CN219999066U - 一种车载启动电池的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载启动电池的保护电路，包括电池电压检测单元、稳压单元、控制单元、开关单元和报警提示单元，所述稳压单元对电池输出的电压稳压处理后给控制单元供电，所述控制单元根据电池电压检测单元获取的电压值，当电压值低于设定值时控制开关单元断开，并使报警提示单元输出电池低压提示信息。本实用新型采用了稳压单元对电池输出的电压稳压处理后给控制单元供电，有利于使控制单元可靠工作，且在电池电压过低时，使开关单元断开停止供电输出，防止电池过度放电，并通过报警提示单元输出电池低压提示信息，提示用户及时给电池充电，从而可有效延长启动电池的使用寿命。

Description

一种车载启动电池的保护电路

技术领域

本实用新型电池过放电保护技术领域，特别涉及一种车载启动电池的保护电路。

背景技术

尾板是一种安装在车辆(如物流货车)尾部，以车载启动电池为动力的液压起重装卸设备。尾板一般包括六种动作：开门、下降、低头、抬头、举升、关门，尾板的动作主要由尾板控制器控制，在车辆熄火时，尾板控制器由启动电池供电。目前大多车载启动电池使用过程中没有任何保护措施，当车辆处于熄火状态时，若无限制的使用负载(如车辆尾板)，会使车载启动电池处于低电压状态，若再继续使用会造成电池过度放电而损坏。

因此需对启动电池采取保护措施，如申请号为201320095665.6，名称为：一种锂离子汽车启动电池保护板的中国实用新型中，启动电池保护板包括：混合处理模块、与充电接口连接的过充保护模块、欠压保护模块、用于检测电池故障的鼓胀检测模块和执行开关模块，当电池放电电压低过额定电压后，欠压保护模块即控制切断执行开关模块电路，停止给启动电机供电。但该方式在启动电动电量不足时，会使混合处理模块的工作电压不稳定而无法确保混合处理模块可靠工作，而且该方案没有任何提示功能，在执行开关模块断电时，用于并不知道是电池电量低，容易给用户带来困扰，而且该方式需重新对汽车的控制电路重新设计，需在车辆生产时集成。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种车载启动电池的保护电路，在启动电池低压时可靠保护启动电池防止电池过度放电，且能输出提示信息提示电池电压异常。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

一种车载启动电池的保护电路，其包括电池电压检测单元、稳压单元、控制单元、开关单元和报警提示单元，所述稳压单元对电池输出的电压稳压处理后给控制单元供电，所述控制单元根据电池电压检测单元获取的电压值，当电压值低于设定值时控制开关单元断开，并使报警提示单元输出电池低压提示信息。

所述车载启动电池的保护电路，还包括过压保护单元，所述过压保护单元的一端连接电池电压检测单元，所述过压保护单元的另一端连接控制单元。

所述车载启动电池的保护电路，还包括防反单元，所述防反单元的一端与电池的正极电连接，防反单元的另一端与稳压单元和开关单元连接。

所述车载启动电池的保护电路，所述防反单元包括至少一二极管，所述二极管的正极与电池的正极电连接，二极管的负极连接稳压单元和开关单元。

所述车载启动电池的保护电路中，所述二极管为两个以上，各二极管并联。

所述车载启动电池的保护电路中，所述开关单元包括第一MOS管和第二MOS管，第一、第二MOS管的栅极连接控制单元的第一控制端，所述第一、第二MOS管的源极连接防反单元的另一端，第一、第二MOS管的漏极为保护电路的电压输出端。

所述车载启动电池的保护电路中，所述电池电压检测单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端电池的正极电连接，第一电阻的另一端连接过压保护单元的一端、也通过第二电阻接地。

所述车载启动电池的保护电路中，所述过压保护单元包括过压保护二极管和电容，所述过压保护二极管的第1脚接地，过压保护二极管的第2脚连接稳压单元，过压保护二极管的第3脚连接第一电阻的另一端和控制单元、也通过电容接地。

所述车载启动电池的保护电路中，所述报警提示单元包括第一三极管、第三电阻、第四电阻和蜂鸣器，所述第一三极管的基极通过第三电阻连接控制单元的第二控制端、也通过第四电阻接地，第一三极管的集电极连接蜂鸣器的第2脚，蜂鸣器的第1脚连接防反单元的另一端，第一三极管的发射极接地。

所述车载启动电池的保护电路中，所述开关单元包括第二三极管、第五电阻和第六电阻，所述第二三极管的基极通过第五电阻连接控制单元的第一控制端、也通过第六电阻接地，第二三极管的集电极连接第一、第二MOS管的栅极，第二三极管的发射极接地。

