CN211075607U - 一种电动车电池充电自动断电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车电池充电自动断电电路，包括直流输入接口和直流输出接口，直流输入接口的正极分为两路，一路与直流输出接口的正极之间依次串联有时间继电器常闭触点和防电流倒流二极管D4，另一路依次连有电源显示电路、降压电路、5V稳压电路和电压比较电路，继电器执行电路和电流检测电路，直流输入接口的负极通过电流检测电路与直流输出接口的负极相连，电流检测电路检测回路电流后将电流信号转化为电压信号输送给电压比较电路，继电器执行电路接受电压比较电路的输出电平信号，控制时间继电器常闭触点的关闭。本实用新型提供的一种电动车电池充电自动断电电路，能够在电动车电池充满电后自动切断电源，避免电池过充造成的电能浪费和蓄电池损害。

Description

一种电动车电池充电自动断电电路

技术领域

本实用新型涉及一种电动车电池充电自动断电电路，属于锂电池保护技术领域。

背景技术

目前，我国的电动车蓄电池大部分采用铅酸蓄电池，一般对电动车蓄电池充电基本分为两种：一种是先进行恒压充电，经过一段时间充电，电压到达阈值后转为涓流充电，这种充电器为两阶段充电器；另一种是三阶段充电器，即先恒流，再恒压充电，待蓄电池电压达到阈值电压后再转为涓流充电。无论哪种充电器在对蓄电池进行长时间充电，都将大大缩短电池使用寿命。

一般情况下人们已经形成这样一种习惯，就是白天用车，晚上充电，而晚上充电时间长短也难以把握，所以很少有人会拔下电源插头，这样就产生了对电池的“过充”，而长时间的过充不仅浪费电能，还容易导致电解液因温度过高蒸发、外壳变形，由此酿成的火灾是屡见不鲜。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种能够在电动车电池充满电后，在2个小时浮充后自动切断电源，避免电池过充造成的电能浪费和蓄电池损害的电动车电池充电自动断电电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种电动车电池充电自动断电电路，包括直流输入接口和直流输出接口，所述直流输入接口的正极分为两路，一路与所述直流输出接口的正极之间依次串联有时间继电器常闭触点和防电流倒流二极管D4，另一路依次连有电源显示电路、降压电路、5V稳压电路和电压比较电路，继电器执行电路和电流检测电路，所述直流输入接口的负极通过所述电流检测电路与所述直流输出接口的负极相连，所述电流检测电路检测回路电流后将电流信号转化为电压信号输送给电压比较电路，所述继电器执行电路接受所述电压比较电路的输出电平信号，控制所述时间继电器常闭触点的关闭。

所述电源显示电路包括电阻R1和LED灯D1，所述电阻R1的一端与所述LED灯D1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述直流输入接口的正极的另一路相连，所述LED灯D1的另一端与所述直流输入接口的负极相连。

所述降压电路包括电阻R2和稳压二极管D2，所述电阻R2串联在所述直流输入接口的正极的另一路中，所述稳压二极管D2一端与所述电阻R2远离所述直流输入接口的一端相连，所述稳压二极管D2的另一端与所述直流输入接口的负极相连。

所述5V稳压电路包括三端稳压器7805、电容器C1、电容器C2、电容器C3和二极管D3，所述三端稳压器7805的引脚1和引脚3串联在所述直流输入接口的正极的另一路中，所述二极管D3的一端和所述电容器C2的一端与所述三端稳压器7805的引脚1并联连接，所述二极管D3的另一端和所述电容器C3的一端与三端稳压器7805的引脚3并联连接，所述电容器C1的一端与所述直流输入接口的正极的另一路连接，所述电容器C1的另一端、所述电容器C2的另一端、电容器C3的另一端和所述三端稳压器7805的引脚2均与所述直流输入接口的负极相连。

所述电压比较电路包括电压比较器LM339、电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述直流输入接口的正极的另一路相连，所述电阻R4的另一端与所述直流输入接口的负极相连，所述电压比较器LM339的负极端与所述电阻R3和电阻R4的连接处相连，所述电压比较器LM339的正极端连有所述电流检测电路，所述电压比较器LM339的电平输出端与所述继电器执行电路相连。

所述继电器执行电路包括续流二极管D5和时间继电器KT，所述续流二极管D5一端和所述时间继电器KT的一端与所述直流输入接口的正极的另一路相连，所述续流二极管D5另一端和所述时间继电器KT的另一端并联后与所述电压比较器LM339的电平输出端相连。

所述电流检测电路包括电流传感器，所述电流传感器的引脚1和引脚2并联后与所述直流输出接口的负极相连，所述电流传感器的引脚3和引脚4并联后与所述直流输入接口的负极相连，所述电流传感器的引脚6连有电容C5的一端，所述电流传感器的引脚5和所述电容C5的另一端与所述直流输入接口的负极相连，所述电流传感器的引脚7与所述电压比较器LM339的正极端相连，所述电流传感器的引脚8连有所述直流输入接口的正极的另一路的末端。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种电动车电池充电自动断电电路，与现有技术中电动车充电自动断电装置主要是切断交流电不同，主要方式是切断直流电，在电动车电池充满电后，能够在2个小时浮充后自动切断电源，能够免电池过充造成的电能浪费，也能够降低过冲对蓄电池损害，延长了电动车电瓶的寿命，同时避免蓄电池损害引起火灾的隐患。另外，本实用新型是在具体是在原有充电器的基础上，加装自动断电装置，无需对充电器本身进行任何改装，属于即插即用型，方便灵活，实用性较强。

