CN206506325U - 一种蓄电池充放电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种蓄电池充放电保护装置，包括电池接入端口、光电耦合器电路、稳压电路和比较保护电路。光电耦合器电路包括串联的开关、光电耦合器和第一电位器，稳压电路包括串联的稳压芯片和第二电位器，比较保护电路包括电压比较器、第一三极管和继电器。通过调节第一电位器和第二电位器，使得电压比较器的反相输入端电压高于同相输入端电压，当电池的电压下降时，反相输入端的电压值也随之下降，当反相输入端的电压值低于同相输入端的电压值时，第一三极管导通，继电器导通，常闭触点变为常开触点，光电耦合器的自锁持续导通接触，对外输出断开，光电耦合器断开后不会再次闭合，对蓄电池起到了过放电保护作用。

Description

一种蓄电池充放电保护装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池领域，具体涉及一种蓄电池充放电保护装置。

背景技术

在目前的工业现场和日常生活中蓄电池的使用已经相当普遍，但是使用过程中尤其是在工业现场使用时，由于现场环境比较恶劣或者工人们不注重设备的保养致使蓄电池的使用经常处于过放电状态，基于蓄电池本身的化学特性，这一使用方式大大缩短了电池的使用寿命。如果从电池本身的化学特性进行改进其难度和成本都比较高。因此需要涉及一种保护装置，保护蓄电池不处于过放电状态。

实用新型内容

针对现有的蓄电池常处于过放电状态的问题，本实用新型提供了一种蓄电池充放电保护装置，在蓄电池电量即将耗尽时自动与外部负载断开连接，不再有电量输出，这样就可以有效的避免蓄电池过放电。

一种蓄电池充放电保护装置，包括电池接入端口、充电端口和电源输出端口，电池接入端口连接有光电耦合器电路，光电耦合电路连接有稳压电路，稳压电路连接有比较保护电路；

所述光电耦合器电路包括串联的开关、光电耦合器和第一电位器，稳压电路包括串联的稳压芯片和第二电位器，比较保护电路包括电压比较器、第一三极管和继电器，所述光电耦合器的输入端和输出端分别与继电器的两个常闭触点相连，电压比较器的反相输入端与第一电位器的可移动电刷相连，电压比较器的同相输入端与第二电位器的可移动电刷相连，电压比较器的输出端与第一三极管相连，第一三极管与继电器相连；

电池接入端口与充电端口相连，电池接入端口与充电端口之间串联有电流表和二极管；电池接入端口还与电源输出端口相连，电池接入端口与电源输出端口之间连接有电压表。

优选地，所述光电耦合器电路还包括电容，电容通过第二三极管与光电耦合器的输入端相连。

优选地，所述光电耦合器的输出端还连接有两个三极管。

优选地，所述稳压芯片上连接有四个起到滤波作用的电容。

优选地，所述光电耦合器的型号为AQW214，稳压芯片的型号为78L09，电压比较器的型号为LM339。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型提供的蓄电池充放电保护装置，通过调节第一电位器和第二电位器，使得电压比较器的反相输入端电压高于同相输入端电压，当电池的电压下降时，反相输入端的电压值也随之下降，当反相输入端的电压值低于同相输入端的电压值时，电压比较器开始输出高电平，控制第一三极管导通，与此同时，继电器导通，常闭触点变为常开触点，光电耦合器的自锁持续导通接触，对外输出断开，光电耦合器断开后不会再次闭合，对蓄电池起到了过放电保护作用。该保护装置能够在蓄电池电量即将耗尽时自动与外部负载断开连接，不再有电量输出，这样就可以有效的避免蓄电池过放电。电路一旦断开后必须断开开关重新对电池充电或者更换电量充足的电池重新闭合电源开关才可再次对外部负载供电，否则电路不会自动上电对外部负载供电，保护了蓄电池，延长了蓄电池的使用寿命。

附图说明

图1为蓄电池充放电保护装置的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体的说明：

结合图1，一种蓄电池充放电保护装置，包括电池接入端口、充电端口和电源输出端口，电池接入端口连接有光电耦合器电路，光电耦合电路连接有稳压电路，稳压电路连接有比较保护电路。

蓄电池使用时通过电池接入端口接入保护装置中，通过电源输出端口给负载供电，同时还设计有一个充电端口，充电器通过该端口接入给蓄电池充电。

光电耦合器电路包括串联的开关S1、光电耦合器U1和第一电位器R5，光电耦合器的型号为AQW214；稳压电路包括串联的稳压芯片和第二电位器R6，稳压芯片的型号为78L09；比较保护电路包括电压比较器U2、第一三极管Q4和继电器U3，电压比较器的型号为LM339。

光电耦合器U1的输入端和输出端分别与继电器U3的两个常闭触点相连，电压比较器U2的反相输入端与第一电位器R5的可移动电刷相连，电压比较器U2的同相输入端与第二电位器R6的可移动电刷相连，电压比较器U2的输出端与第一三极管Q4相连，第一三极管Q4与继电器U3相连。

电池接入端口与充电端口相连，电池接入端口与充电端口之间串联有电流表A1和二极管D1。电池接入端口还与电源输出端口相连，电池接入端口与电源输出端口之间连接有电压表U4。

