CN210016273U

CN210016273U - 一种带滞回的电池组欠压保护电路

Info

Publication number: CN210016273U
Application number: CN201921161006.1U
Authority: CN
Inventors: 程炜杰
Original assignee: Shandong Foreign Trade Professional School
Current assignee: Shandong Foreign Trade Professional School
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-02-04
Anticipated expiration: 2029-07-23

Abstract

本实用新型公开了一种带滞回的电池组欠压保护电路，其包括：三引脚可调分流稳压器，与可调分流稳压器阴极连接的电阻R3、P型MOSFET管Q1，与可调分流稳压器REF端连接的电阻R1、R2，在输出端与可调分流稳压器REF端间的串联设置的二极管D1、电阻R4；电阻R3、R2的公共端连接电池组正极和Q1源极，Q1的栅极连接可调分流稳压器阴极，可调分流稳压器阳极连接电池组负极，电阻R1另一端连接电池组负极。上述保护电路能够在电池组电压低于电池组欠压保护值时，关闭电池组输出，防止电池组的损坏；并且，可以通过设置滞回电压值，当电池组电压在欠压临界点时，避免电池组频繁开关转换，保护电池，延长电池使用寿命。

Description

一种带滞回的电池组欠压保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种带滞回的电池组欠压保护电路。

背景技术

随着智能化产业的蓬勃发展，便携设备越来越多，而便携设备需要电池进行供电，因此，人们对电池的蓄电能力、使用安全性、使用寿命等提出更高的要求。电池不仅需要完善的保护措施，以防使用时发生危险；而且在电池的日常使用过程中，由于电池使用过久，引起内存耗电较多而电压下降，或者过度充电、过度放电，导致电池欠压，影响影响电池正常工作，甚至使电池发生永久性损坏。

因此，需要对电池工作电压进行实时监控，在必要时对电池进行关断输出，防止欠压损坏电池。

实用新型内容

针对电池使用时易发生欠压损坏的问题，本实用新型提供了一种带滞回的电池组欠压保护电路，实现在设置的欠压点关闭电池组输出功能，避免了电池由于欠压造成的损害，并且可以设置滞回电压区间，避免电池在欠压临界点频繁开关转换，从而延长电池的使用寿命。

为解决上述问题，本实用新型提供以下方案：

一种带滞回的电池组欠压保护电路，其包括：

三引脚可调分流稳压器；

与可调分流稳压器阴极连接的电阻R3、P型MOSFET管Q1；

与可调分流稳压器REF端连接的电阻R1、R2；

在输出端与可调分流稳压器REF端间的串联设置的二极管D1、电阻R4；

其中，电阻R3、R2的公共端连接电池组正极和Q1源极，Q1的栅极连接可调分流稳压器阴极，可调分流稳压器阳极连接电池组负极，电阻R1另一端连接电池组负极，二极管D1阳极与输出端连接，二极管D1阴极与电阻R4连接。

所述的电池组欠压保护电路中，三引脚可调分流稳压器为ATL431。

所述的电池组欠压保护电路中，在电阻R1两端并联退耦电容C1。

所述电池组欠压保护电路中，所述电池组为至少两块电池串联组合，并且电池组最大电压小于36V。

所述高压输出悬浮过流保护电路具有以下有益效果：

上述保护电路结构设置简单，能够在电池组电压低于设定值(电池组欠压保护值)时，关闭电池组输出，防止电池组的损坏；电池组电压高于电池组欠压保护解除值时，电池组恢复输出；并且，可以通过设置滞回电压值，当电池组电压在欠压临界点时，避免电池组频繁开关转换，保护电池，延长电池使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的带滞回的电池组欠压保护电路的电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本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，本领域技术人员在没有作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。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。

图1示出了优选实施例的一种带滞回的电池组欠压保护电路，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。

本实施例中，带滞回的电池组欠压保护电路与电池组连接，电路输出端可用于连接负载或充电器。电池组经电池组欠压保护电路向负载供电，避免电池组因欠压导致损坏。电池组为至少两块电池串联组合。

