CN208158174U - 一种电池充电器自适应电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池充电器自适应电路，包括：防反接电路、电池极性自动匹配电路以及延时复位控制电路，防反接电路用于防止电池接入时，电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性不匹配导致的电流倒灌；电池极性自动匹配电路用于检测电池输出电压的极性，并使得电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性匹配；延时复位控制电路用于在接入电池前复位，停止充电器的充电功能，并检测电池的接入状态，使得在电池接入延时预设时长后再控制充电器开始工作，启动充电功能；本实用新型能自动匹配电池与电池充电器的极性，使得维护方便不易出错，且电路简单，成本低，易于设计。

Description

一种电池充电器自适应电路

技术领域

本实用新型涉及电池充电器，尤其涉及电池充电器的自适应保护。

背景技术

操作人员，在安装设备的时候，因操作不规范，很容易将电池充电器与电池的正负极性接反，一旦电池的极性与电池充电器接反，就会损坏电池充电器与电池，甚至损坏整个系统。

系统中的电池在维护的时候，需要关闭系统后才能维护，特别的，对于基站等特殊应用系统场合，一旦关闭系统，势必会影响用户体验，带来大量的客诉，因此，操作人员通常选择在深夜关机维护电池，这样极其不方便，且很容易接反电池，带来很大的安全隐患。

现有技术有在电池组串联二极管防止反接后损坏电池充电器与电池，也有通过用继电器来防反接，如图1所示，一旦电池反接，继电器无法吸合，系统将无法正常工作，且接反不易被发现，需要二次维护，人工维护成本大，且现有所有方案中，都无法实现在线式维护更换电池，使用极其不方便。

因此，有必要对现有技术进行改进。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池充电器自适应电路，以解决现有方案不能在线维护更换电池，以及电池充电系统中电池正负极性接反的问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一种电池充电器自适应电路，包括：防反接电路、电池极性自动匹配电路以及延时复位控制电路；

防反接电路用于防止电池接入时，电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性不匹配导致的电流倒灌；

电池极性自动匹配电路用于检测电池输出电压的极性，并使得电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性匹配；

延时复位控制电路用于在接入电池前复位，停止充电器的充电功能，并检测电池的接入状态，使得在电池接入延时预设时长后再控制充电器开始工作，启动充电功能。

优选地，防反接电路包括一只二极管，二极管连接于电池极性自动匹配电路与电池充电器之间的线路中，电池充电器的输出正流出的电流从二极管的阳极流入，从二极管的阴极流出。

优选地，电池极性自动匹配电路包括一个双刀双掷继电器开关K1和电池正负极性检测控制电路；双刀双掷继电器开关K1的上常闭静触点连接双刀双掷继电器开关K1的下常开静触点后用于与电池输出的一端连接，双刀双掷继电器开关K1的上常开静触点连接双刀双掷继电器开关K1的下常闭静触点后用于与电池输出的另一端连接，双刀双掷继电器开关K1的上动触点用于连接在电池充电器正极与双刀双掷继电器开关K1的上常闭静触点之间的线路中，双刀双掷继电器开关K1的下动触点用于连接在电池充电器负极与双刀双掷继电器开关K1的下常闭静触点之间的线路中；电池正负极性检测控制电路用于检测电池输出电压的极性，当检测到电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性不匹配时控制双刀双掷继电器开关K1的控制线圈吸合。

优选地，电池正负极性检测控制电路包括二极管D1、二极管D2和电阻R1，二极管D2的阳极用于连接电池输出的一端，二极管D1的阳极用于连接电池输出的另一端，二极管D1的阴极经电阻R1后与二极管D2的阴极相连。

优选地，延时复位控制电路包括：整流桥DB1、电容C1、按键K2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管Q1，以及光耦OC1；整流桥DB1交流输入的一端用于连接电池输出的一端，整流桥DB1交流输入的另一端用于连接电池输出的另一端，整流桥DB1的输出正经电阻R4后连接到光耦OC1的二极管阳极，整流桥DB1的输出负依次经MOS管Q1的源极和MOS管Q1的漏极后连接到光耦OC1的二极管阴极，电阻R5的一端连接整流桥DB1的输出正，电阻R5的另一端经电容C1后连接到MOS管Q1的源极，电阻R6与电容C1并联，电容C1与按键K2并联，MOS管Q1的栅极连接电阻R5的另一端，光耦OC1的三极管集电极和光耦OC1的三极管发射极输出控制信号用于控制电池充电器是否工作。

优选地，延时复位控制电路包括：整流桥DB1、电容C1、按键K2、电阻R4、电阻R5、电阻R6，以及MOS管Q1；整流桥DB1交流输入的一端用于连接电池输出的一端，整流桥DB1交流输入的另一端用于连接电池输出的另一端，整流桥DB1的输出正经电阻R4后连接到MOS管Q1的漏极，整流桥DB1的输出负连接到MOS管Q1的源极，电阻R5的一端连接整流桥DB1的输出正，电阻R5的另一端经电容C1后连接到MOS管Q1的源极，电阻R6与电容C1并联，电容C1与按键K2并联，MOS管Q1的栅极连接电阻R5的另一端，MOS管Q1的漏极和源极输出控制信号用于控制电池充电器是否工作。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)本方案可实现在线式维护更换电池，无需关闭系统；