光电耦合器电路还包括电容C1，电容C1通过第二三极管Q1与光电耦合器U1的输入端相连。

光电耦合器的输出端还连接有三极管Q2和三极管Q3。

稳压芯片上连接有四个起到滤波作用的电容C2、电容C3、电容C4和电容C5。

下面结合图1对本实用新型的工作原理进行详细的说明：

电源开关闭合时，电容C1开始充电，第二三极管Q1的基极得到一个瞬间低电平，第二三极管Q1导通，同时光电耦合器U1导通。继电器U3选用的是一个常闭型继电器，继电器U3的2、5脚未导通时，3脚的簧片和1脚闭合；当继电器的2、5脚导通时，3脚的簧片和6脚闭合。

光电耦合器U1导通瞬间，光电耦合器的4脚通过继电器U3的常闭触点以及自身的5、6脚与地线形成回路，实现自锁持续导通。由于光电耦合器AQW214的输出端有一定的阻抗，为了降低其上的功耗，设计者采用三极管为外部负载供电，这样就避免了电路功耗随外部电流增大而增大。此处使用两个三极管Q2和Q3主要是考虑到当外部功耗较大时使用一个三极管发热会比较严重，使用两个三极管可以彼此分流，降低发热量。

电路中的稳压芯片78L09提供电压比较器U2同相输入端的参考电压，第二电位器R6可以调节这个参考电压的大小，这个参考电压实际上就是需要设定的蓄电池的欠压值，当电池电压低于这个值时断开电池与外部负载的连接，因此参考电压可以根据接入电池额定电压的不同进行适当的调节。电容C2、C3、C4和C5的主要起到滤波功能，滤除稳压芯片的输入、输出电压中的交流成分。LM339是四电压比较器集成芯片，单电源、双电源均可工作，单电源：2至36V，双电源：±1至±18V，输出电压与TTL、DTL和CMOS电平兼容，使用方便。

图1所示的原理图中电压比较器U2的输出电压控制驱动NPN型第一三极管Q4的通断。当电压比较器U2的反相输入端的输入电压高于同相输入端的输入电压时，电压比较器U2输出低电压；相反，当电压比较器的反相输入端电压低于同相输入端电压时，电压比较器输出高电压。第一三极管Q4的基极上加高电平时，第一三极管Q4导通；基极上加低电平时，第一三极管Q4截止。电路工作之初我们要根据接入电池额定电压的不同调节第一电位器R5和第二电位器R6，使得电压比较器U2的反相输入端电压高于同相输入端电压，从原理图上我们可以看到，电压比较器反相输入端的输入电压来自于电池输出电压的分压部分，因此，当电池的电压下降时，反相输入端的电压值也随之下降，当该电压值低于同相输入端的电压值时，电压比较器开始输出高电平，控制第一三极管Q4导通，与此同时，继电器U3导通，常闭触点变为常开触点，光电耦合器U1的自锁持续导通接触，对外输出断开。由于电容C1一直保持充电完成状态，因此PNP型第二三极管Q1一直处于截止状态，光电耦合器U1断开后不会再次闭合，对蓄电池起到了过放电保护作用。电路一旦断开后必须断开电源开关重新对电池充电或者更换电量充足的电池重新闭合电源开关才可再次对外部负载供电，否则电路不会自动上电对外部负载供电。

另外，电路中设计有电压表可以实时显示蓄电池输出的电压值，可以使用户更加直观的了解蓄电池的使用状况。充电端口和蓄电池之间增加一个二极管D1可以防止蓄电池被长时间过充电，由于二极管D1两端始终有0.7V的电压差，因此蓄电池的充电电压始终保持稍小于其饱和值，这样便可以简单有效的避免蓄电池被过充电，有力的保证了电池的良好性能。同时，充电端口处设计一个电流表，可以实时显示充电电流的大小。实验数据显示，充电之初充电电流比较大，12V的蓄电池可能会达到500mA左右，随着充电时间增加，充电电流逐渐变小，最终趋于一个较小的稳定值。通过观察电流表的电流值，使用者也可以很好的判断电池是否被充满，这也将看不见摸不着的电流以数据的方式呈现出来，更加直观明确。

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 (5)

1.一种蓄电池充放电保护装置，其特征在于，包括电池接入端口、充电端口和电源输出端口，电池接入端口连接有光电耦合器电路，光电耦合电路连接有稳压电路，稳压电路连接有比较保护电路；

所述光电耦合器电路包括串联的开关、光电耦合器和第一电位器，稳压电路包括串联的稳压芯片和第二电位器，比较保护电路包括电压比较器、第一三极管和继电器，所述光电耦合器的输入端和输出端分别与继电器的两个常闭触点相连，电压比较器的反相输入端与第一电位器的可移动电刷相连，电压比较器的同相输入端与第二电位器的可移动电刷相连，电压比较器的输出端与第一三极管相连，第一三极管与继电器相连；

电池接入端口与充电端口相连，电池接入端口与充电端口之间串联有电流表和二极管；电池接入端口还与电源输出端口相连，电池接入端口与电源输出端口之间连接有电压表。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电保护装置，其特征在于，所述光电耦合器电路还包括电容，电容通过第二三极管与光电耦合器的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电保护装置，其特征在于，所述光电耦合器的输出端还连接有两个三极管。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电保护装置，其特征在于，所述稳压芯片上连接有四个起到滤波作用的电容。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电保护装置，其特征在于，所述光电耦合器的型号为AQW214，稳压芯片的型号为78L09，电压比较器的型号为LM339。