附图说明

图1为本实用新型的一种电动车电池充电自动断电电路的电路原理图；

图2为本实用新型的自动断电装置的接入示意图。

图中附图标记如下：1-电源显示电路；2-降压电路；3-5V稳压电路；4-电压比较电路；5-继电器执行电路；6-电流检测电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型的主要利用电动车充电不同阶段的电流变化特点(充电时先是大电流充电，充电电流一般1.8～2.5安培左右，当要充满时电流会慢慢下降到0.4安培左右)，设计出一种电动车电池充电自动断电电路。如图2所示，包括电动车电池充电自动断电电路的自动断电装置通过滞留输入接口与充电器相连，通过电池输出结构与蓄电池相连。

如图1所示，一种电动车电池充电自动断电电路，包括直流输入接口和直流输出接口，直流输入接口的正极分为两路，一路与直流输出接口的正极之间依次串联有时间继电器常闭触点和防电流倒流二极管D4，另一路依次连有电源显示电路1、降压电路2、5V稳压电路3和电压比较电路4，继电器执行电路5和电流检测电路6。电源显示电路1用于表明该装置得电，可以进行充电。降压电路2主要是将电动车充电适配器的直流输出降至12V，5V稳压电路3是将12V电压稳压至5V，为电压比较电路提供基准电源。直流输入接口的负极通过电流检测电路6与直流输出接口的负极相连，电流检测电路6用于检测蓄电池充电的电流，由充电电流的大小判断电路的充电状态。电流检测电路6检测回路电流后将电流信号转化为电压信号输送给电压比较电路4，主要是判断电路是处于充电或浮充状态，将电平信号输送给继电器执行电路5，继电器执行电路5接受电压比较电路4的输出电平信号，控制直流输出端的时间继电器开关KT，通过控制时间继电器常闭触点的关闭来切断电动车充电适配器直流输出。

具体地，电源显示电路1包括电阻R1和LED灯D1，电阻R1的一端与LED灯D1的一端相连，电阻R1的另一端与直流输入接口的正极的另一路相连，LED灯D1的另一端与直流输入接口的负极相连。LED灯为红色，电流设计为25毫安左右。

降压电路2包括电阻R2和稳压二极管D2，设计电流为40毫安左右。电阻R2串联在直流输入接口的正极的另一路中，稳压二极管D2一端与电阻R2远离直流输入接口的一端相连，稳压二极管D2的另一端与直流输入接口的负极相连。

5V稳压电路3包括三端稳压器7805、电容器C1、电容器C2、电容器C3和二极管D3，三端稳压器7805的引脚1和引脚3串联在直流输入接口的正极的另一路中，二极管D3的一端和电容器C2的一端与三端稳压器7805的引脚1并联连接，二极管D3的另一端和电容器C3的一端与三端稳压器7805的引脚3并联连接，电容器C1的一端与直流输入接口的正极的另一路连接，电容器C1的另一端、电容器C2的另一端、电容器C3的另一端和三端稳压器7805的引脚2均与直流输入接口的负极相连。电压比较电路4包括电压比较器LM339、电阻R3和电阻R4，电阻R3的一端和电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端与直流输入接口的正极的另一路相连，电阻R4的另一端与直流输入接口的负极相连，该电路电流由R3、R4产生，设计为5毫安左右。

电压比较器LM339的负极端与电阻R3和电阻R4的连接处相连，电阻R3一端连接三端稳压器7805输出端，一端连接电压比较器LM339的反相输入。LM339电压比较器反相输入端设计比较电压为2.6V，该比较电压由电阻R3、R4串联的R4上电压取得。电压比较器LM339的正极端连有电流检测电路6，电压比较器LM339的电平输出端与继电器执行电路5相连。

继电器执行电路5包括续流二极管D5和时间继电器KT，时间继电器主要有两个作用：一是用作计时，二是充当比较器LM339输出端的上拉电阻。该电路充电时不产生电流，只有在最后浮充，比较器LM339输出低电平时，时间继电器动作，此时电流约为100毫安左右。续流二极管D5一端和时间继电器KT的一端与直流输入接口的正极的另一路相连，续流二极管D5另一端和时间继电器KT的另一端并联后与电压比较器LM339的电平输出端相连。

电流检测电路6包括电流传感器，型号为ACS712，电流传感器的引脚1和引脚2并联后与直流输出接口的负极相连，电流传感器的引脚3和引脚4并联后与直流输入接口的负极相连，电流传感器的引脚6连有电容C5的一端，电流传感器的引脚5和电容C5的另一端与直流输入接口的负极相连，电流传感器的引脚7与电压比较器LM339的正极端相连，电流传感器的引脚8连有直流输入接口的正极的另一路的末端。

