CN203135416U - 防止电池电压逆灌的充电保护电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种防止电池电压逆灌的充电保护电路,包括第一继电器、第二继电器、逆向二极管、电池电压感应器、充电电压感应器及充电电流感应器,该第一继电器及该第二继电器设置在该充电保护电路的电源输出端,该逆向二极管与该第二继电器并联,该电池电压感应器及该充电电压感应器的电压读值由微处理器做比较,因此可利用第一继电器作为防止电压逆灌的主要保护,并利用第二继电器消除逆向二极管导通的功率损耗,以提高整体线路的工作效率,达到节能减碳及低成本的目的。

Description

防止电池电压逆灌的充电保护电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种防止电池电压逆灌的充电保护电路,特别是涉及一种运用在太阳能或风力等自然能发电设备的充电保护电路。
背景技术
[0002]目前,在全球资源有限的情况下,如何减少资源的重复使用及浪费,理当成为现代科技发展的一大趋势,因此,如何提升整体工作效能,成为全球科技发展的重大目标。
[0003] 请配合参看图5所示,其示出了第一种习知逆向保护电路的示意图,该第一种习知充电保护设计只是在充电回路上的电源输出端设置一逆向二极管80,以防止电池电压逆灌,但是,该第一种习知充电保护设计所使用的逆向二极管80会造成较大的导通损失,伴随着输出电流的增大,导通损失也会更明显的增加。
[0004] 请再配合参看图6所示,其示出了第二种习知逆向保护电路的示意图,该第二种习知充电保护设计也只是在一逆向二极管91的回路上并联一继电器92 (Relay)的常开(ON)接点,当电源电压大于电池电压并开始充电时,充电后该继电器92呈常开状态(on)会使得该逆向二极管91短路(bypass),以减少该逆向二极管91的导通损失,但是任何因素让电源电压低于电池电压时,电压逆灌的情形同样会发生,导致电源损毁,因为当唯一的继电器92呈常开状态(Relay on)时,该第二种习知逆向保护电路上的电池电压感应器却只有一个,因此无法分辨是电池电压还是电源电压。
[0005] 由上可知,第一种习知逆向保护电路只是单纯的以一逆向二极管保护,当电流愈大时,导通损耗就愈大。 第二种习知逆向保护电路虽然以一逆向二极管与一继电器并联保护,可以减少该逆向二极管的导通损耗,但仍然无法确实保护电池电压逆灌。而且,这两种习知的逆向保护电路皆无法满足节能减碳的需求及目的。
实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种充电保护电路,其利用一微处理器比较及判断一电池电压感应器及一充电电压感应器的电压读值,并驱动两个继电器,其中第一继电器作为主保护机制,第二继电器除了作保护外,当无需逆向二极管保护时,该第二继电器呈常开(on)状态,并使该逆向二极管呈短路(bypass),以减少该逆向二极管的导通耗电损失,达到提升整个电路效率的目的。
[0007] 本实用新型的另一个目的在于提供一种充电保护电路,当电源因为某种因素达成充电电源电压比电池电压低或没有能力输出时,可防止由电池反灌到充电电源而使充电电源毁损。
[0008] 为了达到上述目的,本实用新型采用了以下技术方案:
[0009] 一种防止电池电压逆灌的充电保护电路,其特征在于:它包括第一继电器、第二继电器、逆向二极管、电池电压感应器、充电电压感应器及充电电流感应器,一个该第一继电器及一个该第二继电器串联连接在充电电源的一个电源输出端上,该第二继电器与一个逆向二极管并联,该充电电源的另一个电源输出端连接有一个该第一继电器,该第一继电器的常开断路状态由微处理器驱动,该第二继电器的常开断路状态由微处理器或硬件电路驱动,该电池电压感应器、该充电电压感应器分别连接在电池的输入端、该充电电源的电源输出端,该充电电流感应器串联在该电池与该充电电源构成的充电回路上,该电池电压感应器、充电电压感应器、充电电流感应器均与该微处理器连接。
[0010] 本实用新型的优点是:
[0011] 1、导通损耗小:相较于第一种习知逆向保护电路只是在充电回路上的电源输出端设置一逆向二极管防止电池电压逆灌,本实用新型的导通损耗可降低至少90%,也没有逆向二极管发热的问题。
[0012] 2、安全性好:相较于第二种习知逆向保护电路,本实用新型没有损毁充电电源的疑虑。
[0013] 3、节省成本:本实用新型可防止由电池反灌到充电电源而使充电电源毁损,可节省太阳能或风力发电等设备的维修成本。
附图说明
[0014] 图1是本实用新型的架构示意图。
[0015] 图2是本实用新型的保护动作条件。
[0016] 图3是本实用 新型的电路示意图。
[0017] 图4是微处理器控制流程示意图。
[0018] 图5是第一种习知逆向保护电路的示意图。
[0019] 图6是第二种习知逆向保护电路的示意图。
具体实施方式
[0020] 请配合参看图1、图2及图3,本实用新型防止电池逆灌的充电保护电路具有两个第一继电器10 (Relay-Ι)、一第二继电器20 (Relay-2)、一逆向二极管30 (Diode)、一电池电压感应器40、一充电电压感应器50及一充电电流感应器60。
