CN203416012U - 一种负载供电控制回路 - Google Patents

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朱亚萍
杨成忠
刘文亮
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Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池为负载供电的控制回路。现有的蓄电池大多没有安装电压检测保护电路,过度放电现象比较严重,极大缩短蓄电池的使用寿命。本实用新型包括蓄电池组、开机启动回路、供电电压限值比较电路、切断负载电源电路、负载控制主电路。可控硅Q2和场效应管Q1的切合控制整个负载供电控制回路的上电断电。负载控制回路根据负载的供电需要,决定可控硅Q2和场效应管Q1的切合,供电电压限值比较电路作用控制场效应管Q1闭合再开通负载的供电。本实用新型采用模拟电路搭建电路,价格便宜应用简便,可以实时广泛的检测并控制蓄电池为负载供电的电量,极大延长蓄电池的使用寿命。

Description

—种负载供电控制回路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及负载供电控制回路,涉及一种电路,具体涉及一种蓄电池为负载供电的控制回路。
背景技术
[0002] 蓄电池是生活生产中为负载供电的常用电源装置。负载按运行目的需要而有规律地消耗电能,因此蓄电池的电能总是处在“充满”、“欠满”和“不足”的无确定周期的状态中。当蓄电池处于“充满”和“欠满”状态时,必须保证负载的正常供电,当蓄电池处于“不足”状态时,必须切断负载供电。目前市场上的蓄电池大都没有安装电压过放检测控制电路,蓄电池的检测都是工作人员根据经验定期检测蓄电池的电量,这样既耗费人力又容易造成蓄电池的电量监测不及时导致过放,极大的缩短了蓄电池的使用寿命。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种自动监测蓄电池电量的负载供电控制回路,解决了人工检测蓄电池电量的繁琐步骤,该电路自动检测蓄电池电量,并控制负载供电,大大延长了蓄电池的使用寿命。
[0004] 本实用新型电路包括蓄电池、开机启动回路、负载控制主电路、供电电压限值比较电路、切断负载电源电路。
[0005] 开机启动回路包括滤波电容C5和第三电阻R3。滤波电容C5的一端接到蓄电池BTl的正极“ + ”,滤波电容C5的另外一端与第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另外一端接到可控硅Q2的控制极端。
[0006] 负载控制主电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、可控娃Q2、场效应管Q1、第一发光二极管LEDl、第四电解电容C4。第四电阻R4的一端与第四电解电容C4的正极一起接到蓄电池BTl的正极端“ + ”。第四电阻R4的另一端接到可控硅Q2的正极。可控硅Q2的负极端与第五电阻R5的一端相连接一起接到场效应管Ql的控制极G端。第五电阻R5的另一端与第一发光二极管LEDl的正极相连,第一发光二极管LEDl的负极与场效应管Ql的源极S端一起连接到蓄电池BTl的负极地端。场效应管Ql的漏极D端与第四电解电容C4的负极相连一起作为负载的接地端。
