CN203553909U - 自供电式蓄电池过充电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自供电式蓄电池过充电保护电路，连接于充电器的输出端与蓄电池之间，它包括低压电源转换电路、蓄电池电压采集电路和比较控制电路，低压电源转换电路的输入端和蓄电池电压采集电路的输入端均连接蓄电池，比较控制电路包括连接充电器与蓄电池的继电器以及比较器，蓄电池电压采集电路的输出端连接比较控制电路中比较器的输入端，比较器的输出端控制连接继电器驱动电源回路，根据采集到的电压信号判断是否断开或闭合继电器，低压电源转换电路为比较器和继电器提供工作电源。该自供电式蓄电池过充电保护电路具有设计科学、过充电自动断电、电量低自动充电、电路自供电、使用广泛、便于推广的优点。

Description

自供电式蓄电池过充电保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种充电保护模块，具体的说，涉及了一种自供电式蓄电池过充电保护电路。 

背景技术

现有应用中，蓄电池的过电保护电路包括低压电源转换电路、蓄电池电压采集电路和比较控制电路，通过蓄电池电压采集电路采集到的电压信息与设定的基准电压信息比较，判断充电电路的启闭，充电电路的启闭为人为操作，由于充电时间长，很难有人一直值守，导致满电后无法断电，蓄电池损坏，另外，其低压电源转换电路的输入大多来自外部电源，一旦外部电源损坏或者其他干扰情况出现，导致该低压电源转换电路无供电来源，该保护电路便无法正常工作，变为瘫痪状态。 

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。 

发明内容

本实用新型的目的提供一种自供电式蓄电池过充电保护电路，已解决蓄电池充满电后由于无人操作导致蓄电池过充电而损坏的问题和低压电源转换电路由于外部电源损坏或其他干扰情况导致该低压电源转换电路无供电来源，引起整个过充电保护电路瘫痪，无法正常工作的问题。 

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种自供电式蓄电池过充电保护电路，连接于充电器的输出端与蓄电池之间，它包括低压电源转换电路、蓄电池电压采集电路和比较控制电路，所述低压电源转换电路的输入端和所述蓄电池电压采集电路的输入端均连接蓄电池，所述比较控制电路包括连接充电器与蓄电池的继电器以及比较器，蓄电池电压采集电路的输出端连接比较控制电路中比较器的输入端，所述比较器的输出端控制连接继电器驱动电源回路，根据采集到的电压信号判断是否断开或闭合所述继电器，所述低压电源转换电路为所述比较器和继电器提供工作电源，该继电器的动、静触点分别连接所述蓄电池电源的一端和所述充电电源的对应端，所述蓄电池电源的另一端连接所述充电电源的对应端。 

基上所述，所述比较控制电路采用LM2904D型比较器U1A，该比较器U1A的异相输入端连接蓄电池电压采集电路的输出端，该比较器U1A的同相输入端输入基准信号，该比较器U1A电源输入的正极节点连接所述低压电源转换电路的输出端，该比较器U1A电源输入的负极节点接地。 

基上所述，所述低压电源转换电路采用LM2575-12型的电源芯片U6，其Vin端连接蓄电池，其Output端连接有电感线圈L2，该电感线圈L2的另一端连接所述电源芯片U6的Feedback端，其Ground端接地，其 

/OFF端连接蓄电池负极，蓄电池负极接地。 

基上所述，所述电感线圈L2与所述电源芯片U6的Feedback端之间连接有极性电容C36，该极性电容C36的正极端连接电源芯片U6的Feedback端，负极端接地；所述电感线圈L2与所述电源芯片U6的Output端之间连接有二极管D16，该二极管D16的正极端接地，负极端连接所述电源芯片U6的Output端；所述电源芯片U6的Vin端与所述蓄电池的负极之间连接有极性电容C34，该极性电容C34的正极连接电源芯片U6的Vin端，负极连接蓄电池的负极。 

