CN209767181U - 一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，包括保护电路、变压电路、整流电路、稳压电路、采样电路、充电控制电路、温度调节电路以及主控芯片U1；所述保护电路市电电连接，保护电路与变压器电路电连接，变压器电路与整流电路电连接，整流电路与稳压电路电连接，稳压电路与充电控制电路电连接，充电控制电路与电池组电连接，充电控制电路的控制端与主控芯片U1的3引脚电连接，电池组通过采样电路与主控芯片U1的6引脚电连接，温度调节电路的控制端与主控芯片U1的6引脚电连接，温度调节电路与稳压电路电连接。设计的电路可以在电池组充电过程中持续的给充电电路降温，提高了蓄电池的充电效率，延长了蓄电池的使用寿命。

Description

一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体的，涉及一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路。

背景技术

蓄电池经过百余年的发展和完善，不仅具有价格低廉、可靠性和安全性高的特点，而且原材料丰富，制造工艺简单，因而在通讯、交通、电力等部门得到广泛应用，蓄电池的充电装置为蓄电池补充能量，其性能的好坏直接影响蓄电池的的充电时间的长短以及使用寿命，给蓄电池充电经常出现过充和充电电路过热现象，不仅浪费电能，还会损坏蓄电池以及造成充电电路故障导致的安全隐患，大大缩短了蓄电池和充电器的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决蓄电池充电电路过热以及蓄电池过充现象导致的蓄电池充电效率不高和寿命短的问题，提出了一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，该电路能够根据采样电路采集到的电池组的充电状态，自动控制充电进程，当电池快充满时，会持续的给蓄电池提供微弱的补充电流，直到充满为止，同时设置有温度调节电路，可以在电池组充电过程中持续的给充电电路降温，极大的提高了蓄电池的充电效率，减少了对蓄电池的损坏，延长了蓄电池的使用寿命。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的一种技术方案是，一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，包括保护电路、变压电路、整流电路、稳压电路、采样电路、充电控制电路、温度调节电路以及主控芯片U1；所述保护电路的输入端与市电电连接，保护电路的输出端与变压器电路的输入端电连接，变压器电路的输出端与整流电路的输入端电连接，整流电路的输出端与稳压电路的输入端电连接，稳压电路的输出端与充电控制电路的输入端电连接，充电控制电路的输出端与电池组电源输入端电连接，充电控制电路的控制端与主控芯片U1的3引脚电连接，采样电路的输入端与电池组电源输出端电连接，采样电路的采样端与主控芯片U1的6引脚电连接，所述温度调节电路的控制端与主控芯片U1的6引脚电连接，温度调节电路的输入端与稳压电路的输出端电连接。

本方案中，市电经过保护电路、变压电路以及整流电路将交流电变为低压直流电，然后经过滤波电路变成稳定的直流电，通过LM7824给主控芯片供稳定的直流电，采样电路实时采集电池组的充电状态，当电池组欠压状态时，采样电路的电压低于NE555芯片组成的“滞回比较器”的下限电压，此时，控制三极管VT1导通，继电器吸合，电池进入充电状态；当充电一段时间后，电池组的电压随时充电的进行升高，当高于预先设定的电压值时，取样电路输出的电压高于NE555组成的“滞回比较器”的上限电压时，此时，控制三极管截止，继电器释放，此时电池进入低电流充电状态，当电池放电后电池组的电压降低，采样电路的电压低于NE555芯片组成的“滞回比较器”的下限电压时，重复上述充电过程；当环境温度在设定温度以下时，三极管VT2导通；三极管VT3也导通，由于VT4连接VT3的集电极电压在0．3V以下，因此三极管VT4截止，发光LED4不亮，继电器KM2的0-3电脚连通，风扇不启动，如果环境温度上升，那么热敏电阻R13的阻值就要减小，这样三极管VT2的基极电压就会就会升高，由于VT2是PNP型三极管，所以三极管VT2会截止，三极管VT3的基极得不到工作电流也截止。VT3的集电极电压升高，使三极管VT4饱和导通，这时继电器吸合，继电器KM2的0-4连通，发光LED4亮，风扇启动，当电池充电进入小电流充电状态时，环境温度降低到设定值时，继电器KM2重新释放，继电器KM2的0-3电脚连通，风扇停止运转，降温过程结束；该电路充电效果好，同时保护电路可以保障因电路过热或短路故障导致的安全隐患，电池组的两种充电状态延长了电池的使用寿命。

