CN204290392U - 一种电池下电复位控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池下电复位控制电路，该控制电路包括通过输入电压控制的电池下电复位电路和电池下电控制电路。电池下电复位电路包括限流电阻R1，光电耦合器U1；光电耦合器U1原边通过限流电阻R1与交流输入检测电压相连，原边另一端接地；光电耦合器副边集电极端通过分压电阻与电池输出正极相连。电池下电控制电路包括电池电压采样分压电阻，三端稳压器，场效应管与控制电池通断的直流接触器。本实用新型提供了一种电池下电后的电池复位控制电路，具有经济、简单、可靠、故障率低的特点。

Description

一种电池下电复位控制电路

技术领域

本实用新型涉及电池下电复位控制电路领域。

背景技术

在通信行业及相关电子技术领域，由于外部因素等不可控的原因，引起电网出现停电等事故的发生，可能会导致部分对用电设备的可靠性要求极高的终端客户，如医院，交通，消防，电信，银行，造成不可估算的损失，包括经济上的、甚至是人身安全上的损失。为了解决以上问题，这就要求我们提供一种稳定可靠的后备电源，以保证在异常情况出现时，部分关键设备仍然能够在可以预知的安全时间内可靠运行。

目前通常使用的后备电源仍然是以各类型电池为主。常用的后备电池主要是铅酸电池，但是随着世界对环境污染方面的要求，包括铁锂电池在内的各种无污染环保电池将越来越多的被投入使用。不管是铅酸电池还是铁锂电池，在使用的过程当中都需要对其进行充放电的管理，以保证电池不会因为过充或过放的原因而导致损坏或使用寿命缩短。

在通信电源行业，小功率电源使用继电器做为电池管理控制元件；而较大功率电源上使用直流接触器进行电池管理控制。行业中，进行充放电管理的直流接触器使用的通常为常开型，即电源工作时通过线圈供电控制直流接触器吸合，保护时线圈不供电使直流接触器触点断开，从而保障电池不会出现过放现象。由于电源产品在大部分时间下均是处于工作状态，因此通过直流接触器线圈的供电，损失的电量日积月累，也将会是非常大的一种浪费。

随着人们对环保与节能的逐渐重视，现在在相当多的一些产品上，客户要求必须使用常闭型直流接触器。由于常闭型直流接触器和常开型直流接触器的控制电路直接接在电源系统的输出两端不同，常闭型直流接触器的控制电路是接在电池两端，因此，当电池下电后的复位信号将不能直接从电源输出端进行采样与控制。

目前市场上采用常闭型直流接触器控制电池下电的方法通常为采用单片 机检测及进行控制，控制电路通常过于复杂，反应较慢且单片机控制稳定性不高。随着常闭型直流接触器控制电池管理产品的逐渐增多，上述控制方式将会被淘汰。

实用新型内容

针对目前市场上采用常闭型直流接触器控制电池下电的方法通常为采用单片机检测及进行控制，控制电路通常过于复杂，反应较慢且单片机控制稳定性不高。本实用新型提供了一种电池下电复位控制电路，电路简单，纯硬件控制，反应速度快，可靠性高。

本实用新型为实现以上技术要求而采用的技术方案是：一种电池下电复位控制电路，包括通过输入电压控制的电池下电复位电路和电池下电控制电路；所述的电池下电复位电路包括限流电阻R1和光电耦合器U1，所述的光电耦合器U1原边阳极通过限流电阻R1与交流输入检测电压相连，原边阴极接地；所述的光电耦合器U1副边集电极端通过分压电阻R2与电池输出正极相连；所述的电池下电控制电路包括采样电阻R3、采样电阻R4、三端稳压器U2、场效应管Q1、直流接触器K1和供电电源VDD；采样电阻R3和采样电阻R4串连在电池的正极BAT+与负极BAT－之间；三端稳压器U2的基准端与光电耦合器U1副边发射极和采样电阻R3和采样电阻R4的连接点相连；三端稳压器U2的阴极与场效应管Q1的栅极相连，并通过供电分压电阻R6与供电电源VDD相连，三端稳压器U2的阳极和场效应管Q1的源极分别接电池负极BAT－，场效应管Q1的漏极通过直流接触器K1的供电绕组接电池正极BAT+；电池正极BAT+与充电电源的输出正极OUT+相连；直流接触器K1为常闭型直流接触器，其触点两端分别接充电电源的负极OUT－和电池负极BAT－。

