CN210724282U - 一种蓄电池过充保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种蓄电池过充保护电路,包括第一开关单元、第二开关单元和保护稳压单元，第一开关单元的输入端连接直流电源的正极端，第一开关单元的输出端连接蓄电池BT1的正极端，蓄电池BT1的负极端连接第二开关单元的输入端，第二开关单元的输出端连接保护稳压单元的输入端，保护稳压单元的输出端连接直流电源的负极端；本实用新型能够实现在蓄电池处于过充状态时，切断蓄电池的电流输入，延长蓄电池的蓄电能力和寿命，具有安全、智能、简单、成本低等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于蓄电池保护技术领域，具体涉及一种蓄电池过充保护电路。
背景技术
随着电子技术的发展，越来越多的电子产品以蓄电池作为电源，因而进行蓄电池的充电保护研究是很有必要的。蓄电池在长期的过充条件下，可能会损耗蓄电池的蓄电能力和寿命，从而减少蓄电池的续航能力，影响到电子产品的正常工作。目前，部分蓄电池过充保护电路是通过比较芯片进行电压检测，从而实现过充保护，虽然具有检测精度高的优点，但是也具有成本高，技术设计复杂等缺点，还有部分过充保护电路设计在控制开关处缺少相关的稳压保护单元，使得充电电压在变化波动较大时，容易造成蓄电池端充电电流的频繁变化，从而损坏蓄电池，电路可靠性较差。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种蓄电池过充保护电路，能够实现在蓄电池处于过充状态时，切断蓄电池的电流输入，延长蓄电池的蓄电能力和寿命，具有安全、智能、简单、成本低等优点。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种蓄电池过充保护电路,包括第一开关单元1、第二开关单元2和保护稳压单元3，第一开关单元1的输入端连接直流电源的正极端，第一开关单元1的输出端连接蓄电池BT1的正极端，蓄电池BT1的负极端连接第二开关单元2的输入端，第二开关单元2的输出端连接保护稳压单元3的输入端，保护稳压单元3的输出端连接直流电源的负极端；
所述的第一开关单元1包括稳压二极管D3，稳压二极管D3的阴极端连接整流二极管D1的阴极端、电阻R5的一端、蓄电池BT1的正极端，整流二极管D1的阳极端连接直流电源的正极端、电阻R1的一端，稳压二极管D3的阳极端连接电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的发射极、蓄电池BT1的负极端，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接光电耦合器U1的光耦二极管的阴极端，光电耦合器U1的光耦二极管的阳极端连接红色发光二极管L1的阴极端，红色发光二极管L1的阳极端连接电阻R5的另一端，光电耦合器U1的光耦三极管的集电极连接电阻R6的一端，光电耦合器U1的光耦三极管的发射极连接GND端；
所述的第二开关单元2包括场效应管Q2，场效应管Q2的漏极端连接蓄电池BT1的负极端，场效应管Q2的栅极端连接电阻R6的一端、光电耦合器U1的光耦三极管的集电极，场效应管Q2的源极端连接直流电源的负极端，电阻R6的另一端连接保护稳压单元3的输入端；
所述的保护稳压单元3包括电容C1，电容C1的一端连接电阻R6的另一端、电阻R2的一端、电阻R1的另一端、稳压二极管D2的阴极端，电容C1的另一端和电阻R2的另一端、稳压二极管D2的阳极端、直流电源负极端连接。
所述的场效应管Q2为N沟道场效应管，型号为IRF640；三极管Q1为NPN型三极管，型号为S9013。
所述的稳压二极管D2的型号为IN4728A，稳压值为3.3V，稳压二极管D3的型号为HZ12C1，稳压值为13.7V。
所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6分别为10kΩ、3kΩ、1Ω、1kΩ、1kΩ、100Ω。
本实用新型的有益效果：
1、通过红色发光二极管L1进行蓄电池BT1充电状态指示，便于用户及时的了解充电情况。
2、通过第一开关单元1和第二开关单元2能够实现在蓄电池BT1处于过充状态时，断开蓄电池BT1与外界电源的连接，延长蓄电池BT1的蓄电能力和寿命。
3、具有线路结构简单、可靠性高、成本低等优点。
附图说明
图1为本实用新型的电路示意图。
图2为蓄电池正常充电时电路电流流向示意图。
图3为蓄电池过充停止充电，蓄电池自放电放电时电路电流流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1，一种蓄电池过充保护电路,包括第一开关单元1、第二开关单元2和保护稳压单元3，第一开关单元1的输入端连接直流电源的正极端，第一开关单元1的输出端连接蓄电池BT1的正极端，蓄电池BT1的负极端连接第二开关单元2的输入端，第二开关单元2的输出端连接保护稳压单元3的输入端，保护稳压单元3的输出端连接直流电源的负极端。
所述的第一开关单元1包括稳压二极管D3，稳压二极管D3的阴极端连接整流二极管D1的阴极端、电阻R5的一端、蓄电池BT1的正极端，整流二极管D1的阳极端连接直流电源的正极端、电阻R1的一端，稳压二极管D3的阳极端连接电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的发射极、蓄电池BT1的负极端，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接光电耦合器U1的光耦二极管的阴极端，光电耦合器U1的光耦二极管的阳极端连接红色发光二极管L1的阴极端，红色发光二极管L1的阳极端连接电阻R5的另一端，光电耦合器U1的光耦三极管的集电极连接电阻R6的一端，光电耦合器U1的光耦三极管的发射极连接GND端；