所述的保护电路包括有压敏电阻RV1、电容C1、熔断器F1以及熔断器F2，所述熔断器F1的第一端与火线电连接，所述熔断器F1的第二端与压敏电阻RV1的第一端电连接，所述压敏电阻RV1的第二端与零线电连接，所述压敏电阻RV1的第一端与所述电容C1的第一端电连接，所述电容C1的第二端与所述压敏电阻RV1的第二端电连接，所述熔断器F2的第一端与所述电容C1的第一端电连接，所述熔断器F2的第二端与所述变压器的原边的电脚1电连接，所述变压器的原边的电脚2与所述电容C1的第二端电连接。

所述稳压电路包括电容C2，电容C2的第一端与电容C3的第一端电连接，电容C2的第二段与电容C3的第二端电连接，电容C3的第一端与电容C4的第一端电连接，电容C4的第一端与电容C5的第一端电连接，电容C5的第一端与稳压芯片U2的输入端电连接，稳压芯片的输出端与电容C6的第一端电连接，电容C6的第一端与电容C7的第一端电连接，电容C7的第一端与主控芯片U1的电源输入引脚电连接，所述电容C4第二端、电容C5第二端、电容C6第二端、电容C7第二端以及稳压芯片U2的GND引脚均接地。

所述的充电控制电路包括电阻R2，电阻R2的第一端与主控芯片U1的3引脚电连接，电阻R2的第二端与三极管VT1的基极电连接，三极管VT1的基极与电阻R4的第一端电连接，电阻R4的第二端通过电容C8与主控芯片U1的5引脚电连接，三极管的集电极与继电器KM1的第一端电连接，继电器KM1的第二端与电阻R11电连接，电阻R11的第二端与电阻R1的第一端电连接，电阻R1的第一端 与电容C3的第一端电连接，电阻R1的第二端通过指示灯LED1与主控芯片U1的7引脚电连接，继电器KM1的第一端与二极管D5的阳极端电连接，继电器KM1的第二端与二极管D5的阴极端电连接，三极管的发射极与电阻R4的第二端电连接，电阻R10的第一端与电阻R11的第二端电连接，电阻R10的第二端通过指示灯LED2与继电器KM1的1电脚电连接，电阻R9的第一端与电阻R10的第一端电连接，电阻R9的第二端与继电器KM1的2电脚的第二端电连接，电池组的电源正极与继电器KM1的0电脚电连接。

所述采样电路包括滑动变阻器R6，电阻R6的第一端与三极管VT1的发射极电连接，滑动变阻器R6的滑动端与主控芯片U1的2引脚电连接，滑动变阻器R6的第二端与电阻R5的第一端电连接，电阻R5的第二端与滑动变阻器R7的第二端电连接，滑动变阻器R7的第二端与电阻R8的第二端电连接，电阻R8的第一端与滑动变阻器R6的第一端电连接，滑动变阻器R7的滑动端与主控芯片U1的6引脚电连接，电容C9的第一端与电阻R8的第一端电连接，电容C9的第二端与滑动变阻器R7的第二端电连接，电池组的正极端与电容C9第二端电连接，电池组的负极端与电容C9的第一端电连接。