经过前面控制电路的设计电流总共约为70―200毫安，与正常充电期间大电流(1.8安培～2.5安培)相比较，基本没有影响。本发明的工作原理如下：ACS712电流检测的输出电压与输入电流关系：V_out＝2.5+0.185*I_in。当该装置的蓄电池接入插座电池输出接口，DS2先插到蓄电池上时，由于防电流倒流二极管D4作用，装置电路不工作。当该装置的直流输入接口DS1先接到充电器直流输出端，而电池输出接口DS2未接到蓄电池上时，整个断电装置得电，电压比较器LM339“+”端电压是0，“-”端为2.6V，电压比较器LM339输出低电平，时间继电器KT工作，因时间继电器KT得电2小时后KT常闭触点才断开。即使2小时后KT常闭触点断开，只要电池输出接口DS2接入蓄电池，由于大电流充电，电压比较器LM339“+”输入端高于2.6V，电压比较器LM339立即转换状态输出高电平，时间继电器KT掉电，KT常闭触点闭合，电路进入充电状态。

当蓄电池充电充满时，充电电流下降至毫安级(一般约为200毫安～300毫安左右)，电流检测ACS712输出电压低于2.6V，电压比较器LM339电压比较器输出低电平，时间继电器KT得电，计时开始，电路进入最后2小时的浮充状态，2小时后KT常闭触点断开，充电器直流输入插座电源被切断。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动车电池充电自动断电电路，其特征在于：包括直流输入接口和直流输出接口，所述直流输入接口的正极分为两路，一路与所述直流输出接口的正极之间依次串联有时间继电器常闭触点和防电流倒流二极管D4，另一路依次连有电源显示电路（1）、降压电路（2）、5V稳压电路（3）和电压比较电路（4），继电器执行电路（5）和电流检测电路（6），所述直流输入接口的负极通过所述电流检测电路（6）与所述直流输出接口的负极相连，所述电流检测电路（6）检测回路电流后将电流信号转化为电压信号输送给电压比较电路（4），所述继电器执行电路（5）接受所述电压比较电路（4）的输出电平信号，控制所述时间继电器常闭触点的关闭，所述电压比较电路（4）包括电压比较器LM339、电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述直流输入接口的正极的另一路相连，所述电阻R4的另一端与所述直流输入接口的负极相连，所述电压比较器LM339的负极端与所述电阻R3和电阻R4的连接处相连，所述电压比较器LM339的正极端连有所述电流检测电路（6），所述电压比较器LM339的电平输出端与所述继电器执行电路（5）相连，所述继电器执行电路（5）包括续流二极管D5和时间继电器KT，所述续流二极管D5一端和所述时间继电器KT的一端与所述直流输入接口的正极的另一路相连，所述续流二极管D5另一端和所述时间继电器KT的另一端并联后与所述电压比较器LM339的电平输出端相连。

2.根据权利要求1所述的一种电动车电池充电自动断电电路，其特征在于：所述电源显示电路（1）包括电阻R1和LED灯D1，所述电阻R1的一端与所述LED灯D1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述直流输入接口的正极的另一路相连，所述LED灯D1的另一端与所述直流输入接口的负极相连。

3.根据权利要求1所述的一种电动车电池充电自动断电电路，其特征在于：所述降压电路（2）包括电阻R2和稳压二极管D2，所述电阻R2串联在所述直流输入接口的正极的另一路中，所述稳压二极管D2一端与所述电阻R2远离所述直流输入接口的一端相连，所述稳压二极管D2的另一端与所述直流输入接口的负极相连。

4.根据权利要求1所述的一种电动车电池充电自动断电电路，其特征在于：所述5V稳压电路（3）包括三端稳压器7805、电容器C1、电容器C2、电容器C3和二极管D3，所述三端稳压器7805的引脚1和引脚3串联在所述直流输入接口的正极的另一路中，所述二极管D3的一端和所述电容器C2的一端与所述三端稳压器7805的引脚1并联连接，所述二极管D3的另一端和所述电容器C3的一端与三端稳压器7805的引脚3并联连接，所述电容器C1的一端与所述直流输入接口的正极的另一路连接，所述电容器C1的另一端、所述电容器C2的另一端、电容器C3的另一端和所述三端稳压器7805的引脚2均与所述直流输入接口的负极相连。

5.根据权利要求1所述的一种电动车电池充电自动断电电路，其特征在于：所述电流检测电路（6）包括电流传感器，所述电流传感器的引脚1和引脚2并联后与所述直流输出接口的负极相连，所述电流传感器的引脚3和引脚4并联后与所述直流输入接口的负极相连，所述电流传感器的引脚6连有电容C5的一端，所述电流传感器的引脚5和所述电容C5的另一端与所述直流输入接口的负极相连，所述电流传感器的引脚7与所述电压比较器LM339的正极端相连，所述电流传感器的引脚8连有所述直流输入接口的正极的另一路的末端。

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