CN208423844U - 一种低功耗蓄电池欠压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗蓄电池欠压保护电路，包括：开关S1、场效应管Q1以及场效应管Q2；其中，所述开关S1包括电源输入端和电源输出端；所述场效应管Q1的S极同时与所述开关S1的电源输出端、电阻R1的一端和稳压二极管Z1的负极连接；所述场效应管Q2的S极同时与所述电阻R4的另一端、所述二极管Z3的正极和所述蓄电池的负极连接，所述蓄电池的负极接地并连接负载负极；所述电阻R3的另一端串联连接二极管Z2的正极，所述二极管Z2的负极和所述场效应管Q1的D极同时连接负载正极。本实用新型的保护电路，功耗低、结构简单，可在欠压时，断开电源与负载的连接，可靠性和抗干扰性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池保护电路技术领域，尤其涉及一种低功耗蓄电池欠压保护电路。
背景技术
蓄电池大量应用于电气设备、家电、汽车等产品。在使用过程中，若果使用不当，比如严重放空电池能量，会大大降低电池的使用寿命。由于电池自身固有的特性，在使用过程中不能将电池容量低于10％，否则蓄电池过放电而导致的电压降低会造成极板酸化，会严重降低电池寿命，因而设计了电池欠压保护电路。现有的电池欠压保护电路基本都是将电池电压通过电阻分压后送入比较器判断电池是否欠压的方式来检测欠压，而引入分压电阻，在电路切断了负载后，电路的分压电阻还会继续损耗电池能量，如果放置时间过长，分压电阻会严重损耗电池能量，所以这种电路也不能很好保护电池。而且，目前市场上大部分蓄电池欠压保护电路大多结构复杂，损耗大，如果电池长时间静置不使用，也会严重损耗电池电量，因此没有大范围应用。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型提供了一种功耗低、结构简单的电池欠压保护电路，可在欠压时，断开电源与负载的连接，可靠性和抗干扰性强。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为提供一种低功耗蓄电池欠压保护电路，包括：开关S1、场效应管Q1以及场效应管Q2；其中，所述开关S1包括电源输入端和电源输出端，所述开关S1的电源输入端与蓄电池连接；所述场效应管Q1的S极同时与所述开关S1的电源输出端、电阻R1的一端和稳压二极管Z1的负极连接，所述场效应管Q1的G极同时与所述电阻R1的另一端、所述稳压二极管Z1的正极和电阻R2的一端连接；所述场效应管Q2的D极同时连接所述电阻R2的另一端和电容C1的一端，所述电容C1的另一端串联连接电容C2的一端；所述场效应管Q2的G极同时与所述电容C2的另一端、电阻R4的一端、二极管Z3的负极和电阻R3的一端连接，所述场效应管Q2的S极同时与所述电阻R4的另一端、所述二极管Z3的正极和所述蓄电池的负极连接，所述蓄电池的负极接地并连接负载负极；所述电阻R3的另一端串联连接二极管Z2的正极，所述二极管Z2的负极和所述场效应管Q1的D极同时连接负载正极。
作为本实用新型的进一步改进，所述开关S1为单刀双掷开关，所述开关S1的电源输入端设置有1脚和3脚，所述开关S1的1脚与所述蓄电池的正极连接，所述开关S1的3脚与所述蓄电池的负极连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述场效应管Q1为P型场效应管，所述场效应管Q2为N型场效应管。
作为本实用新型的进一步改进，所述电阻R1与所述稳压二极管Z1并联连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述电阻R1、所述电阻R2、所述电阻R3和所述电阻R4的阻值均为47kΩ。
作为本实用新型的进一步改进，所述电容C1和所述电容C2的容值均为10uF。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型低功耗蓄电池欠压保护电路，可在欠压时，断开电源与负载的连接，即在电池进入保护后消耗极低的能量，消耗量只为电容自损耗，能够低于1uA；并且电路采用基础元器件构成，极大的增强系统的可靠性，具有结构简单、功耗低、抗干扰性强的优点，适用范围广。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的低功耗蓄电池欠压保护电路的电路图；
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，是本实施例的一种低功耗蓄电池欠压保护电路(以下简称保护电路)，包括：开关S1、场效应管Q1以及场效应管Q2；其中，开关S1优选为单刀双掷开关，场效应管Q1为P型场效应管(以下表示为P型场效应管Q1)，场效应管Q2为N型场效应管(以下表示为N型场效应管Q2)。
如图1，开关S1包括电源输入端和电源输出端，开关S1的电源输入端与蓄电池连接；更具体的是开关S1的电源输入端设置有1脚和3脚，开关S1的1脚与蓄电池的正极连接，开关S1的3脚与蓄电池的负极连接。P型场效应管Q1的S极同时与开关S1的电源输出端(开关S1的2脚)、电阻R1的一端和稳压二极管Z1的负极连接，P型场效应管Q1的G极同时与电阻R1的另一端、稳压二极管Z1的正极和电阻R2的一端连接，其中，电阻R1与稳压二极管Z1并联连接；N型场效应管Q2的D极同时连接电阻R2的另一端和电容C1的一端，电容C1的另一端串联连接电容C2的一端；N型场效应管Q2的G极同时与电容C2的另一端、电阻R4的一端、二极管Z3的负极和电阻R3的一端连接，N型场效应管Q2的S极同时与电阻R4的另一端、二极管Z3的正极和蓄电池的负极连接，蓄电池的负极接地GND并连接负载负极；电阻R3的另一端串联连接二极管Z2的正极，二极管Z2的负极和P型场效应管Q1的D极同时连接负载正极。在本实施例中，优选的电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的阻值均为47kΩ，优选的，电容C1和电容C2的容值均为10uF。本实施例中所选用的电子元器件均为常用的基础元器件，元件器的生产及性能稳定可靠，进一步确保了保护电路的安全可靠性，而且本实施例所用电子元器件数量少，电路结构简单，极易推广应用。
本实施例的工作过程为：
本实施例的保护电路工作时，可存在三种状态：断电状态、正常输出状态、欠压保护关断输出状态，这三种工作状态的具体工作过程如下：