所述温度调节电路包括有滑动变阻器R12，滑动变阻器R12的第一端与电池组负极电连接，滑动变阻器R12的滑动端与主控芯片U1的6引脚电连接，滑动变阻器R12的第二端与三极管VT2的基极端电连接，三极管VT2的基极端与热敏电阻R13的第一端电连接，热敏电阻R13的第二端与稳压芯片U2的输出端电连接， 三极管VT2的发射极与热敏电阻R13的第二端电连接，三极管VT2的集电极与电阻R15的第一端电连接，电阻R15的第二端与电池组负极电端电连接，电阻R15的第一端与三极管VT3的基极电连接，三极管VT3的发射极与电池组负极端电连接，三极管VT3的集电极与电阻R16的第一端电连接，电阻R16的第二端与三极管VT2的发射极电连接，电阻R16的第一端与三极管VT4的基极电连接，三极管VT4的发射极与电池组的负极端电连接，三极管VT4的集电极与继电器KM2的第一端电连接，继电器KM2的第二端与电阻R17的第1端电连接，电阻R17的第二端与电阻R16的第二端电连接， 继电器KM2的第二端与二极管D6的阳极端电连接，继电器KM2的第一端与二极管D6的阴极端电连接，电阻R14的第一端与三极管VT3的基极电连接，电阻R14的第二端与三极管VT4的集电极电连接，电阻R18的第一端与三极管VT4的发射级电连接，电阻R18的第二端与继电器KM2的3电脚电连接，电阻R19的第一端与继电器KM2的4电脚电连接，电阻R19的第二端与电阻R17的第二端电连接，风扇M的一端与继电器KM2的0电脚电连接，风扇的另一端与指示灯LED4的阴极端电连接，指示灯LED4的阳极端与电阻R19的第二端电连接。

作为优选，所述的主控芯片采用NE555型号芯片，NE555型号芯片具有八个引脚。本方案中，NE555型号芯片只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用，计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

作为优选，所述的稳压芯片U 2采用LM7824稳压芯片。本方案中，LM7824稳压芯片内部有过流、过热以及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便以及价格便宜。

本实用新型的有益效果：本实用新型设计的电路能够根据采样电路采集到的电池组的充电状态，自动控制充电进程，当电池快充满时，会持续的给蓄电池提供微弱的补充电流，直到充满为止，同时设置有温度调节电路，可以在电池组充电过程中持续的给充电电路降温，极大的提高了蓄电池的充电效率，减少了对蓄电池的损坏，延长了蓄电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路的电路原理图。

图中标记说明：1-保护电路，2-变压电路，3-整流电路，4-稳压电路，5-采样电路，6-充电控制电路，7-温度调节电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本实用新型的一种最佳实施例，仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围，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：如图1所示，是一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路原理图，由保护电路1、变压电路2、整流电路3、稳压电路4、采样电路5、充电控制电路6、温度调节电路7以及主控芯片U1组成，其中主控芯片采用的是NE555时基芯片，市电的火线经过熔断器F1和熔断器F2与电压器的初级线圈的一端连接，市电的零线与变压器的初级线圈的另一端电连接，火线和零线之间并联有电容C1和压敏电阻RV1，变压器的次级线圈的两端经过整流电路3将交流电转化成直流电，让过经过并联的电容C2和电容C3滤波后形成稳定的直流电，整流电路3的正极端经过电容C4和电容C5滤波后，与稳压芯片LM7824的输入端电连接，稳压芯片LM7824的输出端经过电容C6与电容C7滤波后，与NE555时基芯片的4引脚和8引脚电连接，其中电容C4、电容C5、电容C6、电容C7以及LM7824的接地端均接地。