2)本方案可自动匹配电池与电池充电器的极性，使得维护方便不出错；

3)本实用新型电路简单，成本低，易于设计。

附图说明

图1为现有电池充电防反接保护电路原理图；

图2为本实用新型实施例一的电路原理框图；

图3为本实用新型实施例一具体的电路原理图；

图4为本实用新型实施例二的电路原理图；

图5为本实用新型实施例三的电路原理图；

图6为本实用新型实施例四的电路原理图。

第一实施例

图2示出了本实用新型第一实施例原理框图，电池充电器自适应电路包括：防反接电路、电池极性自动匹配电路以及延时复位控制电路；

防反接电路为二极管D3，二极管D3的阳极连接电池充电器的正极；

电池极性自动匹配电路包括一个双刀双掷继电器开关K1和电池正负极性检测控制电路，电池正负极性检测控制电路的输入端连接电池的输出端，用于检测电池输出电压的极性；电池正负极性检测控制电路的输出端连接双刀双掷继电器开关K1的控制线圈；

延时复位控制电路的输入端连接电池的输出，用于在接入电池前复位，停止充电器的充电功能，并检测电池接入状态，延时复位控制电路的输出端连接充电器，用于延时控制充电器进入充电状态；

双刀双掷继电器开关K1的上动触点连接二极管D3的阴极，双刀双掷继电器开关K1的下动触点连接电池充电器的输出负极；双刀双掷继电器开关K1的上常闭静触点连接双刀双掷继电器开关K1的下常开静触点后再连接到电池输出的一端，双刀双掷继电器开关K1的上常开静触点连接双刀双掷继电器开关K1的下常闭静触点后再连接到电池输出的另一端。

本实施例的工作原理为：

当电池接入时，电池正负极性检测控制电路通过检测电池的极性后输出控制信号，控制双刀双掷继电器开关K1的吸合状态，用于匹配电池的正负极性；当系统处于在线维护更换电池时，先取下原电池，通过延时复位控制电路的作用停止充电器的充电功能，再装上新电池，延时复位控制电路在电池接入后，延时预设时长后再控制充电器开始工作，启动充电功能。

本实用新型由于上述延时控制电路以及防反接电路的存在，且在电池接入的瞬间，电池充电器的输出是没有电的，也不存在电流倒灌，因此可实现在线式维护电池。

图3示出了本实用新型第一实施例具体的电路原理图。

电池正负极性检测控制电路包括：二极管D1、电阻R1和二极管D2。

延时复位控制电路包括：整流桥DB1、电容C1、按键K2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管Q1、光耦OC1。

第一双刀双掷继电器开关K1的控制线圈的一端、二极管D2的阳极、整流桥DB1的交流输入一端相连；整流桥DB1的交流输入的另一端、二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接双刀双掷继电器开关K1的控制线圈的另一端和二极管D2的阴极；整流桥DB1的输出正同时与电阻R4以及电阻R5的一端相连，电阻R4的另一端与光耦OC1内部的发光二极管的阳极相连，光耦OC1内部的发光二极管的阴极连接到MOS管Q1的漏极，电阻R5的另一端同时与电阻R6以及电容C1的一端相连，电阻R5的另一端还与MOS管Q1的栅极以及按键K2的一端相连，MOS管Q1的源极同时与电阻R6、电容C1、按键K2的另一端以及整流桥DB1的输出负相连；光耦OC1内部的光敏三极管的集电极和发射极连接到电池充电器，由此控制充电器是否充电。

上述防反接电路的工作原理如下：

当电池输出的一端为正，电池输出的另一端为负时，二极管D3因反偏截止，能有效避免电流倒灌，即电流无法从电池流向电池充电器。

上述电池正负极性检测控制电路的工作原理如下：

当电池输出的一端为正，电池输出的另一端为负时，电池充电器的正负极性与电池的正负极性匹配，二极管D1因反偏截止，双刀双掷继电器开关K1的控制线圈无电流，双刀双掷继电器开关K1无动作；当电池输出的一端为负，电池输出的另一端为正时，电池充电器的正负极性与电池的正负极性不匹配，二极管D1因正偏导通，双刀双掷继电器开关K1的控制线圈中有电流，电流流动路径为：电池输出的另一端→二极管D1→电阻R1→双刀双掷继电器开关K1的控制线圈→电池输出的一端，双刀双掷继电器开关K1吸合，双刀双掷继电器开关K1的上动触点改为与上常开静触点接通，双刀双掷继电器开关K1的下动触点改为与下常开静触点接通，从而实现了电池充电器的正负极性与电池的正负极性匹配。

上述延时复位控制电路的工作原理如下：

当在线更换电池时，取下原电池后，通过手动按下按键K2，将电容C1的能量释放掉，MOS管Q1的栅源电压为零，MOS管Q1关断并通过控制光耦OC1截止关闭充电器的充电功能，让充电器的充电功能停止后，再接入新电池；

