CN218850427U - 一种燃料电池用后备电源充电管理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池用后备电源充电管理电路，本电路控制不需要使用MCU，节省生产成本，不存在软件控制方式，减少软件BUG存在，提高整个系统的稳定性，还可以电路自动切换电池充电和放电模式，充电和放电不会同时进行，不容易形成自激振荡，对减少整个系统干扰起到较大作用，对于EMC电源部分处理有很大帮助，同时对于电池充放电稳定控制也能延长电池使用寿命，此技术方案不仅适用于燃料电池后备供电系统，同样适用于使用电池的各类设备，在长时间使用外部供电时无需取下电池，也不影响电池寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池用后备电源充电管理电路。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。目前燃料电池在使用的时候都是以燃料电池为主电源、蓄电池为后备电源的电源系统。根据燃料电池后备电源系统特性，一般采用系统电压阈值补偿控制策略及蓄电池充放电控制策略，实现备用电源的不间断切换及动态补偿。
在对蓄电池的充放电管理中，现在技术方案一是通过MCU来控制电池的充放电管理，在实际应用中如果主电源半闭，MCU仍需要继续工作，对后备电池的损耗增大，减少后备电池供电时间，另外一种是外部电压大于电池电压时充电，当外部电压断开时电池放电，这种方案仅适用于对电池电压供电不敏感的电路中，如时钟电路，只要电压在1.5-5V均可正常工作，但在燃料电池的后备电源电路中，要求电压在4.9-5.1V之间，那么直接使用电池的方案也不可行。
发明内容
本实用新型目的是：提供一种不需要使用MCU，节省生产成本并且工作稳定可靠的燃料电池用后备电源充电管理电路。
本实用新型的技术方案是：一种燃料电池用后备电源充电管理电路，包括控制电路、充放电模块以及电池，所述控制电路用于控制充放电模块的充放电工作模式，其特征在于，所述控制电路包括第一稳压二极管，第二稳压二极管，比较器，门极和反相器以及同步升压DC-DC转换芯片，所述比较器的第一输入口与电源相连，所述比较器的第二输入口通过第二稳压二极管与所述同步升压DC-DC转换芯片的VOUT口相连，所述比较器的输出端与所述门极和反相器的A口相连，所述门极和反相器的Y口与所述同步升压DC-DC转换芯片的CE口相连，所述同步升压DC-DC转换芯片的LX口通过电感器与充放电模块相连，所述所述同步升压DC-DC转换芯片的VOUT口通过第二稳压二极管以及第一稳压二极管与电池相连。
优选的，所述充放电模块包括电池充电管理芯片，所述电池充电管理芯片与同步升压DC-DC转换芯片相连，接收所述同步升压DC-DC转换芯片的信号从而控制充放电模块进行充电和放电。
优选的，所述充放电模块还包括功率电子开关，所述功率电子开关与所述电池充电管理芯片相连。
优选的，所述燃料电池用后备电源充电管理电路的各个模块上都连接有防止各部分电路之间的有害交连的接地电容。
本实用新型的优点是：
1. 电路控制不需要使用MCU，节省生产成本，不存在软件控制方式，减少软件BUG存在，提高整个系统的稳定性。
2. 电路自动切换电池充电和放电模式，充电和放电不会同时进行，不容易形成自激振荡，对减少整个系统干扰起到较大作用，对于EMC电源部分处理有很大帮助，同时对于电池充放电稳定控制也能延长电池使用寿命。
本技术方案不仅适用于燃料电池后备供电系统，同样适用于使用电池的各类设备，在长时间使用外部供电时无需取下电池，也不影响电池寿命。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的燃料电池用后备电源充电管理电路的电路图。
具体实施方式