充电控制电路6中，电阻R2的第一端与主控芯片U1的3引脚电连接，电阻R2的第二端与三极管VT1的基极电连接，三极管VT1的基极与电阻R4的第一端电连接，电阻R4的第二端通过电容C8与主控芯片U1的5引脚电连接，三极管的集电极与继电器KM1的第一端电连接，继电器KM1的第二端与电阻R11电连接，电阻R11的第二端与电阻R1的第一端电连接，电阻R1的第一端 与电容C3的第一端电连接，电阻R1的第二端通过指示灯LED1与主控芯片U1的7引脚电连接，继电器KM1的第一端与二极管D5的阳极端电连接，继电器KM1的第二端与二极管D5的阴极端电连接，三极管的发射极与电阻R4的第二端电连接，电阻R10的第一端与电阻R11的第二端电连接，电阻R10的第二端通过指示灯LED2与继电器KM1的1电脚电连接，电阻R9的第一端与电阻R10的第一端电连接，电阻R9的第二端与继电器KM1的2电脚的第二端电连接，电池组的电源正极与继电器KM1的0电脚电连接。

采样电路5中，电阻R6的第一端与三极管VT1的发射极电连接，滑动变阻器R6的滑动端与主控芯片U1的2引脚电连接，滑动变阻器R6的第二端与电阻R5的第一端电连接，电阻R5的第二端与滑动变阻器R7的第二端电连接，滑动变阻器R7的第二端与电阻R8的第二端电连接，电阻R8的第一端与滑动变阻器R6的第一端电连接，滑动变阻器R7的滑动端与主控芯片U1的6引脚电连接，电容C9的第一端与电阻R8的第一端电连接，电容C9的第二端与滑动变阻器R7的第二端电连接，电池组的正极端与电容C9第二端电连接，电池组的负极端与电容C9的第一端电连接。

温度调节电路7中，滑动变阻器R12的第一端与电池组负极电连接，滑动变阻器R12的滑动端与主控芯片U1的6引脚电连接，滑动变阻器R12的第二端与三极管VT2的基极端电连接，三极管VT2的基极端与热敏电阻R13的第一端电连接，热敏电阻R13的第二端与稳压芯片U2的输出端电连接， 三极管VT2的发射极与热敏电阻R13的第二端电连接，三极管VT2的集电极与电阻R15的第一端电连接，电阻R15的第二端与电池组负极电端电连接，电阻R15的第一端与三极管VT3的基极电连接，三极管VT3的发射极与电池组负极端电连接，三极管VT3的集电极与电阻R16的第一端电连接，电阻R16的第二端与三极管VT2的发射极电连接，电阻R16的第一端与三极管VT4的基极电连接，三极管VT4的发射极与电池组的负极端电连接，三极管VT4的集电极与继电器KM2的第一端电连接，继电器KM2的第二端与电阻R17的第1端电连接，电阻R17的第二端与电阻R16的第二端电连接， 继电器KM2的第二端与二极管D6的阳极端电连接，继电器KM2的第一端与二极管D6的阴极端电连接，电阻R14的第一端与三极管VT3的基极电连接，电阻R14的第二端与三极管VT4的集电极电连接，电阻R18的第一端与三极管VT4的发射级电连接，电阻R18的第二端与继电器KM2的3电脚电连接，电阻R19的第一端与继电器KM2的4电脚电连接，电阻R19的第二端与电阻R17的第二端电连接，风扇M的一端与继电器KM2的0电脚电连接，风扇的另一端与指示灯LED4的阴极端电连接，指示灯LED4的阳极端与电阻R19的第二端电连接。