进一步的，上述电池下电复位控制电路中：电池下电控制电路中还设置有下电回差电阻R5，下电回差电阻R5接在三端稳压器U2的基准端与场效应管Q1的漏极之间。

进一步的，上述电池下电复位控制电路中：所述的电池下电控制电路中还设置有保护二极管D1，保护二极管D1连接在直流接触器K1的供电绕组两端。

进一步的，上述电池下电复位控制电路中：所述的电池下电控制电路中还设置有场效应管Q1的供电分压电阻R7，所述的供电分压电阻R6的一端接供电电源VDD，另一端接在场效应管Q1的栅极上，供电分压电阻R7接在场效应管Q1的栅极与源极两端。

与现在电池管理较多用到的常闭型直流接触器的控制电路相比，本实用新型具有以下优点：

1、经济、效率高。

由于本实用新型的电池管理采用了常闭型直流接触器，使得电源系统在正常工作充电时在直流接触器上的损耗大大减少，节省了用电，从而创造了经济效益。

2、简单、可靠、故障率低。

由于本实用新型简单方便，器件不多，全部使用硬件电路进行控制，故障发生的机率降低，提高了产品的可靠性。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例是一款通信用电源系统，输出电压为直流48V，输出电流300A,总功率18KW。由于客户要求电池管理必须使用常闭型直流接触器，因此在本实施例中的电池管理采用了本实用新型一种电池下电复位控制电路，本实施例中直流接触器采用常闭型直流接触器，线圈工作时功耗为8至10W。

如图1所示，本实施例中包括通过输入电压控制的电池下电复位电路，以 及电池下电控制电路。电池下电复位电路包括限流电阻R1和光电耦合器U1。限流电阻R1一端与输入电压控制信号AC相连，另一端与光电耦合器U1的原边二极管阳极相连，光电耦合器U1原边二极管阴极接地；电压控制信号AC是通过对充电电压进行分压后得到的，当市电存在时，电压控制信号AC通过限流电阻R1加入到光电耦合器U1的原边发光二极管上，发光二极管发光，光耦U1的三极管的集电极和发射极导通，光电耦合器U1的副边三极管集电极通过分压电阻R2与电池正极BAT+相连，本实施例中，充电电源的输出正极OUT+与电池正极BAT+连接在一起。电池下电控制电路包括电池电压采样分压电阻R3和R4，三端稳压器U2，场效应管Q1与直流接触器K1。三端稳压器U2的基准端R与光电耦合器U1的副边三极管发射极以及电池电压采样分压电阻R3和R4相连，BC为三端稳压器U2的基准端R的控制电压；三端稳压器U2的阴极K与场效应管Q1的栅极相连，三端稳压器U2的阳极A接电池负极；场效应管Q1的源极接电池负极BAT-，漏极与直流接触器K1一端相连；直流接触器K1的另一端与电池的正极BAT+，也即充电电源的输出正极OUT+相连。

实施例中一种电池下电复位控制电路，其控制原理介绍如下：

正常工作情况下，由于电池有正极BAT+与充电电源的输出正极OUT+相连，直流接触器K1处于常闭状态，电源负极BAT－与充电电源的负极OUT－相连，充电电源为电池充电。

电池电压BAT+经电池电压采样分压电阻R3，R4采样后得到控制电压BC，使三端稳压器U2导通，场效应管Q1栅极为低电平不导通，直流接触器K1线圈无电压，直流接触器K1不动作，触点处于常闭状态，使充电电源的负极OUT－与电池负极BAT-接通，而充电电源的输出正极OUT+与电池正极BAT+是直接接在一起的，因此可以直接给电池充电，并且直流接触器K1触点不需耗电。