所述的第二开关单元2包括场效应管Q2，场效应管Q2的漏极端连接蓄电池BT1的负极端，场效应管Q2的栅极端连接电阻R6的一端、光电耦合器U1的光耦三极管的集电极，场效应管Q2的源极端连接直流电源的负极端，电阻R6的另一端连接保护稳压单元3的输入端；
所述的保护稳压单元3包括电容C1，电容C1的一端连接电阻R6的另一端、电阻R2的一端、电阻R1的另一端、稳压二极管D2的阴极端，电容C1的另一端和电阻R2的另一端、稳压二极管D2的阳极端、直流电源负极端连接。
所述的场效应管Q2为N沟道场效应管，型号为IRF640；三极管Q1为NPN型三极管，型号为S9013。
所述的稳压二极管D2的型号为IN4728A，稳压值为3.3V，稳压二极管D3的型号为HZ12C1，稳压值为13.7V。
所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6分别为10kΩ、3kΩ、1Ω、1kΩ、1kΩ、100Ω。
本实用新型的工作原理为：
参照图1、图2，蓄电池在正常充电时，输入电流经过电阻R1、稳压二极管D2、电阻R2后，此时场效应管Q2栅极和源极两侧达到了启动电压(场效应管启动电压为2-4V，由于稳压二极管D2处于导通状态，此时场效应管Q2栅极和源极电压为3.3V)，使得场效应管Q2导通，此时电流从直流电源正极端流经整流二极管D1、蓄电池BT1、场效应管Q2后流入直流电源负极端，从而进行蓄电池BT1充电。
参照图1、图3，蓄电池BT1的充满电压一般为14.4V，当蓄电池BT1在充电过程中，充电电压达到14.4V时，稳压二极管D3导通消耗大约13.7V，电阻R3分压大约为0.7V，由于三极管Q1的基极和发射极的压差达到了三极管Q1的导通电压，三极管Q1导通，光电耦合器U1的光耦二极管点亮，从而使得光电耦合器U1的光耦三极管导通，此时电流从直流电源的正极端流经电阻R1、电阻R6、光电耦合器U1的光耦三极管后流进GND端；由于此时场效应管Q2栅极和源极两侧电压都为0V，达不到场效应管Q2的启动电压，场效应管Q2关闭，蓄电池BT1停止充电。
蓄电池BT1停止充电后开始进行自放电，此时一路电流从稳压二极管D3流经电阻R4、电阻R3、三极管Q1后流入蓄电池BT1的负极端，一路电流从电阻R5流经红色发光二极管L1、光电耦合器U1的光耦二极管、三极管Q1后流入蓄电池BT1的负极端；由于红色发光二极管L1两端有电流流过，红色发光二极管保持常亮状态，用于告知用户充电情况。
Claims (4)
1.一种蓄电池过充保护电路,其特征在于：包括第一开关单元(1)、第二开关单元(2)和保护稳压单元(3)，第一开关单元(1)的输入端连接直流电源的正极端，第一开关单元(1)的输出端连接蓄电池BT1的正极端，蓄电池BT1的负极端连接第二开关单元(2)的输入端，第二开关单元(2)的输出端连接保护稳压单元(3)的输入端，保护稳压单元(3)的输出端连接直流电源的负极端；
所述的第一开关单元(1)包括稳压二极管D3，稳压二极管D3的阴极端连接整流二极管D1的阴极端、电阻R5的一端、蓄电池BT1的正极端，整流二极管D1的阳极端连接直流电源的正极端、电阻R1的一端，稳压二极管D3的阳极端连接电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的发射极、蓄电池BT1的负极端，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接光电耦合器U1的光耦二极管的阴极端，光电耦合器U1的光耦二极管的阳极端连接红色发光二极管L1的阴极端，红色发光二极管L1的阳极端连接电阻R5的另一端，光电耦合器U1的光耦三极管的集电极连接电阻R6的一端，光电耦合器U1的光耦三极管的发射极连接GND端；
所述的第二开关单元(2)包括场效应管Q2，场效应管Q2的漏极端连接蓄电池BT1的负极端，场效应管Q2的栅极端连接电阻R6的一端、光电耦合器U1的光耦三极管的集电极，场效应管Q2的源极端连接直流电源的负极端，电阻R6的另一端连接保护稳压单元(3)的输入端；
所述的保护稳压单元(3)包括电容C1，电容C1的一端连接电阻R6的另一端、电阻R2的一端、电阻R1的另一端、稳压二极管D2的阴极端，电容C1的另一端和电阻R2的另一端、稳压二极管D2的阳极端、直流电源负极端连接。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池过充保护电路,其特征在于：所述的场效应管Q2为N沟道场效应管，型号为IRF640；三极管Q1为NPN型三极管，型号为S9013。
3.根据权利要求1所述的一种蓄电池过充保护电路,其特征在于：所述的稳压二极管D2的型号为IN4728A，稳压值为3.3V，稳压二极管D3的型号为HZ12C1，稳压值为13.7V。
4.根据权利要求1所述的一种蓄电池过充保护电路,其特征在于：所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6分别为10kΩ、3kΩ、1Ω、1kΩ、1kΩ、100Ω。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11424638B2 (en) * | 2020-01-14 | 2022-08-23 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Control device with a switch circuit configured to electrically connect a battery and a device |
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2019
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