本实用新型一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路的工作原理如下：

市电经过保护电路1、变压电路2以及整流电路3将交流电变为低压直流电，然后经过滤波电路变成稳定的直流电，通过LM7824给主控芯片供稳定的直流电，采样电路5实时采集电池组的充电状态，当电池组欠压状态时，采样电路5的电压低于NE555芯片组成的“滞回比较器”的下限电压，此时，NE555芯片的3引脚输出高电平，控制三极管VT1导通，继电器KM1吸合，此时继电器KM1的0-2电脚连通，电池进入充电状态；当充电一段时间后，电池组的电压随时充电的进行升高，当高于预先设定的电压值时（如13.7V时），取样电路输出的电压高于NE555组成的“滞回比较器”的上限电压时，此时，NE555芯片的3引脚输出低电平，控制三极管VT1截止，继电器KM1释放，此时继电器KM1的0-1电脚连通，电池进入低电流充电状态，此时电源经电阻R7和指示灯LED3持续为电池组补充微弱的电流；当电池放电后电池组的电压降低，采样电路5的电压低于NE555芯片组成的“滞回比较器”的下限电压时，重复上述充电过程；由电路原理图可知，当指示灯LED1（红色LED灯）点亮时，表示正在充电，当LED1熄灭，当指示灯LED2（绿色LED灯）点亮时表示电池充满电状态，当指示灯LED3（黄色LED灯）亮时，表示充满电后的小电流补充充电状态，可以根据指示灯LED3的亮度，判断电池组的蓄电多少；当环境温度在设定温度以下时，三极管VT2导通；三极管VT3也导通，由于VT4连接VT3的集电极电压在0．3V以下，因此三极管VT4截止，发光LED4不亮，继电器KM2的0-3电脚连通，风扇不启动，如果环境温度上升，那么热敏电阻R13的阻值就要减小，这样三极管VT2的基极电压就会就会升高，由于三极管VT2是PNP型三极管，三极管VT3和三极管VT4均为NPN型三极管，所以三极管VT2会截止，三极管VT3的基极得不到工作电流也截止；VT3的集电极电压升高，使三极管VT4饱和导通，这时继电器吸合，继电器KM2的0-4连通，发光LED4亮（LED4为绿色灯），风扇启动，当电池充电进入小电流充电状态时，环境温度降低到设定值时，继电器KM2重新释放，继电器KM2的0-3电脚连通，风扇停止运转，降温过程结束；该电路充电效果好，同时保护电路1可以保障因电路过热或短路故障导致的安全隐患，设置有降温电路和自充电电路，保障充电过程高效安全的进行，延长了电池组的使用寿命。

以上所述之具体实施方式为本实用新型一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于，包括保护电路、变压电路、整流电路、稳压电路、采样电路、充电控制电路、温度调节电路以及主控芯片U1；所述保护电路的输入端与市电电连接，保护电路的输出端与变压器电路的输入端电连接，变压器电路的输出端与整流电路的输入端电连接，整流电路的输出端与稳压电路的输入端电连接，稳压电路的输出端与充电控制电路的输入端电连接，充电控制电路的输出端与电池组电源输入端电连接，充电控制电路的控制端与主控芯片U1的3引脚电连接，采样电路的输入端与电池组电源输出端电连接，采样电路的采样端与主控芯片U1的6引脚电连接，所述温度调节电路的控制端与主控芯片U1的6引脚电连接，温度调节电路的输入端与稳压电路的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于：所述的保护电路包括有压敏电阻RV1、电容C1、熔断器F1以及熔断器F2，所述熔断器F1的第一端与火线电连接，所述熔断器F1的第二端与压敏电阻RV1的第一端电连接，所述压敏电阻RV1的第二端与零线电连接，所述压敏电阻RV1的第一端与所述电容C1的第一端电连接，所述电容C1的第二端与所述压敏电阻RV1的第二端电连接，所述熔断器F2的第一端与所述电容C1的第一端电连接，所述熔断器F2的第二端与所述变压器的原边的电脚1电连接，所述变压器的原边的电脚2与所述电容C1的第二端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于：所述稳压电路包括电容C2，电容C2的第一端与电容C3的第一端电连接，电容C2的第二段与电容C3的第二端电连接，电容C3的第一端与电容C4的第一端电连接，电容C4的第一端与电容C5的第一端电连接，电容C5的第一端与稳压芯片U2的输入端电连接，稳压芯片的输出端与电容C6的第一端电连接，电容C6的第一端与电容C7的第一端电连接，电容C7的第一端与主控芯片U1的电源输入引脚电连接，所述电容C4第二端、电容C5第二端、电容C6第二端、电容C7第二端以及稳压芯片U2的GND引脚均接地。

