CN204462339U - 一种电量检测电路及太阳能热水器控制板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电量检测电路及太阳能热水器控制板，所述电量检测电路，包括电池板，还包括整流电路，所述电池板的电压输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与负载的电压输入端连接，在所述电池板的电压输出端与整流电路的输入端之间设置有第一开关电路，所述第一开关电路根据电池板的电量控制整流电路与负载的电压输入端之间的导通状态。本电量检测电路，实现了当电池板电量不足时，将断开为负载输入电压，即便是剩余电量可以启动负载，也不再为负载供电，直至电池板具有充足的电量时，导通为负载输入电压的通路，负载电路正常运行，这样可以有效避免频繁开关机现象，保护了控制板后端电路元器件。

Description

一种电量检测电路及太阳能热水器控制板

技术领域

 本实用新型属于电量检测技术领域，具体地说，是涉及一种电量检测电路及太阳能热水器控制板。

背景技术

随着资源环境制约日益加重，新能源发电技术的应用可以极大的缓解能源匮乏以及缓解环境的压力，新能源发电目前主要有太阳能发电，潮汐能发电、风能发电等，新能源发电随之而来的问题是供电电压不稳定，以太阳能发电为例，当太阳光照不充足时，相应的电池板存储的电量不多，但是电压确能够开启负载设备，负载设备一旦启动，由于电池板没有足够电量，电压瞬间降低，负载设备立刻停止工作，负载设备关闭后电池板电压上升，到达负载设备的启动门限后会重新启动负载设备，这样循环往复导致负载设备频繁开关，极大的影响了系统的可靠性。

现有的欠电压检测电路使用三极管、IGBT、运算放大器等较多电子元器件搭建，电路结构复杂，成本高，功耗大，而且需要占用主MCU的一个引脚来检测，占用资源。

发明内容

一种电量检测电路，包括电池板，还包括整流电路，所述电池板的电压输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与负载的电压输入端连接，在所述电池板的电压输出端与所述整流电路的输入端之间设置有第一开关电路。

进一步的，所述的第一开关电路包括第一NPN型三极管（N1），所述第一NPN型三极管（N1）的基极通过第一电阻（R1）与所述电池板的电压输出端连接,集电极通过第二电阻（R2）与所述电池板的电压输出端连接，发射极连接地端。

又进一步的，还包括第二开关电路，所述第二开关电路的控制输入端与所述整流电路的输出端连接，且所述第二开关电路的控制输出端与所述第一开关电路的控制输入端连接。

更进一步的，所述第二开关电路包括第二NPN型三极管（N2），所述第二NPN型三极管（N2）的集电极通过第三电阻（R3）与所述第一NPN型三极管（N1）的基极连接，所述第二NPN型三极管（N2）的基极通过第四电阻（R4）与所述整流电路的输出端连接，所述第二NPN型三极管（N2）的发射极连接地端；所述第二NPN型三极管（N2）的基极通过第五电阻（R5）与其发射极连接。

进一步的，所述的整流电路为直流整流电路。

基于上述的一种电量检测电路，本实用新型同时提供了一种太阳能热水器控制板，包括电量检测电路和单片机，所述电量检测电路包括电池板、整流电路，所述电池板的电压输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与单片机的电压输入端连接，在所述电池板的电压输出端与整流电路的输入端之间设置有第一开关电路。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的电量检测电路，实现了当电池板电量不足时，将断开为负载输入电压，即便是剩余电量可以启动负载，也不再为负载供电，直至电池板具有充足的电量时，导通为负载输入电压的通路，负载电路正常运行，这样可以有效避免频繁开关机现象，保护了控制板后端电路元器件。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型电量检测电路实施例一中的电路原理图；

