CN210273548U - 用于应急电源设备的电池充放电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于应急电源设备的电池充放电保护电路，包括充电保护电路和放电保护电路，充电保护电路包括充电阈值判断电路和充电控制电路，充电阈值判断电路的输入端连接电池正极，充电阈值判断电路的输出端连接充电控制电路的控制端，充电控制电路的输入端连接充电电源，充电控制电路的输出端连接电池充电端；放电保护电路包括放电阈值判断电路和放电控制电路，放电阈值判断电路的输入端连接电池正极，放电阈值判断电路的输出端连接放电控制电路的控制端，放电控制电路的输入端连接电池正极，放电控制电路的输出端连接负载设备。该用于应急电源设备的电池充放电保护电路具有结构简单、对电池起到充分安全防护的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及了一种用于应急电源设备的电池充放电保护电路。
背景技术
FEPS消防设备应急电源是当今建筑物中应急照明灯具、消防水泵等消防设备重要的电力供应设备，当市电出现异常时，将启动FEPS应急电源为应急照明灯具、消防设备提供电力保障。FEPS应急电源通常采用电池为储能元件，正常情况下市电为电池充电，市电断电时FEPS应急电源启动，电池通过逆变电路等为用电设备提供交流电源。由于FEPS应急电源仅在市电断电时才使用，而随着技术的进步，大多数情况下市电断电属于突发情况，也即FEPS应急电源的电池通常都处于长期存放状态，因此对应急电源的电池很少考虑电池过度放电的情况，缺乏对电池的放电保护。另外为防止电池存放过程中电量消耗而影响应急使用，电池一直处于充电状态，缺乏对电池过度充电的防护。部分产品的防护方式，是采用电池电量采集后通过滤波和放大再输入至控制器，由控制器通过继电器控制充电输入，但是该方式结构复杂。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种用于应急电源设备的电池充放电保护电路。
一种用于应急电源设备的电池充放电保护电路，包括充电保护电路和放电保护电路，充电保护电路包括充电阈值判断电路和充电控制电路，所述充电阈值判断电路的输入端连接电池正极，所述充电阈值判断电路的输出端连接所述充电控制电路的控制端，所述充电控制电路的输入端连接充电电源，所述充电控制电路的输出端连接电池充电端；所述放电保护电路包括放电阈值判断电路和放电控制电路，所述放电阈值判断电路的输入端连接电池正极，所述放电阈值判断电路的输出端连接所述放电控制电路的控制端，所述放电控制电路的输入端连接电池正极，所述放电控制电路的输出端连接负载设备。
基于上述，所述充电阈值判断电路包括MOS管Q1、稳压管D1、电阻R4、电阻R5和电阻R7，所述电阻R7的一端采样连接电池，所述电阻R7的另一端通过稳压管D1连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的栅极还通过电阻R5接地，所述MOS管Q1的漏极接地，所述MOS管Q1的源极通过电阻R4连接充电控制电路的控制端；所述充电控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6和MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极依次通过所述电阻R2和所述电阻R1连接充电电源，所述MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接电池充电端，所述电阻R3的两端分别连接MOS管Q2的栅极和源极，所述MOS管Q2的栅极连接所述充电阈值判断电路的输出端。
基于上述，所述放电阈值判断电路包括电阻R8、电阻R9、MOS管Q3和稳压管D3，所述电阻R8的一端连接电池正极，所述电阻R8的另一端依次通过所述稳压管D3和所述电阻R9连接电池负极，所述MOS管Q3的栅极连接在所述电阻R9与所述稳压管D3的连接点处，所述MOS管Q3的源极连接电池负极，所述MOS管Q3的漏极连接所述放电控制电路的控制端；所述放电控制电路包括电阻R10、电阻R11和MOS管Q4，所述MOS管Q4的源极连接电池正极，所述电阻R10的两端分别连接所述MOS管Q4的源极和栅极，所述MOS管Q4的栅极通过所述电阻R11连接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q4的漏极作为放电控制电路的输出端连接负载。
基于上述，所述电阻R1为PTC电阻。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过充电阈值判断电路采样电池的电压，并通过充电控制电路在电池满电后控制切断充电，通过放电阈值判断电路采样电池放电电压，并通过放电控制电路在电池电压过低时控制切断放电，对电池的充放电起到安全防护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型充电保护电路的电路结构示意图。
图2是本实用新型放电保护电路的电路结构示意图。
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，本领域普通技术人员在没有付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。
如图1和图2所示，一种用于应急电源设备的电池充放电保护电路，包括充电保护电路和放电保护电路，充电保护电路包括充电阈值判断电路和充电控制电路，所述充电阈值判断电路的输入端连接电池正极，所述充电阈值判断电路的输出端连接所述充电控制电路的控制端，所述充电控制电路的输入端连接充电电源，所述充电控制电路的输出端连接电池充电端；所述放电保护电路包括放电阈值判断电路和放电控制电路，所述放电阈值判断电路的输入端连接电池正极，所述放电阈值判断电路的输出端连接所述放电控制电路的控制端，所述放电控制电路的输入端连接电池正极，所述放电控制电路的输出端连接负载设备。
使用时，充电阈值判断电路采样电池的电压，电池电量低于充电阈值时，通过充电控制电路控制电池接通市电，对电池充电，电池电量等于充电阈值时，通过充电控制电路控制切断充电，对电池充电进行防护，防止过度充电。放电阈值判断电路采样电池放电电压，电池电量高于放电阈值时，通过放电控制电路控制电池接通负载并对负载供电；电池电量低于放电阈值时，通过放电控制电路控制切断放电，对电池的放电起到安全防护作用，防止过度放电。