4.根据权利要求3所述的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于：所述的充电控制电路包括电阻R2，电阻R2的第一端与主控芯片U1的3引脚电连接，电阻R2的第二端与三极管VT1的基极电连接，三极管VT1的基极与电阻R4的第一端电连接，电阻R4的第二端通过电容C8与主控芯片U1的5引脚电连接，三极管的集电极与继电器KM1的第一端电连接，继电器KM1的第二端与电阻R11电连接，电阻R11的第二端与电阻R1的第一端电连接，电阻R1的第一端与电容C3的第一端电连接，电阻R1的第二端通过指示灯LED1与主控芯片U1的7引脚电连接，继电器KM1的第一端与二极管D5的阳极端电连接，继电器KM1的第二端与二极管D5的阴极端电连接，三极管的发射极与电阻R4的第二端电连接，电阻R10的第一端与电阻R11的第二端电连接，电阻R10的第二端通过指示灯LED2与继电器KM1的1电脚电连接，电阻R9的第一端与电阻R10的第一端电连接，电阻R9的第二端与继电器KM1的2电脚的第二端电连接，电池组的电源正极与继电器KM1的0电脚电连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于：所述采样电路包括滑动变阻器R6，电阻R6的第一端与三极管VT1的发射极电连接，滑动变阻器R6的滑动端与主控芯片U1的2引脚电连接，滑动变阻器R6的第二端与电阻R5的第一端电连接，电阻R5的第二端与滑动变阻器R7的第二端电连接，滑动变阻器R7的第二端与电阻R8的第二端电连接，电阻R8的第一端与滑动变阻器R6的第一端电连接，滑动变阻器R7的滑动端与主控芯片U1的6引脚电连接，电容C9的第一端与电阻R8的第一端电连接，电容C9的第二端与滑动变阻器R7的第二端电连接，电池组的正极端与电容C9第二端电连接，电池组的负极端与电容C9的第一端电连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于：所述温度调节电路包括有滑动变阻器R12，滑动变阻器R12的第一端与电池组负极电连接，滑动变阻器R12的滑动端与主控芯片U1的6引脚电连接，滑动变阻器R12的第二端与三极管VT2的基极端电连接，三极管VT2的基极端与热敏电阻R13的第一端电连接，热敏电阻R13的第二端与稳压芯片U2的输出端电连接，三极管VT2的发射极与热敏电阻R13的第二端电连接，三极管VT2的集电极与电阻R15的第一端电连接，电阻R15的第二端与电池组负极电端电连接，电阻R15的第一端与三极管VT3的基极电连接，三极管VT3的发射极与电池组负极端电连接，三极管VT3的集电极与电阻R16的第一端电连接，电阻R16的第二端与三极管VT2的发射极电连接，电阻R16的第一端与三极管VT4的基极电连接，三极管VT4的发射极与电池组的负极端电连接，三极管VT4的集电极与继电器KM2的第一端电连接，继电器KM2的第二端与电阻R17的第1端电连接，电阻R17的第二端与电阻R16的第二端电连接，继电器KM2的第二端与二极管D6的阳极端电连接，继电器KM2的第一端与二极管D6的阴极端电连接，电阻R14的第一端与三极管VT3的基极电连接，电阻R14的第二端与三极管VT4的集电极电连接，电阻R18的第一端与三极管VT4的发射级电连接，电阻R18的第二端与继电器KM2的3电脚电连接，电阻R19的第一端与继电器KM2的4电脚电连接，电阻R19的第二端与电阻R17的第二端电连接，风扇M的一端与继电器KM2的0电脚电连接，风扇的另一端与指示灯LED4的阴极端电连接，指示灯LED4的阳极端与电阻R19的第二端电连接。

7.根据权利要求1或3或4或5或6所述的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于：所述的主控芯片采用NE555型号芯片，NE555型号芯片具有八个控制引脚。

8.根据权利要求3或6所述的一种具有温度自调节功能的蓄电池充电电路，其特征在于：所述的稳压芯片U 2采用LM7824稳压芯片。