[0007] 供电电压限值比较电路包括第一运算放大器U1A、第一动臂取样电阻RW1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压兀件DW1、第一电解电容Cl、第二电解电容C2、第一二极管D1。第一动臂取样电阻RWl的一端、第一稳压兀件DWl的Vin输入端同时连接到蓄电池BTl的正极“ + 第一动臂取样电阻RWl的另一端、第一稳压兀件DWl的Gnd地端、第一电解电容Cl的负极连接成公共端与蓄电池BTl的负极地端相连。第一稳压元件DWl的动臂端与第一电阻Rl的一端相连一起作为第一运算放大器UlA的同相输入端。第一稳压兀件DWl的Vout输出端与第一电解电容Cl的正极相连一起作为UlA的反相输入端。第一运算放大器UlA的输出端与第一电阻Rl的另一端和第二电解电容C2的正极端相连。第二电解电容C2的负极端连接第一二极管Dl的正极,第一二极管Dl的负极连接第二电阻R2的一端,第二 电阻R2的另一端连接到可控硅Q2的控制极端。蓄电池BTl的正极端电压“+”为UlA提供 正电压,蓄电池BTl的负极地电压为UlA提供负电压。[0008] 切断负载电源电路包括第二运算放大器U1B、第二动臂取样电阻RW2、第二稳压元 件DW2、第三电解电容C3。第二动臂取样电阻RW2的一端与第二稳压元件DW2的Vin输入 端相连接到蓄电池BTl的正极端“ + ”。第二动臂取样电阻RW2的另一端、第二稳压元件DW2 的Gnd地端跟第三电解电容C3的负极相连为公共端接到负载地。第二动臂取样电阻RW2 的动臂端作为第二运算放大器UlB的同相输入端,第二稳压元件DW2的Vout输出端与第三 电解电容C3的正极端连接一起作为第二运算放大器UlB的反相输入端。第二运算放大器 UlB的输出端与可控硅Q2的正极端相连接。蓄电池BTl的正极端电压“ + ”为第二运算放大 器UlB提供正电压,负载地端为第二运算放大器UlB提供负电压。[0009] 本实用新型的有益效果在于:[0010] 本实用新型电路的优点在于搭建模拟电路自动监测蓄电池的剩电量,通过电子开 关自动控制供电电路的闭合与断开。避免了人工检查蓄电池电量的冗余步骤,因为采用硬 件电路实时监控,对于蓄电池电路的反应十分迅速,有效实时的比较蓄电池的剩电量,避免 蓄电池的过度放电,极大延缓蓄电池的使用寿命。本实用新型采用的元器件成熟可靠、成本 低廉、来源丰富。附图说明[0011] 图1为本实用新型具体电路图。具体实施方式[0012] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。[0013] 如图1所示,一种蓄电池供电的负载控制回路包括蓄电池组、开机启动回路、负载 控制主电路、供电电压限值比较电路、切断负载电源电路。[0014] 开机启动回路包括滤波电容C5和第三电阻R3。滤波电容C5的一端接到蓄电池 BTl的正极“ + ”,C5的另外一端与第三电阻R3的一端连接,R3的另外一端接到可控硅Q2的 控制极端。滤波电容C5和第三电阻R3—起组成可控硅Q2控制极的开机启动回路。在蓄 电池BTl供电电压正常的情况下,本电路一通电,立即接通了场效应管Q1,让负载及时获得 电源电能。通电开机前,滤波电容器C5内部无电荷,相当于短路其两端电位差为O。当电路 接通蓄电池BTl电源时,因电容C5两端的电位不能突变,蓄电池BTl的正极端“ + ”经第三 电阻R3向可控硅Q2的控制极输送电流,Q2迅速导通,此时可控硅Q2的负极端电压迅速上 升,场效应管Ql因G极电位的抬高而跟着导通,此时电路闭合。随着时间的推移,滤波电容 器C5被逐渐充满电荷而截止,隔断了蓄电池BTl正极“ + ”对R3到Q2控制极的通路,控制 极不会继续消耗电能。已经导通的可控硅Q2不再受控制极电位的影响。当Ul B输出为OV 时,即Q2的负跳关闭信号到来时,Q2被截止,负跳电位消失后,因蓄电池BTl的正极端“+” 到Q2控制极的通路被C5阻隔,Q2不会因蓄电池电压的存在而恢复导通。[0015] 负载控制主电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、可控娃Q2、场效应管Q1、第一发光 二极管LEDl、第四电解电容C4。第四电阻R4的一端与第四电解电容C4的正极一起接到蓄电池BTl的正极端“ + ”。R4的另一端接到可控硅Q2的正极。