如图1所示，带滞回的电池组欠压保护电路至少包括：三引脚可调分流稳压器、P型MOSFET管Q1、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1。

其中，三引脚可调分流稳压器，其阳极与电池组负极连接，其阴极与电阻R3、P型MOSFET管Q1栅极连接，控制极REF端同时连接电阻R2、电阻R1。电阻R2、R3的公共端连接电池组正极和Q1的源极，电阻R1另一端连接电池组负极，电阻R4将输出端与可调分流稳压器REF端进行连接。输出端连接二极管D1阳极，二极管阴极与电阻R4连接，R4的另一端与可调分流稳压器REF端进行连接。

其中，三引脚可调分流稳压器采用ATL431。其他实施例中，也可替换为TL43X系列。ATL431的阴极电流范围得到很大提升，稳定性也有所提高，更适合用于本电路。本实施例中，ATL431的可调节稳压输出为2.5V～36V以下，因此，电池组的最大电压小于36V。

上述电路中，串联的电阻R1、R2作为分压电阻，上述MOSFET管Q1作为切断电池组与输出端的电子开关，可调分流稳压器ATL431通过调控MOSFET管Q1的源极与栅极的电压差(V_GS)，实现对MOSFET管Q1的关断或导通的控制。上述电路中D1的设置是用于对电流进行单向控制，保证电池组的输出完全由Q1控制。

本实施例中，

根据上述电路设计，计算可知：

电池组欠压保护值

电池组欠压保护解除值

滞回电压值V_Z＝V_J－V_B；

其中，V_ref为可调分流稳压器基准电压值，Rd为二极管D1的等效电阻值。

由此可知，通过对电阻R1、R2和R4的电阻值的改变，实现对电池组欠压保护值的调节；通过对电阻R1、R2的电阻值的改变，实现对电池组欠压保护解除值的调节；上述电阻值的调节，都会改变滞回电压值设置，可根据需要对电阻值进行设置。

设定电池组电压为V_D，上述电池组欠压保护电路的工作原理为：

(1)当电池组电压大于欠压保护解除值(V_D>V_J)时，ATL431的控制极REF端的电压值达到可调分流稳压器基准电压值V_ref，ATL431导通，ATL431的阴极电压和MOSFET管Q1的栅极电压降低，使Q1的源极电压高于栅极电压，Q1导通，电池组恢复输出。

(2)当电池组电压小于欠压保护值(V_D<V_B)时，ATL431截止，ATL431的阴极电压升高，MOSFET管Q1的栅极电压升高，导致Q1关断，电池组停止输出。

通过上述设置，可保证电池组电压低于设定值(欠压保护值V_B)时，关闭电池组输出；并可通过设置滞回电压值V_Z，避免电池组电压在欠压值附近时电池组频繁开关，保护电池，延长电池使用寿命。

进一步地，在电阻R1两端并联退耦电容C1，主要用于滤除输出端反馈的干扰，使电阻R1两端的电压(或者指ATL413的阳极与控制极间电压)波动小，起缓冲作用，使上述电池组欠压保护电路保持稳定工作。

进一步地，MOSFET管Q1上带寄生二极管。当电路中产生很大的瞬间反向电流时，可以通过所述寄生二极管导出，不至于击穿这个MOS管，起到保护MOS管的作用。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及本实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种带滞回的电池组欠压保护电路，其特征在于，包括：

三引脚可调分流稳压器；

与可调分流稳压器阴极连接的电阻R3、P型MOSFET管Q1；

与可调分流稳压器REF端连接的电阻R1、R2；

2.根据权利要求1所述的电池组欠压保护电路，其特征在于，三引脚可调分流稳压器为ATL431。

3.根据权利要求2所述的电池组欠压保护电路，其特征在于，在电阻R1两端并联退耦电容C1。

4.根据权利要求3所述的电池组欠压保护电路，其特征在于，所述电池组为至少两块电池串联组合，并且电池组的最大电压小于36V。

5.根据权利要求1所述的电池组欠压保护电路，其特征在于，MOSFET管Q1上带寄生二极管。