(1)断电状态
用户不使用电池时，将开关S1打在关闭状态，此时开关S1的电源输入端的3脚与电源输出端的2脚接通，保护电路未上电不工作。
(2)正常输出状态
当用户需要使用蓄电池时，将开关S1的电源输入端的1脚与电源输出端的2脚接通，蓄电池与保护电路接通；
若此时蓄电池电量超过10％，则电池电压较高，由公知常识此时电池电压大于9V；电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2以及电阻R4形成串联电路，蓄电池给电容C1和电容C2充电。充电过程中，经电阻R1和电阻R2分压后，P型场效应管Q1得到一个-5V的驱动电压，P型场效应管Q1导通，向二极管Z2、电阻R3和电阻R4输出电压，优选的本实施例的二极管Z2选用9V的稳压二极管；当输出电压达到二极管Z2的启动电压时，二极管Z2导通，则二极管Z2、电阻R3以及电阻R4形成电流回路，由此给到N型场效应管Q2一个驱动电压，N型场效应管Q2导通，此时N型场效应管Q2的D极为低电平，蓄电池电压通过电阻R1和电阻R2的分压作用下，另外给到P型场效应管Q1一个驱动电压，使得P型场效应管Q1保持导通状态并形成一个正反馈闭环，保持电路开通，向负载输出电压，由此保护电路处于正常输出状态。
(3)欠压保护关断输出状态
在使用过程中，当蓄电池电压低于9V的时候，二极管Z2由于欠压关断，N型场效应管Q2由于G极欠压而关断，电容C1和电容C2则通过电阻R1、电阻R2及电阻R4向蓄电池充电，很快充满，此时P型场效应管Q1由于无驱动电压维持，关闭输出。保护电路此时关断了输出，无负载损耗电池能量；蓄电池电压通过电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2以及电阻R4形成的回路给电容C1和电容C2充电，待电容充满电后，该回路电流为0，而N型场效应管Q2由于没有驱动电压而关断，则整个保护电路的消耗量只有电容自损耗(没有其他没有耗电)，消耗量低于1uA，最终实现了保护电路的低功耗。
应用时，本实施例的保护电路设计连接在蓄电池与负载中间，在蓄电池欠压时主动切断蓄电池与负载的连接，并且保护电路功耗降低到1uA以下，可有效阻止电池进一步放电，起到很好的防止电池过放电及保护作用。
综上所述，本实施例的低功耗蓄电池欠压保护电路可在欠压时，断开电源与负载的连接，即在电池进入保护后消耗极低的能量，消耗量只为电容自损耗，能够低于1uA；并且保护电路采用基础元器件构成，极大的增强系统的可靠性，具有结构简单、功耗低、抗干扰性强的优点，适用范围广。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种低功耗蓄电池欠压保护电路，其特征在于：包括：开关S1、场效应管Q1以及场效应管Q2；
其中，所述开关S1包括电源输入端和电源输出端，所述开关S1的电源输入端与蓄电池连接；
所述场效应管Q1的S极同时与所述开关S1的电源输出端、电阻R1的一端和稳压二极管Z1的负极连接，所述场效应管Q1的G极同时与所述电阻R1的另一端、所述稳压二极管Z1的正极和电阻R2的一端连接；
所述场效应管Q2的D极同时连接所述电阻R2的另一端和电容C1的一端，所述电容C1的另一端串联连接电容C2的一端；所述场效应管Q2的G极同时与所述电容C2的另一端、电阻R4的一端、二极管Z3的负极和电阻R3的一端连接，所述场效应管Q2的S极同时与所述电阻R4的另一端、所述二极管Z3的正极和所述蓄电池的负极连接，所述蓄电池的负极接地并连接负载负极；
所述电阻R3的另一端串联连接二极管Z2的正极，所述二极管Z2的负极和所述场效应管Q1的D极同时连接负载正极。
2.根据权利要求1所述的低功耗蓄电池欠压保护电路，其特征在于：所述开关S1为单刀双掷开关，所述开关S1的电源输入端设置有1脚和3脚，所述开关S1的1脚与所述蓄电池的正极连接，所述开关S1的3脚与所述蓄电池的负极连接。
3.根据权利要求1所述的低功耗蓄电池欠压保护电路，其特征在于：所述场效应管Q1为P型场效应管，所述场效应管Q2为N型场效应管。
4.根据权利要求1所述的低功耗蓄电池欠压保护电路，其特征在于：所述电阻R1与所述稳压二极管Z1并联连接。
5.根据权利要求1所述的低功耗蓄电池欠压保护电路，其特征在于：所述电阻R1、所述电阻R2、所述电阻R3和所述电阻R4的阻值均为47kΩ。
6.根据权利要求1所述的低功耗蓄电池欠压保护电路，其特征在于：所述电容C1和所述电容C2的容值均为10uF。
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| CN201820967314.2U CN208423844U (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种低功耗蓄电池欠压保护电路 |
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| CN208423844U true CN208423844U (zh) | 2019-01-22 |
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| CN201820967314.2U Active CN208423844U (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种低功耗蓄电池欠压保护电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN208423844U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110932365A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-03-27 | 博科能源系统(深圳)有限公司 | 一种电池保护电路 |
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2018
- 2018-06-22 CN CN201820967314.2U patent/CN208423844U/zh active Active
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