Q2的负极端与第五电阻R5的一端连接到场效应管Ql的控制极G端。R5的另一端与第一发光二极管LEDl的正极相连,LEDl的负极与场效应管Ql的源极S端一起连接到蓄电池的负极地端。Ql的漏极D端与第四电解电容C4的负极相连一起作为负载的地端。场效应管Ql承担着负载电路切合任务。由于场效应管的导通内阻远低于I Ω,导通时可以视作导线,与蓄电池的负端电位几乎相等。又由于负载电路和蓄电池供电回路是“共阳”连接,所以当Ql导通时。负载电压基本上就是蓄电池电压。R4、Q2、R5和LEDl —起作用为Ql控制极G端提供了开启和关闭电位。在静态情况下,因可控硅Q2的截止使得R4、R5和LEDl无电流通过,Ql的控制级G端的电位为O,Ql截止,负载无电源。如果给可控硅Q2的控制极发送一个幅度足够高的上跳脉冲,Q2立即导通,产生R4至LEDl的支路电流,Ql的G端电位升高,Ql导通,LEDl同时被点売,表不负载获得电源。
[0016] 供电电压限值比较电路包括第一运算放大器U1A、第一动臂取样电阻RW1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压兀件DW1、第一电解电容Cl、第二电解电容C2、第一二极管D1。第一动臂取样电阻RWl的一端、第一稳压兀件DWl的Vin输入端同时连接到蓄电池BTl的正极“ + ”,RWl的另一端、Dffl的Gnd地端、第一电解电容Cl的负极连接成公共端与蓄电池BTl的负极地端相连。第一运算放大器UlA是蓄电池BTl电压比较甄别器,第一动臂取样电阻RWl是蓄电池BTl的电压取样元件,RWl的动臂端与第一电阻Rl的一端相连一起作为第一运算放大器UlA的同相输入端,Rffl的动臂端向UlA的正端提供蓄电池的取样电位。第一稳压元件DWl是比较器的基准参考电源,Dffl的Vout输出端与第一电解电容Cl的正极相连一起作为UlA的反相输入端。UlA的输出端与第一电阻Rl的另一端和第二电解电容C2的正极端相连。C2的负极端连接第一二极管Dl的正极,Dl的负极连接第二电阻R2的一端,R2的另一端连接到可控硅Q2的控制极端。当蓄电池BTl的电压低于额定下限时,则UlA的正输入端电位低于负端的参考基准,UlA输出为低,第一二极管Dl和第二电阻R2内无正向电流流动,不能触发可控硅Q2导通,场效应管Ql也就截止,供电电路不导通负载无电源。等蓄电池BTl获得充电,其正极端电压逐渐回升,RWl动臂取样电压也跟着上升。等蓄电池电压上升到允许使用的限值时,Rffl动臂电位高于UlA负输入端的参考基准,UlA输出电位迅速升高,电解电容C2因两端电压不能突变而如同一根直通导线,经Dl和R2将UlA的输出电流传送到可控硅Q2的控制极,Q2立即导通,场效应管Ql因栅极电位的升高而随之导通,此时电路闭合负载便获得了蓄电池的供电,同时发光二极管LEDl也被点亮。随着时间的推移,C2被逐渐充满电而隔离了 UlA输出端与Dl的连接,Q2保持导通,控制极处于悬空状态,不会因UlA的输出高电位而在该极消耗电能。
[0017] 切断负载电源电路包括第二运算放大器U1B、第二动臂取样电阻RW2、第二稳压元件DW2、第三电解电容C3。当蓄电池电压降到最低额定电压附近时,为保护蓄电池的安全寿命,要将蓄电池的负载切断。第二动臂取样电阻RW2的一端与第二稳压元件DW2的Vin输入端相连接到蓄电池BTl的正极端“ + ”。RW2的另一端、DW2的Gnd地端跟第三电解电容的负极相连作为公共端接到负载地。第二运算放大器UlB是蓄电池电压比较器,用于监视蓄电池电压的状况,第二动臂取样电阻RW2是蓄电池的分压取样元件,其动臂端接于UlB的正输入端,第二稳压元件DW2提供基准参照电位,DW2的Vout输出端与第三电解电容C3的正极端连接一起作为UlB的反相输入端。UlB的输出端与可控硅Q2的正极端相连接。当蓄电池上电且电压处于“充足”状态时,如之前所述C5和R3引入开机通电电流,接通可控硅Q2,使场效应管Ql栅极G的电位为高,Ql导通,负载获得电源。此时的RW2动臂电位高于基准参照电位,UlB输出为高(输出OC门截止),不“干涉”可控硅Q2的通断与否。当蓄电池电压降至Ij“不足”状态时,RW2动臂电位低于DW2提供的参照基准,Ul B输出为接近OV (输出OC门导通),可控硅Q2正端电压被强行拉低,Q2截止,流经可控硅的电流消失,场效应管Ql的栅极电位G为0,Ql截止,负载断电。