图2是本实用新型电量检测电路实施例二中的电路原理图；

图3是本实用新型电量检测电路实施例三中的电路原理图；

图4是本实用新型电量检测电路实施例四中的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实用新型实施例中的附图，对本实用新型实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一，如图1所示，本实施例提供了一种电量检测电路，包括电池板，还包括整流电路，电池板的电压输出端VCC与整流电路的输入端in1连接，整流电路的输出端out1与负载的电压输入端in2连接，在电池板的电压输出端VCC与整流电路的输入端in1之间设置有第一开关电路D1，第一开关电路D1根据电池板的电量控制整流电路与负载的电压输入端in2之间的导通状态。本电路的工作原理是：1)电池板供电电压较高但电量低时，第一开关电路D1关闭，整流电路无输入，相应的整流电路无输出，此时负载无电源输入，处于断开工作状态。2）电池板供电电压较高且电量充足时，第一开关电路D1导通，电池板为整流电路输入直流电压，整流电路将所输入的直流电压进行整流后输出至负载，为负载供电。本电量检测电路实现了当电池板电量不足时，将断开为负载输入电压，即便是剩余电量可以启动负载，也不再为负载供电，直至电池板具有充足的电量时，导通为负载输入电压的通路，负载电路正常运行，这样可以有效避免频繁开关机现象，保护了控制板后端电路元器件。

实施例二，本实施例提供了第一开关电路D1的一种优选电路结构，如图2所示，第一开关电路D1包括第一NPN型三极管N1，所述第一NPN型三极管N1的基极通过第一电阻R1与电池板的电压输出端VCC连接,集电极通过第二电阻R2与电池板的电压输出端VCC连接，发射极连接地端。本第一开关电路的工作原理是：1) 电池板供电电压较高但电量低时，第一NPN型三极管N1的基极处于高电位，该第一NPN型三极管N1导通，电流从第二电阻R2流过，经过第一NPN型三极管N1到地，第二电阻R2优选采用大阻值电阻，比如其阻值等于或接近负载最低电压工作时的阻值，用于模拟负载，此时第二电阻R2会将电池板的输出电压拉低，低于整流电路的门限输入电压时，整流电路不工作，后端无输出，负载无输入电压，断开工作。2)当电池板有足够电量时，第二电阻R2不能将电池板的输出电压拉低至整流电路的门限输入电压，整流电路开始工作，为负载提供直流工作电压，负载工作。本第一开关电路的电路结构简单，通过设置第二电阻R2和第一NPN型三极管N1即可实现了当电池板电量不足时，将断开为负载输入电压，直至电池板具有充足的电量时，导通为负载输入电压的通路，既可以有效避免负载频繁开关机现象，又不增加电路成本。

实施例三，如图3所示，当电池板有足够电量时，电池板输出电压大于整流电路的门限输入电压，整流电路工作为负载电路提供工作电压，此时仍然会有一路电流经第二电阻R2和第一NPN型三极管N1到地端，浪费电能，因此，本实施例的电量检测电路还包括第二开关电路D2，如图3所示，第二开关电路D2的控制输入端与整流电路的输出端连接，第二开关电路的D2的控制输出端与所述第一开关电路D1的控制输入端连接，用于输出控制信号控制第一开关电路D1的工作状态。本实施例中通过设置第二开关电路D2，当整流电路的输出端具有直流电压输出时，第二开关电路D2导通工作，第二开关电路D2导通后控制第一开关电路D1停止工作，此时，电池板的输出电压仍高于整流电路的门限输入电压，整流电路保持工作，只是第一开关电路D1本身不再消耗电能，有利于减小电路功耗。

实施例四，本实施例提供了第二开关电路D2的一种优选电路结构，如图4所示，第二开关电路D2包括第二NPN型三极管N2，该第二NPN型三极管N2的集电极通过第三电阻R3与第一NPN型三极管N1的基极连接，第二NPN型三极管N2的基极通过第四电阻R4与整流电路的输出端连接，第二NPN型三极管N2的发射极连接地端。本第二开关电路D2的工作原理是：1）当电池板的输出电压高于整流电路的门限输入电压，也即整流电路工作，其输出端具有直流电压输出时，第二NPN型三极管N2的基极为高电平，因此该第二NPN型三极管N2导通工作，此时将第二NPN型三极管N2的集电极电平拉低，第一NPN型三极管N1断开，也即从电池板的电压输出端至第二电阻R2、第一NPN型三极管N1的电流通路断开，因此第一开关电路D1本身不再消耗电能。2）当电池板的输出电压低于整流电路的门限输入电压，也即整流电路没有电压输出，第二NPN型三极管N2的基极为低电平，该第二NPN型三极管N2断开，此时第一NPN型三极管N1的基极为高电平，第一NPN型三极管N1导通。