基上所述，它还包括基准电压调节电路，该基准电压调节电路包括正极接地的稳压二极管D4、连接在该稳压二极管D4负极与所述的低压电源转换电路输出端之间的电阻R7、一端连接在该稳压二极管D4负极的电阻R10、相互并联后连接于所述电阻R10另一端的电阻R13和可调电阻R14以及与该可调电阻R14并联的电容C2，所述可调电阻R14与所述电阻R7之间为所述的基准电压调节电路输出端，该输出端连接所述比较器的同相输入端。 

基上所述，所述电池电压采集电路包括依次串接于所述充电电池两端的电阻R1、电阻R2、电阻R12以及与所述电阻R12并联的电容C1，所述电阻R2和所述电阻R12之间为该电池电压采集电路输出端。 

基上所述，所述比较控制电路还包括连接在所述比较器U1A的异相输入端与所述的蓄电池电压采集电路输出端之间的电阻R4、连接在该比较器U1A的同相输入端与所述的基准电压调节电路输出端之间的电阻R11、连接在所述比较器U1A的同向输入端与输出端之间的电阻R9和连接在所述继电器与所述比较器U1A之间的三极管Q1，其中，所述三极管Q1的基极连接所述比较器U1A的输出端，所述三极管Q1的集电极连接所述继电器的线圈一端，所述继电器线圈的另一端连接低压电源转换电路的输出端，所述三极管Q1的发射极接地。 

基上所述，所述继电器的线圈并联有二极管D1，该二级管D1的正极连接所述三极管Q1的集电极，该二极管D1的负极连接所述低压电源转换电路的输出端，所述三极管Q1的基极与发射极之间连接有电阻R8，所述三极管Q1的基极与所述比较器U1A的输出端之间连接有电阻R5，所述比较器U1A的输出端与同相输入端之间连接有电阻R9，所述比较器U1A的异相输入端与蓄电池电压采集电路之间连接有电阻R4，所述比较器U1A的同相输入端与所述基准电压调节电路的输出端之间连接有电阻R11。 

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型在比较控制电路中设置连接充电器和蓄电池的继电器及其控制回路，通过比较器比较电池采集电压和基准电压值，自动判断继电器的启闭，使得该充电电路能够自动断电和自动充电，不需要人为监控和操作，只需要设定好基准电压值，同时，将低压电源转换电路的输入端连接在蓄电池上，使用蓄电池为该低压电源转换电路供电，保证整个过充电保护电路能够持续工作，避免了因外部电源损坏而导致整个电路瘫痪无法正常工作的情况出现，进一步的，设置基准电压调节电路，使得基准电压可人为调节，使得该电路的应用更加广泛，便于推广，其具有设计科学、过充电自动断电、电量低自动充电、电路自供电、使用广泛、便于推广的优点。 

附图说明

图1是本实用新型中自供电式蓄电池过充电保护电路的电路原理示意图。 

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 

实施例

如图1所示，一种自供电式蓄电池过充电保护电路，连接于充电器的输出端与蓄电池之间，它包括低压电源转换电路、蓄电池电压采集电路和比较控制电路，所述低压电源转换电路的输入端和所述蓄电池电压采集电路的输入端均连接蓄电池，所述比较控制电路包括连接充电器与蓄电池的继电器K1以及比较器U1A，蓄电池电压采集电路的输出端连接比较控制电路中比较器U1A的输入端，所述比较器U1A的输出端控制连接继电器K1驱动电源回路，根据采集到的电压信号判断是否断开或闭合所述继电器，所述低压电源转换电路为所述比较器和继电器提供工作电源，该继电器的动、静触点分别连接所述蓄电池电源的一端和所述充电电源的对应端，所述蓄电池电源的另一端连接所述充电电源的对应端。 