当市电停电时，电源系统无输出电压，此时由电池给负载设备后备供电，随着供电时间的增加，电池电压不断降低，当电池电压BAT+降低到设定下电 电压值时，经电池电压采样分压电阻R3，R4采样后得到的控制电压BC将不足以使三端稳压器U2导通，场效应管Q1栅极变为高电平导通，直流接触器K1线圈通过电流而导通，直流接触器K1动作，触点处于断开状态，使充电电源的负极OUT－与电池负极BAT-断开，从而保护电池不会因为过度放电而损坏。此时,在电池下电情况下，直流接触器线圈有电流流过，直流接触器K1将有8至10W的功率消耗。

当电池下电保护后，市电重新来电时，输入电压控制信号AC将通过电阻R1使光电耦合器U1导通，从而使光电耦合器U1副边的电阻R2接入采样分压电路，使控制电压BC升高至三端稳压器U2导通，场效应管Q1栅极为低电平不导通，直流接触器K1线圈无电压，直流接触器K1松脱，触点回复至常闭状态，使充电电源的负极OUT－与电池负极BAT-接通，从而电源系统重新给电池充电，这样便完成了电池下电复位的控制过程，此时直流接触器K1的触点不需耗电。

下电回差电阻R5能够使得三端稳压器U2基准端控制电压BC在切换时有足够的回差电压，不会导致接触器闭合或断开出现振荡。

由于直流接触器K1大部分工作情况均为市电正常工作的常闭状态，线圈不需要消耗电流，每小时可节约8至10W电能，长期积累后节约的电能将非常可观。

综上所述，本实用新型一种电池下电复位控制电路通过以上实施例，实现了电池下电复位的自动控制功能。

Claims (4)

1.一种电池下电复位控制电路，其特征在于：包括通过输入电压控制的电池下电复位电路和电池下电控制电路；

所述的电池下电复位电路包括限流电阻R1和光电耦合器U1，所述的光电耦合器U1原边阳极通过限流电阻R1与交流输入检测电压相连，原边阴极接地；所述的光电耦合器U1副边集电极端通过分压电阻R2与电池输出正极相连；所述的电池下电控制电路包括采样电阻R3、采样电阻R4、三端稳压器U2、场效应管Q1、直流接触器K1和供电电源VDD；采样电阻R3和采样电阻R4串联在电池的正极BAT+与负极BAT－之间；三端稳压器U2的基准端与光电耦合器U1副边发射极和采样电阻R3和采样电阻R4的连接点相连；三端稳压器U2的阴极与场效应管Q1的栅极相连，并通过供电分压电阻R6与供电电源VDD相连，三端稳压器U2的阳极和场效应管Q1的源极分别接电池负极BAT－，场效应管Q1的的漏极通过直流接触器K1的供电绕组接电池正极BAT+；

电池正极BAT+与充电电源的输出正极OUT+相连；直流接触器K1为常闭型直流接触器，其触点两端分别接充电电源的负极OUT－和电池负极BAT－。

2.根据权利要求1所述的电池下电复位控制电路，其特征在于：所述的电池下电控制电路中还设置有下电回差电阻R5，下电回差电阻R5接在三端稳压器U2的基准端与场效应管Q1的漏极之间。

3.根据权利要求2所述的电池下电复位控制电路，其特征在于：所述的电池下电控制电路中还设置有保护二极管D1，保护二极管D1连接在直流接触器K1的供电绕组两端。

4.根据权利要求1所述的电池下电复位控制电路，其特征在于：所述的电池下电控制电路中还设置有场效应管Q1的供电分压电阻R7，所述的供电分压电阻R6的一端接供电电源VDD，另一端接在场效应管Q1的栅极上，供电分压电阻R7接在场效应管Q1的栅极与源极两端。