为了防止电路在上电瞬间第二NPN型三极管N2的基极与发射极误导通，导致该第二NPN型三极管N2不能受单片机控制，该第二NPN型三极管N2的基极通过第五电阻R5与发射极连接，因此，当电路上电瞬间，第二NPN型三极管N2的基极与发射极的电位一致，可以防止出现基极与发射极误导通的情况，其中，第五电阻R5在电路中起到限流作用。

本实用新型中的整流电路优选为直流整流电路，即直流-直流DC-DC整流电路。

实施例五，基于实施例一至实施例四中的电量检测电路，本实施例提供了一种太阳能热水器控制板，包括电量检测电路和单片机，所述电量检测电路包括如实施例一或实施例二中的电路结构，可以如实施例一至实施例四以及图1至图4所示，本太阳能热水器控制板的优点和积极效果也可以达到如实施例一或实施例二中的优点和积极效果，在此不做赘述。在本实施例中，负载如图4中所示的，包括单片机和水泵PUMP，电池板通过整流电路为单片机提供工作电压，也即只有在单片机正常工作时，才可以控制水泵工作，本实施例所采用的电量检测电路，可以有效避免频繁开关机现象，保护了电池板后端电路元器件及水泵，电量检测电路的末端直接接在整流电路的输出端来反馈电量检测电路的工作状态，无需专门占用单片机的引脚，节省了单片机的空间。

需要说明的是，实施例一或实施例二中的电量检测电路不限于应用在太阳能热水器控制板上，还可以结合应用在如潮汐能发电、风能发电等新能源发电的电路控制板上。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电量检测电路，包括电池板，其特征在于，还包括整流电路，所述电池板的电压输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与负载的电压输入端连接，在所述电池板的电压输出端与所述整流电路的输入端之间设置有第一开关电路。

2.根据权利要求1所述的电量检测电路，其特征在于，所述的第一开关电路包括第一NPN型三极管（N1），所述第一NPN型三极管（N1）的基极通过第一电阻（R1）与所述电池板的电压输出端连接,集电极通过第二电阻（R2）与所述电池板的电压输出端连接，发射极连接地端。

3.根据权利要求2所述的电量检测电路，其特征在于，还包括第二开关电路，所述第二开关电路的控制输入端与所述整流电路的输出端连接，且所述第二开关电路的控制输出端与所述第一开关电路的控制输入端连接。

4.根据权利要求3所述的电量检测电路，其特征在于，所述第二开关电路包括第二NPN型三极管（N2），所述第二NPN型三极管（N2）的集电极通过第三电阻（R3）与所述第一NPN型三极管（N1）的基极连接，所述第二NPN型三极管（N2）的基极通过第四电阻（R4）与所述整流电路的输出端连接，所述第二NPN型三极管（N2）的发射极连接地端；所述第二NPN型三极管（N2）的基极通过第五电阻（R5）与其发射极连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电量检测电路，其特征在于，所述的整流电路为直流整流电路。

6.一种太阳能热水器控制板，其特征在于，包括电量检测电路和单片机，所述电量检测电路包括电池板、整流电路，所述电池板的电压输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与单片机的电压输入端连接，在所述电池板的电压输出端与整流电路的输入端之间设置有第一开关电路。

7.根据权利要求6所述的太阳能热水器控制板，其特征在于，所述的第一开关电路包括第一NPN型三极管（N1），所述第一NPN型三极管（N1）的基极通过第一电阻（R1）与所述电池板的电压输出端连接,集电极通过第二电阻（R2）与所述电池板的电压输出端连接，发射极连接地端。

8.根据权利要求7所述的太阳能热水器控制板，其特征在于，还包括第二开关电路，所述第二开关的控制输入端与整流电路的输出端连接，且所述第二开关电路的控制输出端与所述第一开关电路的控制输入端连接。

9.根据权利要求8所述的太阳能热水器控制板，其特征在于，所述第二开关电路包括第二NPN型三极管（N2），所述第二NPN型三极管（N2）的集电极通过第三电阻（R3）与所述第一NPN型三极管（N1）的基极连接，所述第二NPN型三极管（N2）的基极通过第四电阻（R4）与所述整流电路的输出端连接，所述第二NPN型三极管（N2）的发射极连接地端；所述第二NPN型三极管（N2）的基极通过第五电阻（R5）与其发射极连接。

10.根据权利要求9所述的太阳能热水器控制板，其特征在于，所述的整流电路为直流整流电路。