所述比较控制电路采用LM2904D型比较器U1A，该比较器U1A的异相输入端连接蓄电池电压采集电路的输出端，该比较器U1A的同相输入端输入基准信号，该比较器U1A电源输入的正极节点连接所述低压电源转换电路的输出端，该比较器U1A电源输入的负极节点接地，它还包括连接在所述比较器U1A的异相输入端与所述的蓄电池电压采集电路输出端之间的电阻R4、连接在该比较器U1A的同相输入端与所述的基准电压调节电路输出端之间的电阻R11、连接在所述比较器U1A的同向输入端与输出端之间的电阻R9和连接在所述继电器与所述比较器U1A之间的三极管Q1，其中，所述三极管Q1的基极连接所述比较器U1A的输出端，所述三极管Q1的集电极连接所述继电器的线圈一端，所述继电器线圈的另一端连接低压电源转换电路的输出端，所述三极管Q1的发射极接地。原理：比较器的同相端接基准电压，异相端接蓄电池采集电压，当蓄电池采集电压小于基准电压，则比较器的输出端获得高电平，三极管Q1导通，后续继电器的控制电路得电，继电器闭合，充电器与蓄电池连通，开始充电，当蓄电池采集电压大于基准电压，即比较器的异相电压大于同相电压，则比较器的输出端获得低电平，三极管Q1不导通，继电器的控制电路失电，继电器断开，充电中断，因为采集电压与基准电压的比较是持续进行的，因此该过程不需要人为监控，只需根据电池特性，设定合适的基准电压即可； 

所述低压电源转换电路采用LM2575-12型的电源芯片U6，其Vin端连接蓄电池，其Output端连接有电感线圈L2，该电感线圈L2的另一端连接所述电源芯片U6的Feedback端，其Ground端接地，其

/OFF端连接蓄电池负极，蓄电池负极接地，所述电感线圈L2与所述电源芯片U6的Feedback端之间连接有极性电容C36，该极性电容C36的正极端连接电源芯片U6的Feedback端，负极端接地；所述电感线圈L2与所述电源芯片U6的Output端之间连接有二极管D16，该二极管D16的正极端接地，负极端连接所述电源芯片U6的Output端；所述电源芯片U6的Vin端与所述蓄电池的负极之间连接有极性电容C34，该极性电容C34的正极连接电源芯片U6的Vin端，负极连接蓄电池的负极，其中，该电源芯片U6的开关频率为50HZ，输入电源正经过C34滤波后输入到电源芯片U6的Vin端，输入电源负接电源芯片U6的Ground端，该电流经过U6内部MOS以50KHz开关频率进行PWM调节后获得直流电源，经过100uH的功率转换的电感L2和Feedback端的电压反馈，使输出电压恒定在12V，二极管D16起到电源芯片U6内部关断时为电感L2提供电流回路，极性电容C36起到滤波作用，由该降压电路获得的12V电压为运放、继电器和指示灯供电；

它还包括基准电压调节电路，该基准电压调节电路包括正极接地的稳压二极管D4、连接在该稳压二极管D4负极与所述的低压电源转换电路输出端之间的电阻R7、一端连接在该稳压二极管D4负极的电阻R10、相互并联后连接于所述电阻R10另一端的电阻R13和可调电阻R14以及与该可调电阻R14并联的电容C2，所述可调电阻R14与所述电阻R7之间为所述的基准电压调节电路输出端，该输出端连接所述比较器的同相输入端，其中，在稳压二极管D4的负极产生稳定的5V电压，电阻R13和可调电阻R14并联后与电阻R10串联，接在稳压二极管D4提供的5V电源的两端，通过调节R14可以获得一个可调的基准电压，该基准电压是用来与采集电压通过滞回比较电路作比较的，电容 C2可以防止在调节可调电阻R14的时候引起的电压突变和滤除干扰信号。

所述电池电压采集电路包括依次串接于所述充电电池两端的电阻R1、电阻R2、电阻R12以及与所述电阻R12并联的电容C1，所述电阻R2和所述电阻R12之间为该电池电压采集电路输出端。 