[0021] 其中,该第一继电器10及第二继电器20设置在电池与充电电源构成的充电回路上,充电电源的电源输出端,如图2,充电电源的一个电源输出端(正极)串联连接有一个第一继电器10及一个第二继电器20,第二继电器20与一个逆向二极管30并联,充电电源的另一个电源输出端(负极)连接有一个第一继电器10。第一继电器10的常开断路状态由微处理器70驱动,第二继电器20的常开断路状态由微处理器70或硬件电路(熟知技术)驱动。
[0022] 电池电压感应器40、充电电压感应器50分别连接在电池的输入端、充电电源的电源输出端,充电电流感应器60串联在电池与充电电源构成的充电回路上,该电池电压感应器40、充电电压感应器50、充电电流感应器60均与微处理器70连接,电池电压感应器40、充电电压感应器50的电压读值由微处理器70做比较,当充电电源电压大于电池电压,才可进入充电模式。
[0023] 该充电电流感应器60可以是一个双向的霍尔电流感应器,用以侦测电流,当电流小于设定值,并由硬件电路驱动或微处理器70驱动该第二继电器20 (Relay-2)呈断路(off)状态,此时该逆向二极管30处于逆向预备保护状态,如果该充电电流感应器60的电流读值等于零、趋近于零或瞬间为负值(如图2所示),此时由微处理器70驱动该第一继电器10 (Relay-1)呈断路(off)状态,做完全保护动作。
[0024] 当微处理器70比较该电池电压感应器40及充电电压感应器50的电压读值,判断充电电源电压大于电池电压时,才又可以恢复如上的充电运作(如图4所示),以达到降低产品成本,提升整体能量转换效率的目的。
[0025] 而且,当充电电源因为某种因素达成充电电压比电池电压低或没有能力输出时,例如:太阳能板因为接收不到阳光或风力发电机停止运转时,可以防止由电池反灌到充电电源而使充电电源毁损的现象发生。
[0026] 请参看以下由第一继电器及第二继电器保护控制的工作程序控制表:
[0027]
Figure CN203135416UD00051
[0029] 当微处理器70重置(Reset),或电路故障进入自我保护状态时,该第一继电器10(Relay-1)及第二继电器20 (Relay-2)都呈断路(off)状态,故不能充电;当微处理器70比较该电池电压感应器40及充电电压感应器50的电压读值,判断充电电源电压大于电池电压时,才开始充电,刚开始,第一继电器10 (Relay-1)呈常开(on)状态,第二继电器20(Relay-2)呈断路(off)状态,这时电路仍处于由逆向二极管30逆向保护的状态;当充电进入稳态(或进入大电流充电),则第二继电器20 (Relay-2)呈常开(on)状态并使逆向二极管30短路(bypass);若因为任何因素让充电电流变小,则第二继电器20 (Relay-2)则呈断路(of f)状态,使逆向二极管30进入预备保护状态(此时因为电流小,所以逆向二极管的导通损失也较小),例如,以太阳能或风力发电系统而言,因为阳光光照不足或风力能减弱,此时则进入预备保护状态,继而常无法达到发电时,则第一继电器10 (Relay-1)呈断路(off)并马上进入完全保护状态。[0030] 在本实用新型中,电池电压感应器40、充电电压感应器50、充电电流感应器60为公知设备,其构成及接法属于本领域技术人员应知晓的范畴,故不在这里详述。
[0031] 本实用新型的优点是:
[0032] 1、导通损耗小:相较于第一种习知逆向保护电路只是在充电回路上的电源输出端设置一逆向二极管防止电池电压逆灌,本实用新型的导通损耗可降低至少90%,也没有逆向二极管发热的问题。
[0033] 2、安全性好:相较于第二种习知逆向保护电路,本实用新型没有损毁充电电源的疑虑。
[0034] 3、节省成本:本实用新型可防止由电池反灌到充电电源而使充电电源毁损,可节省太阳能或风力发电等设备的维修成本。
[0035] 以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理,对于本领域的技术人员来说,在不背离本实用新型的精神和范围的情况下,任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换 等显而易见的改变,均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (2)

1.一种防止电池电压逆灌的充电保护电路,其特征在于:它包括第一继电器、第二继电器、逆向二极管、电池电压感应器、充电电压感应器及充电电流感应器,一个该第一继电器及一个该第二继电器串联连接在充电电源的一个电源输出端上,该第二继电器与一个逆向二极管并联,该充电电源的另一个电源输出端连接有一个该第一继电器,该第一继电器的常开断路状态由微处理器驱动,该第二继电器的常开断路状态由微处理器或硬件电路驱动,该电池电压感应器、该充电电压感应器分别连接在电池的输入端、该充电电源的电源输出端,该充电电流感应器串联在该电池与该充电电源构成的充电回路上,该电池电压感应器、充电电压感应器、充电电流感应器均与该微处理器连接。
2.如权利要求1所述的防止电池电压逆灌的充电保护电路,其特征在于:所述充电电流感应器为一双向的霍尔 电流感应器。
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CN108879618A (zh) * 2018-07-20 2018-11-23 坎德拉(深圳)科技创新有限公司 一种电池保护电路和多电平电池保护电路

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