当电池处于接入状态时，电池输出电压经整流桥BD1整流后经电阻R5给延时电容C1充电，待延时电容C1的电压被充到MOS管Q1的开启电压时，MOS管Q1才导通，从而实现了MOS管Q1延时预设时长导通后再控制光耦OC1导通启动充电器的充电功能，预设时长可以通过调整电阻R1阻值的大小和/或电容C1容值的大小来设定。

第二实施例

将图3中的第三二极管D3的位置连接到充电器的输出负极与第一双刀双掷继电器开关K1的下动触点之间即为第二实施例，如图4所示。

调整后电路的工作原理与第一实施例一样，可实现同等功效，在此不赘述。

第三实施例

将图3中的第一隔离光耦OC1去掉，通过第一MOS管Q1的漏极与源极直接连接到充电器进行控制即为第三实施例，如图5所示。

调整后电路的工作原理与第一实施例基本一样，只是控制充电器开始工作的控制信号没有进行隔离处理，在此不赘述。

第四实施例

将图5中的第三二极管D3的位置连接到充电器的输出负极与第一双刀双掷继电器开关K1的下动触点之间即为第四实施例，如图6所示。

调整后电路的工作原理与第三实施例一样，可实现同等功效，在此不赘述。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型中具体实施电路还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电池充电器自适应电路，其特征在于：包括：防反接电路、电池极性自动匹配电路以及延时复位控制电路；

防反接电路用于防止电池接入时，电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性不匹配导致的电流倒灌；

电池极性自动匹配电路用于检测电池输出电压的极性，并使得电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性匹配；

延时复位控制电路用于在接入电池前复位，停止充电器的充电功能，并检测电池的接入状态，使得在电池接入延时预设时长后再控制充电器开始工作，启动充电功能。

2.根据权利要求1所述的电池充电器自适应电路，其特征在于：防反接电路包括一只二极管，二极管连接于电池极性自动匹配电路与电池充电器之间的线路中，电池充电器的输出正流出的电流从二极管的阳极流入，从二极管的阴极流出。

3.根据权利要求1所述的电池充电器自适应电路，其特征在于：电池极性自动匹配电路包括一个双刀双掷继电器开关K1和电池正负极性检测控制电路；双刀双掷继电器开关K1的上常闭静触点连接双刀双掷继电器开关K1的下常开静触点后用于与电池输出的一端连接，双刀双掷继电器开关K1的上常开静触点连接双刀双掷继电器开关K1的下常闭静触点后用于与电池输出的另一端连接，双刀双掷继电器开关K1的上动触点用于连接在电池充电器正极与双刀双掷继电器开关K1的上常闭静触点之间的线路中，双刀双掷继电器开关K1的下动触点用于连接在电池充电器负极与双刀双掷继电器开关K1的下常闭静触点之间的线路中；电池正负极性检测控制电路用于检测电池输出电压的极性，当检测到电池输出的正负极性与电池充电器的输出正负极性不匹配时控制双刀双掷继电器开关K1的控制线圈吸合。

4.根据权利要求3所述的电池充电器自适应电路，其特征在于：电池正负极性检测控制电路包括二极管D1、二极管D2和电阻R1，二极管D2的阳极用于连接电池输出的一端，二极管D1的阳极用于连接电池输出的另一端，二极管D1的阴极经电阻R1后与二极管D2的阴极相连。

5.根据权利要求1所述的电池充电器自适应电路，其特征在于：延时复位控制电路包括：整流桥DB1、电容C1、按键K2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管Q1，以及光耦OC1；整流桥DB1交流输入的一端用于连接电池输出的一端，整流桥DB1交流输入的另一端用于连接电池输出的另一端，整流桥DB1的输出正经电阻R4后连接到光耦OC1的二极管阳极，整流桥DB1的输出负依次经MOS管Q1的源极和MOS管Q1的漏极后连接到光耦OC1的二极管阴极，电阻R5的一端连接整流桥DB1的输出正，电阻R5的另一端经电容C1后连接到MOS管Q1的源极，电阻R6与电容C1并联，电容C1与按键K2并联，MOS管Q1的栅极连接电阻R5的另一端，光耦OC1的三极管集电极和光耦OC1的三极管发射极输出控制信号用于控制电池充电器是否工作。

6.根据权利要求1所述的电池充电器自适应电路，其特征在于：延时复位控制电路包括：整流桥DB1、电容C1、按键K2、电阻R4、电阻R5、电阻R6，以及MOS管Q1；整流桥DB1交流输入的一端用于连接电池输出的一端，整流桥DB1交流输入的另一端用于连接电池输出的另一端，整流桥DB1的输出正经电阻R4后连接到MOS管Q1的漏极，整流桥DB1的输出负连接到MOS管Q1的源极，电阻R5的一端连接整流桥DB1的输出正，电阻R5的另一端经电容C1后连接到MOS管Q1的源极，电阻R6与电容C1并联，电容C1与按键K2并联，MOS管Q1的栅极连接电阻R5的另一端，MOS管Q1的漏极和源极输出控制信号用于控制电池充电器是否工作。