实施例：如图1所示的燃料电池用后备电源充电管理电路，包括比较器U1，门极和反相器U2，同步升压DC-DC转换芯片U5，电池充电管理芯片U4以及功率电子开关U3。在本实施例中，U1为RS8901XF比较器，U2为SN74LVC1G14DBVR_ C434069门极和反相器，U5为ME2188C50M5G同步升压DC-DC转换芯片，U4为TP4054电池充电管理芯片，U3为G5243AT11U功率电子开关。比较器U1的IN+接口和外部供电相连，IN-接口和同步升压DC-DC转换芯片U5的VOUT接口相连，中间设有稳压二极管D2。比较器U1的输出端连接门极和反相器U2的A接口。门极和反相器U2的Y口和同步升压DC-DC转换芯片U5的CE口相连。同步升压DC-DC转换芯片U5的LX口通过电感L1与电池充电管理芯片U4的BAT口相连。如外部供电电压在5V输入时，同时，B点电压由电池输出，经过稳压后输出在4.98V，此时经过比较器U1，使得C点电压输出高电平，经过门极和反相器U2后D点电压被拉低，同步升压DC-DC转换芯片U5收到D点的低电平后控制电池充电管理芯片U4以及功率电子开关U3关闭放电模块，此时电池处于充电状态，B点电压不由电池输出，此时会下降至0.2V左右，电路转为稳态充电，并一直保持到电池被充满。当外部输入关闭，电压A点电压被切断，下降至0V，此时B点电压为0.2V，超过A点电压，比较器U1输出低电平，门极和反相器U2后D点电压被拉升至高电平，通过同步升压DC-DC转换芯片U5控制电池充电管理芯片U4以及功率电子开关U3激活放电模式， 电池放电模块被打开后，B点电压迅速上升至4.98V，通过D1给外部设备供电，供电电压为4.96V，此时A点电压一直比B点电压低，电路维持在稳定放电工作状态中，直至外部供电恢复正常或电池完全放电。本技术方案相比原有方案具有多个优点，一是电路控制不需要使用MCU，节省生产成本，不存在软件控制方式，减少软件BUG存在，提高整个系统的稳定性，其次电路自动切换电池充电和放电模式，充电和放电不会同时进行，不容易形成自激振荡，对减少整个系统干扰起到较大作用，对于EMC电源部分处理有很大帮助，同时对于电池充放电稳定控制也能延长电池使用寿命，此方案不仅适用于燃料电池后备供电系统，同样适用于使用电池的各类设备，在长时间使用外部供电时无需取下电池，也不影响电池寿命。
当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种燃料电池用后备电源充电管理电路，包括控制电路、充放电模块以及电池，所述控制电路用于控制充放电模块的充放电工作模式，其特征在于，所述控制电路包括第一稳压二极管，第二稳压二极管，比较器，门极和反相器以及同步升压DC-DC转换芯片，所述比较器的第一输入口与电源相连，所述比较器的第二输入口通过第二稳压二极管与所述同步升压DC-DC转换芯片的VOUT口相连，所述比较器的输出端与所述门极和反相器的A口相连，所述门极和反相器的Y口与所述同步升压DC-DC转换芯片的CE口相连，所述同步升压DC-DC转换芯片的LX口通过电感器与充放电模块相连，所述同步升压DC-DC转换芯片的VOUT口通过第二稳压二极管以及第一稳压二极管与电池相连。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用后备电源充电管理电路，其特征在于，所述充放电模块包括电池充电管理芯片，所述电池充电管理芯片与同步升压DC-DC转换芯片相连，接收所述同步升压DC-DC转换芯片的信号从而控制充放电模块进行充电和放电。
3.根据权利要求2所述的燃料电池用后备电源充电管理电路，其特征在于，所述充放电模块还包括功率电子开关，所述功率电子开关与所述电池充电管理芯片相连。
4.根据权利要求2所述的燃料电池用后备电源充电管理电路，其特征在于，所述燃料电池用后备电源充电管理电路的各个模块上都连接有防止各部分电路之间的有害交连的接地电容。
Priority Applications (1)
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| CN202222716284.7U CN218850427U (zh) | 2022-10-14 | 2022-10-14 | 一种燃料电池用后备电源充电管理电路 |
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Publications (1)
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2022
- 2022-10-14 CN CN202222716284.7U patent/CN218850427U/zh active Active
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