所述继电器的线圈并联有二极管D1，该二级管D1的正极连接所述三极管Q1的集电极，该二极管D1的负极连接所述低压电源转换电路的输出端，所述三极管Q1的基极与发射极之间连接有电阻R8，所述三极管Q1的基极与所述比较器U1A的输出端之间连接有电阻R5，所述比较器U1A的输出端与同相输入端之间连接有电阻R9，所述比较器U1A的异相输入端与蓄电池电压采集电路之间连接有电阻R4，所述比较器U1A的同相输入端与所述基准电压调节电路的输出端之间连接有电阻R11，其中，二极管D1反接在继电器K1的线圈两端，在继电器K1断开时，为线圈电流提供电流回路，保护继电器K1的线圈； 

它还包括第一指示灯电路和第二指示灯电路，第一指示灯表示12V电源的工作指示，第二指示灯表示充电状态的工作指示，只要电源芯片能够稳定的提供12V电，则第一指示灯一直处于发光状态，该指示灯发出红光；当充电进行时，三极管Q1导通，继电器K1得电，同时，第二指示灯电路中的发光二极管D2也得电，该发光二极管D2发出绿光。

工作原理：连接于电池两端的蓄电池电压采集电路将实时获得的蓄电池的电压信息发送到比较控制电路中的比较器U1A的异相输入端，与此同时，接在蓄电池上的低压电源转换电路将电压调节为稳定低压，该电路给其电路中的电子元件供电；基准电压调节电路将获得的稳定低压转化为设定的基准电压，该基准电压可通过调节电阻R14调整大小，之后将该基准电压信号发送到比较控制电路中的比较器U1A的同相输入端，比较器比较蓄电池的采集电压和基准电压，若采集电压小于基准电压，根据比较器U1A的特性，异相输入电压小于同相输入电压，比较器U1A输出端获得高电平，三极管Q1导通，继电器K1的线圈得电，继电器K1的动、静触点吸合，开始充电，随着充电时间的加长，蓄电池电压缓慢增长，蓄电池电压采集电路实时的将得到的蓄电池电压信息发送到比较器并与设定的基准电压相比较，当该采集电压大于基准电压时，根据比较器U1A的特性，异相输入端电压大于同相输入端电压，比较器U1A的输出端获得低电平，三极管Q1关断，继电器K1的线圈失电，动、静触电断开，充电器停止给蓄电池供电，防止蓄电池过度充电。 

例如：给12V蓄电池充电,蓄电池电压采集电路中R1=100K、R2=100K、R12=10K，假如我们想让蓄电池充电至14V时停止充电,当蓄电池电压达到14V时,根据公式：

得到采集电压为

,调节R14的阻值,将基准电压调节至0.67V,此时,在蓄电池电压没有充至14V时,采集电压是低于0.67V的,也就是比较器U1A的异相输入端电压低于同相输入端电压,比较器输出高电平,三极管Q1导通,继电器K1吸合,电池充电回路导通；当蓄电池电压充电导致其电压高于14V时,采集电压将高于0.67V,即比较器U1A异相输入端电压将高于同相输入端电压,比较器U1A输出低电平,三极管Q1截止,继电器K1断开,电池停止充电。 

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (8)

1.一种自供电式蓄电池过充电保护电路，连接于充电器的输出端与蓄电池之间，它包括低压电源转换电路、蓄电池电压采集电路和比较控制电路，其特征在于：所述低压电源转换电路的输入端和所述蓄电池电压采集电路的输入端均连接蓄电池，所述比较控制电路包括连接充电器与蓄电池的继电器以及比较器，蓄电池电压采集电路的输出端连接比较控制电路中比较器的输入端，所述比较器的输出端控制连接继电器驱动电源回路，根据采集到的电压信号判断是否断开或闭合所述继电器，所述低压电源转换电路为所述比较器和继电器提供工作电源，该继电器的动、静触点分别连接所述蓄电池电源的一端和所述充电电源的对应端，所述蓄电池电源的另一端连接所述充电电源的对应端。

