电路为储能电容，所述主开关电路常开触点的一端分别接至电池的正极和缓冲电路的一端，所述主开关电路常开触点的另一端分别接至缓冲电路的另一端、储能电容的一端和负载电路的正输入端，所述极性判断电路的第一输入端接至电池的正极，所述极性判断电路的第二输入端接至电池的负极，所述极性判断电路的输出端接至控制电路，所述储能电容的负极接至电池的负极。

所述的缓冲电路包括第一二极管、辅助开关电路和第一电阻，所述第一二极管的阳极为所述缓冲电路的一端，所述第一二极管的阴极串接辅助开关电路的常开触点后接至第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端为所述缓冲电路的另一端。

所述的极性判断电路包括第二二极管、第二电阻、第三电阻、基准电压电路、比较电路，所述第二二极管的阳极为所述极性判断电路的第一输入端，所述第二二极管的阴极分别接至第二电阻的一端和基准电压电路的输入端，所述第二电阻的另一端分别接至比较电路的正输入端和第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端为所述极性判断电路的第二输入端，所述基准电压电路的输出端接至比较电路的负输入端，所述比较电路的输出端接至控制电路的输入端。

所述的主开关电路为继电器或接触器。

所述的辅助开关电路为继电器或接触器。

本实用新型的有益效果是，由于采用了主开关电路、缓冲电路、极性判断电路、控制电路、延时电路和储能电路来构成电池极性接反保护电路，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

（1）本实用新型的电池极性接反保护电路能有效地防止电池极性接反对负载电路（或称为后级电路）及电池的破坏影响。

（2）本实用新型的电池极性接反保护电路具有缓冲功能，缓冲电路中对直流母线中的电解先进行充电，主开关电路延时开启，防止电池接入回路的产生瞬间大电流对主开关电路的冲击破坏，对主开关电路进行缓冲保护。

（3）本实用新型的电池极性接反保护电路具有低损耗的特点。

（4）本实用新型的电池极性接反保护电路允许电池与负载电路（或称为后级电路）间的多次重复接反和长期接反，不会导致损坏。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种电池极性接反保护电路不局限于实施例。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的原理图；

图3为本实用新型的一实施例的电路图；

图4为本实用新型的一种主开关电路和辅助开关电路的工作时序；

图5为本实用新型的另一种主开关电路和辅助开关电路的工作时序。

具体实施方式

实施例，

参见图1所示，本实用新型的一种电池极性接反保护电路，包括主开关电路1、缓冲电路2、极性判断电路3、控制电路4、延时电路5和储能电路6；主开关电路1和缓冲电路2分别连接在电池7与储能电路6的输入之间，以在电池7与储能电路6之间形成二个供电通路，储能电路6的输出接至负载电路即后级电路8；极性判断电路3的输入接至电池7，极性判断电路3对电池7的极性进行判断；极性判断电路3的输出接至控制电路4的输入，极性判断电路3将电池7的极性判断结果输出给控制电路4，控制电路4对极性判断结果的输入信号进行处理，输出与极性判断结果相对应的控制信号；控制电路4的一路输出接至缓冲电路2的控制端，以控制缓冲电路2的通/断；控制电路4的另一路输出接至延时电路5的输入，延时电路5的输出接至主开关电路1的控制端。

如图2所示，本实用新型的一种电池极性接反保护电路，所述储能电路为储能电容C1（即直流母线电容），所述主开关电路为主继电器RLY1，所述主继电器RLY1常开触点的一端分别接至电池7的正极和缓冲电路2的一端，所述主继电器RLY1常开触点的另一端分别接至缓冲电路2的另一端、储能电容C1的一端和后级电路8的正输入端，所述极性判断电路3的第一输入端接至电池7的正极，所述极性判断电路3的第二输入端接至电池7的负极，所述极性判断电路3的输出端接至控制电路4，所述控制电路4的一输出端接至缓冲电路2的控制端，所述控制电路4的另一输出端接至延时电路5，所述延时电路5的输出端接至主继电器RLY1的控制端，所述储能电容C1的负极接至电池7的负极。

所述的缓冲电路2包括第一二极管D1、辅助开关电路和第一电阻R1，辅助开关电路采用辅助继电器RLY2，所述第一二极管D1的阳极为所述缓冲电路2的一端，所述第一二极管D1的阴极串接辅助继电器RLY2的常开触点后接至第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端为所述缓冲电路1的另一端。

所述的极性判断电路3包括第二二极管D2、第二电阻R2、第三电阻R3、基准电压电路9、比较电路IC1，所述第二二极管D2的阳极为所述极性判断电路3的第一输入端，所述第二二极管D2的阴极分别接至第二电阻R2的一端和基准电压电路9的输入端，所述第二电阻R2的另一端分别接至比较电路IC1的正输入端和第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端为所述极性判断电路的第二输入端，所述基准电压电路9的输出端接至比较电路IC1的负输入端，所述比较电路IC1的输出端接至控制电路4的输入端。