Claims (1)

1.一种负载供电控制回路,包括蓄电池组、开机启动回路、负载控制主电路、供电电压 限值比较电路、切断负载电源电路,其特征在于:开机启动回路包括滤波电容C5和第三电阻R3 ;滤波电容C5的一端接到蓄电池BTl的 正极“ + ”,滤波电容C5的另外一端与第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另外一端接到 可控娃Q2的控制极端;负载控制主电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、可控娃Q2、场效应管Q1、第一发光二极 管LED1、第四电解电容C4 ;第四电阻R4的一端与第四电解电容C4的正极一起接到蓄电池 BTl的正极端“ + 第四电阻R4的另一端接到可控硅Q2的正极;可控硅Q2的负极端与第五 电阻R5的一端相连接一起接到场效应管Ql的控制极G端;第五电阻R5的另一端与第一发 光二极管LEDl的正极相连,第一发光二极管LEDl的负极与场效应管Ql的源极S端一起连 接到蓄电池BTl的负极地端;场效应管Ql的漏极D端与第四电解电容C4的负极相连一起 作为负载的接地端;供电电压限值比较电路包括第一运算放大器U1A、第一动臂取样电阻RW1、第一电阻 R1、第二电阻R2、第一稳压元件DW1、第一电解电容Cl、第二电解电容C2、第一二极管Dl ;第 一动臂取样电阻RWl的一端、第一稳压兀件DWl的Vin输入端同时连接到蓄电池BTl的正 极“ + ”,第一动臂取样电阻RWl的另一端、第一稳压兀件DWl的Gnd地端、第一电解电容Cl 的负极连接成公共端与蓄电池BTl的负极地端相连;第一稳压元件DWl的动臂端与第一电 阻Rl的一端相连一起作为第一运算放大器UlA的同相输入端;第一稳压元件DWl的Vout 输出端与第一电解电容Cl的正极相连一起作为UlA的反相输入端;第一运算放大器UlA的 输出端与第一电阻Rl的另一端和第二电解电容C2的正极端相连;第二电解电容C2的负极 端连接第一二极管Dl的正极,第一二极管Dl的负极连接第二电阻R2的一端,第二电阻R2 的另一端连接到可控硅Q2的控制极端;蓄电池BTl的正极端电压“ + ”为UlA提供正电压, 蓄电池BTl的负极地电压为UlA提供负电压;切断负载电源电路包括第二运算放大器U1B、第二动臂取样电阻RW2、第二稳压元件 DW2、第三电解电容C3 ;第二动臂取样电阻RW2的一端与第二稳压元件DW2的Vin输入端相 连接到蓄电池BTl的正极端“ + 第二动臂取样电阻RW2的另一端、第二稳压元件DW2的Gnd 地端跟第三电解电容C3的负极相连为公共端接到负载地;第二动臂取样电阻RW2的动臂端 作为第二运算放大器UlB的同相输入端,第二稳压元件DW2的Vout输出端与第三电解电容 C3的正极端连接一起作为第二运算放大器UlB的反相输入端;第二运算放大器UlB的输出 端与可控硅Q2的正极端相连接;蓄电池BTl的正极端电压“ + ”为第二运算放大器UlB提供 正电压,负载地端为第二运算放大器UlB提供负电压。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103457316A (zh) * 2013-07-25 2013-12-18 杭州电子科技大学 负载供电控制回路
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