2.根据权利要求1所述的自供电式蓄电池过充电保护电路，其特征在于：所述比较控制电路采用LM2904D型比较器U1A，该比较器U1A的异相输入端连接蓄电池电压采集电路的输出端，该比较器U1A的同相输入端输入基准信号，该比较器U1A电源输入的正极节点连接所述低压电源转换电路的输出端，该比较器U1A电源输入的负极节点接地。

3.根据权利要求1所述的自供电式蓄电池过充电保护电路，其特征在于：所述低压电源转换电路采用LM2575-12型的电源芯片U6，其Vin端连接蓄电池，其Output端连接有电感线圈L2，该电感线圈L2的另一端连接所述电源芯片U6的Feedback端，其Ground端接地，其 

/OFF端连接蓄电池负极，蓄电池负极接地。

4.根据权利要求3所述的自供电式蓄电池过充电保护电路，其特征在于：所述电感线圈L2与所述电源芯片U6的Feedback端之间连接有极性电容C36，该极性电容C36的正极端连接电源芯片U6的Feedback端，负极端接地；所述电感线圈L2与所述电源芯片U6的Output端之间连接有二极管D16，该二极管D16的正极端接地，负极端连接所述电源芯片U6的Output端；所述电源芯片U6的Vin端与所述蓄电池的负极之间连接有极性电容C34，该极性电容C34的正极连接电源芯片U6的Vin端，负极连接蓄电池的负极。

5.根据权利要求1-4任一项所述的自供电式蓄电池过充电保护电路，其特征在于：它还包括基准电压调节电路，该基准电压调节电路包括正极接地的稳压二极管D4、连接在该稳压二极管D4负极与所述的低压电源转换电路输出端之间的电阻R7、一端连接在该稳压二极管D4负极的电阻R10、相互并联后连接于所述电阻R10另一端的电阻R13和可调电阻R14以及与该可调电阻R14并联的电容C2，所述可调电阻R14与所述电阻R7之间为所述的基准电压调节电路输出端，该输出端连接所述比较器的同相输入端。

6.根据权利要求3所述的自供电式蓄电池过充电保护电路，其特征在于：所述电池电压采集电路包括依次串接于所述充电电池两端的电阻R1、电阻R2、电阻R12以及与所述电阻R12并联的电容C1，所述电阻R2和所述电阻R12之间为该电池电压采集电路输出端。

7.根据权利要求5所述的自供电式蓄电池过充电保护电路，其特征在于：所述比较控制电路还包括连接在所述比较器U1A的异相输入端与所述的蓄电池电压采集电路输出端之间的电阻R4、连接在该比较器U1A的同相输入端与所述的基准电压调节电路输出端之间的电阻R11、连接在所述比较器U1A的同向输入端与输出端之间的电阻R9和连接在所述继电器与所述比较器U1A之间的三极管Q1，其中，所述三极管Q1的基极连接所述比较器U1A的输出端，所述三极管Q1的集电极连接所述继电器的线圈一端，所述继电器线圈的另一端连接低压电源转换电路的输出端，所述三极管Q1的发射极接地。

8.根据权利要求7所述的自供电式蓄电池过充电保护电路，其特征在于：所述继电器的线圈并联有二极管D1，该二级管D1的正极连接所述三极管Q1的集电极，该二极管D1的负极连接所述低压电源转换电路的输出端，所述三极管Q1的基极与发射极之间连接有电阻R8，所述三极管Q1的基极与所述比较器U1A的输出端之间连接有电阻R5，所述比较器U1A的输出端与同相输入端之间连接有电阻R9，所述比较器U1A的异相输入端与蓄电池电压采集电路之间连接有电阻R4，所述比较器U1A的同相输入端与所述基准电压调节电路的输出端之间连接有电阻R11。

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