如图3所示，在一具体实施例中，基准电压电路9包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、稳压二极管D3，第四电阻R4的一端接第二二极管D2的阴极，第四电阻R4的另一端分别接至稳压二极管D3的阴极和第五电阻的一端，第五电阻的另一端分别接至比较电路IC1的负输入端和第六电阻的一端，第六电阻的另一端接至稳压二极管D3的阳极，稳压二极管D3的阳极接电池2的负极。

本实用新型的电池极性接反保护电路的分析如下：

当电池7的正负极性接反时，极性判断电路3中的第二二极管D2截止，极性判断电路3不工作，辅助继电器RLY2和主继电器RLY1不工作，电池7和后级电路8处于断开状态，可以防止电池7的正负极性接反对电池7和后级电路8的影响。

当电池7的正负极性接正确时，极性判断电路3中的第二二极管D2单向导通，极性判断电路3开始工作，通过第二电阻R2和第三电阻R3采样电池7的端电压值，并与基准电压电路9进行比较，当电池7的端电压大于一定值时，比较电路的输出端输出高电平至控制电路4，控制电路4发送信号至缓冲电路2中的辅助继电器RLY2的控制端，辅助继电器RLY2接收到控制信号控制常开触点闭合，电池7通过缓冲电路2给后级电路8供电，并对储能电容C1进行充电，在控制电路4发送信号至缓冲电路2中的辅助继电器RLY2的控制端的同时，也发送信号至延时电路5，延时电路5经过一段延时时间后，发送控制信号至主继电器RLY1的控制端，主继电器RLY1的控制端接收到控制信号控制常开触点闭合，此时电池7通过主继电器RLY1与后级电路8连通，在此过程中，主继电器RLY1和辅助继电器RLY2的工作时序可以如附图4或附图5所示。缓冲电路2结合延时电路5的作用，可以起到电池7开启缓冲的作用，防止主继电器RLY1在导通的瞬间，产生大的电流对主继电器RLY1的损坏。

本实用新型的实施例中，主开关电路和辅助开关电路都是选用继电器，当然，也可以采用接触器，或者是由类似接触器构成的器件，比如MOS管、晶闸管等可控开关元件都可以。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种电池极性接反保护电路，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种电池极性接反保护电路，其特征在于：包括主开关电路、缓冲电路、极性判断电路、控制电路、延时电路和储能电路；主开关电路和缓冲电路分别连接在电池与储能电路的输入之间，以在电池与储能电路之间形成二个供电通路，储能电路的输出接至负载电路；极性判断电路的输入接至电池，极性判断电路对电池的极性进行判断；极性判断电路的输出接至控制电路的输入，极性判断电路将电池的极性判断结果输出给控制电路，控制电路对极性判断结果的输入信号进行处理，输出与极性判断结果相对应的控制信号；控制电路的一路输出接至缓冲电路的控制端，以控制缓冲电路的通/断；控制电路的另一路输出接至延时电路的输入，延时电路的输出接至主开关电路的控制端。

2.根据权利要求1所述的电池极性接反保护电路，其特征在于：所述储能电路为储能电容，所述主开关电路常开触点的一端分别接至电池的正极和缓冲电路的一端，所述主开关电路常开触点的另一端分别接至缓冲电路的另一端、储能电容的一端和负载电路的正输入端，所述极性判断电路的第一输入端接至电池的正极，所述极性判断电路的第二输入端接至电池的负极，所述极性判断电路的输出端接至控制电路，所述储能电容的负极接至电池的负极。

3.根据权利要求2所述的电池极性接反保护电路，其特征在于：所述的缓冲电路包括第一二极管、辅助开关电路和第一电阻，所述第一二极管的阳极为所述缓冲电路的一端，所述第一二极管的阴极串接辅助开关电路的常开触点后接至第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端为所述缓冲电路的另一端。

4.根据权利要求2所述的电池极性接反保护电路，其特征在于：所述的极性判断电路包括第二二极管、第二电阻、第三电阻、基准电压电路、比较电路，所述第二二极管的阳极为所述极性判断电路的第一输入端，所述第二二极管的阴极分别接至第二电阻的一端和基准电压电路的输入端，所述第二电阻的另一端分别接至比较电路的正输入端和第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端为所述极性判断电路的第二输入端，所述基准电压电路的输出端接至比较电路的负输入端，所述比较电路的输出端接至控制电路的输入端。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的电池极性接反保护电路，其特征在于：所述的主开关电路为继电器或接触器。

6.根据权利要求3所述的电池极性接反保护电路，其特征在于：所述的辅助开关电路为继电器或接触器。