具体的，所述充电阈值判断电路包括MOS管Q1、稳压管D1、电阻R4、电阻R5和电阻R7，所述电阻R7的一端采样连接电池，所述电阻R7的另一端通过稳压管D1连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的栅极还通过电阻R5接地，所述MOS管Q1的漏极接地，所述MOS管Q1的源极通过电阻R4连接充电控制电路的控制端；所述充电控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6和MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极依次通过所述电阻R2和所述电阻R1连接充电电源，所述MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接电池充电端，所述电阻R3的两端分别连接MOS管Q2的栅极和源极，所述MOS管Q2的栅极连接所述充电阈值判断电路的输出端。电池电压低于充电阈值时，稳压管D1不导通，MOS管Q1的栅极为低电平，MOS管Q1导通，电阻R3上有电压，也即MOS管Q2的源极和栅极间有电压差，MOS管Q2导通，充电电源为电池充电。电池电压高于充电阈值时，稳压管D1导通，电阻R5上有电压，MOS管Q1不导通，电阻R3上无电压，也即MOS管Q2的源极和栅极间无电压差，MOS管Q2不导通，断开充电。实际中选用合适规格的稳压管D1，即可对充电阈值进行设置。本实施例中，所述电阻R1为PTC电阻，对充电控制电路进行过流防护。
所述放电阈值判断电路包括电阻R8、电阻R9、MOS管Q3和稳压管D3，所述电阻R8的一端连接电池正极，所述电阻R8的另一端依次通过所述稳压管D3和所述电阻R9连接电池负极，所述MOS管Q3的栅极连接在所述电阻R9与所述稳压管D3的连接点处，所述MOS管Q3的源极连接电池负极，所述MOS管Q3的漏极连接所述放电控制电路的控制端；所述放电控制电路包括电阻R10、电阻R11和MOS管Q4，所述MOS管Q4的源极连接电池正极，所述电阻R10的两端分别连接所述MOS管Q4的源极和栅极，所述MOS管Q4的栅极通过所述电阻R11连接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q4的漏极作为放电控制电路的输出端连接负载。当电池电量高于放电阈值时，所述稳压管D3导通，所述电阻R8、所述稳压管D3和所述电阻R9上流过一定的电流，所述电阻R9上的电压大于所述MOS管Q3的开启电压，所述MOS管Q3开启导通，所述电阻R10上的电压大于所述MOS管Q4的开启电压，所述MOS管Q4开启导通，电池通过所述MOS管Q4输出放电。当电池电量低于放电阈值时，所述稳压管D3截止，所述电阻R9上没有电压，所述MOS管Q3截止，所述电阻R10上没电压，也即MOS管Q4的栅极和源极间无电压差，所述MOS管Q4截止，电池无法通过所述MOS管Q4输出放电，起到过放保护的作用。实际中选用合适规格的稳压管D3，可以对放电阈值进行设置。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种用于应急电源设备的电池充放电保护电路，其特征在于：包括充电保护电路和放电保护电路，充电保护电路包括充电阈值判断电路和充电控制电路，所述充电阈值判断电路的输入端连接电池正极，所述充电阈值判断电路的输出端连接所述充电控制电路的控制端，所述充电控制电路的输入端连接充电电源，所述充电控制电路的输出端连接电池充电端；所述放电保护电路包括放电阈值判断电路和放电控制电路，所述放电阈值判断电路的输入端连接电池正极，所述放电阈值判断电路的输出端连接所述放电控制电路的控制端，所述放电控制电路的输入端连接电池正极，所述放电控制电路的输出端连接负载设备。
2.根据权利要求1所述的用于应急电源设备的电池充放电保护电路，其特征在于：所述充电阈值判断电路包括MOS管Q1、稳压管D1、电阻R4、电阻R5和电阻R7，所述电阻R7的一端采样连接电池，所述电阻R7的另一端通过稳压管D1连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的栅极还通过电阻R5接地，所述MOS管Q1的漏极接地，所述MOS管Q1的源极通过电阻R4连接充电控制电路的控制端；所述充电控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6和MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极依次通过所述电阻R2和所述电阻R1连接充电电源，所述MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接电池充电端，所述电阻R3的两端分别连接MOS管Q2的栅极和源极，所述MOS管Q2的栅极连接所述充电阈值判断电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的用于应急电源设备的电池充放电保护电路，其特征在于：所述放电阈值判断电路包括电阻R8、电阻R9、MOS管Q3和稳压管D3，所述电阻R8的一端连接电池正极，所述电阻R8的另一端依次通过所述稳压管D3和所述电阻R9连接电池负极，所述MOS管Q3的栅极连接在所述电阻R9与所述稳压管D3的连接点处，所述MOS管Q3的源极连接电池负极，所述MOS管Q3的漏极连接所述放电控制电路的控制端；所述放电控制电路包括电阻R10、电阻R11和MOS管Q4，所述MOS管Q4的源极连接电池正极，所述电阻R10的两端分别连接所述MOS管Q4的源极和栅极，所述MOS管Q4的栅极通过所述电阻R11连接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q4的漏极作为放电控制电路的输出端连接负载。
4.根据权利要求2所述的用于应急电源设备的电池充放电保护电路，其特征在于：所述电阻R1为PTC电阻。
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