相较于现有技术，本实用新型提供的车载启动电池的保护电路包括电池电压检测单元、稳压单元、控制单元、开关单元和报警提示单元，所述稳压单元对电池输出的电压稳压处理后给控制单元供电，所述控制单元根据电池电压检测单元获取的电压值，当电压值低于设定值时控制开关单元断开停止保护电路供电，并使报警提示单元输出电池低压提示信息。本实用新型采用了稳压单元对电池输出的电压稳压处理后给控制单元供电，有利于使控制单元可靠工作，且在电池电压过低时，使开关单元断开停止供电输出，防止电池过度放电，并通过报警提示单元输出电池低压提示信息，提示用户及时给电池充电，从而可有效延长启动电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型提供的车载启动电池的保护电路的结构框图。

图2为本实用新型提供的车载启动电池的保护电路的电压输出端电路原理图。

附图标记说明

电池电压检测单元1、稳压单元2、控制单元3、开关单元4、报警提示单元5、单片机U1、过压保护单元6、防反单元7、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、过压保护二极管D2、电容C1、第一三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4、蜂鸣器L1、第二三极管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的车载启动电池的保护电路，可设置在车辆启动电池座接口及尾板控制器的输入端之间，用于防止汽车的电池过度放电，而影响电池寿命的情况。

请参阅图1和图2，本实用新型提供的车载启动电池的保护电路，包括电池电压检测单元1、稳压单元2、控制单元3、开关单元4和报警提示单元5，所述电池电压检测单元1的一端连接电池接口的正极，即通过电池接口与电池电连接，电池电压检测单元1的另一端通过稳压单元2连接控制单元3的供电端，控制单元3的第一控制端连接开关单元4，控制单元3的第二控制端连接报警提示单元5，所述稳压单元2还与控制单元3连接，为控制单元3提供稳定的5V电源电压。

所述稳压单元2可采用AMS1117-5V的LDO，用于对电池输出的电压进行稳压处理，输出5V电压给控制单元3供电，使控制单元3可稳定工作。所述控制单元3可采用SPO8封装的型号为STCBG1K08A的单片机U1，单片机U1的VCC脚连接稳压单元2的电压输出端，单片机U1的P3.2脚连接电池电压检测单元1，单片机U1的P5.4脚为控制单元3的第一控制端、其连接开关单元4，单片机U1的P5.5脚控制单元3的第二控制端、其连接报警提示单元5。当然稳压单元2和控制单元3也可采用其它的芯片，本实用新型对此不作限制。

所述电池电压检测单元1用于对电池正极的电压采样，并由单片机U1读取相应的电压值，当电池电压低于设定值(如电池电压为9.5-10.3V，当低于9.5V时)，单片机U1的P5.4脚输出低电平，使开关单元4断开不对用户设备(如尾板电机)输出电压，从而防止电池过度放电，并且单片机U1的P5.5脚输出高电平使报警提示单元5动作提醒用户给电池充电。其中，电池低压提示信息可为语音播报、滴滴声提示、闪光灯提示等等。

请继续参阅图1和图2，本实用新型的车载启动电池的保护电路还包括过压保护单元6，所述过压保护单元6的一端连接电池电压检测单元1，所述过压保护单元6的另一端连接控制单元3，用于防止电池电压检测单元1采样电池电压进入单片机U1时过压，如当电池电压高于10.3V时，经电池电压检测单元1分压后进入单片机U1的电压很可能高于单片机U1的工作电压(如5V)，此时通过过压保护单元6将电压值限定于安全范围，防止操作单片机U1。

较佳地，本实用新型的车载启动电池的保护电路还包括防反单元7，所述防反单元7的一端与电池的正极电连接，防反单元7的另一端与稳压单元2和开关单元4连接，确保保护电路的电源输入为电池正极。

请继续参阅图1和图2，所述防反单元7包括至少一二极管D1，所述二极管D1的正极与电池的正极电连接，二极管D1的负极连接稳压单元2和开关单元4。

进一步地，所述二极管D1为两个以上，各二极管并联，本实用新型采用多个二极管并联的方式，可选小电流二极管，可降低电路成本，且在其中一个二极管失效时，保护电路仍可正常工作。

本实施例中，所述二极管可采用四个，在兼顾成本的同时，可进一步提高保护电路的稳定性。而且四个小电流二极管的成本比大电流二极管的低，有利于降低保护电路的成本。

请继续参阅图1和图2，所述开关单元4包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一、第二MOS管的栅极(即第一MOS管Q1的栅极和第二MOS管Q2的栅极)连接控制单元3的第一控制端，所述第一、第二MOS管的源极连接防反单元7的另一端，第一、第二MOS管的漏极为保护电路的电压输出端。

本实施例中，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均为N沟道MOS管，当其栅极为高电平时，MOS管导通，使保护电路对用户设备(如尾板电机)供电。本实施例采用两个MOS管并联的方式，可采用小电流MOS管，相比大电流MOS管的方式，两颗MOS管的过载峰值电流更强，不易损坏，从而可延长保护电路的使用寿命，降低维护成本。

所述电池电压检测单元1包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端电池的正极电连接，第一电阻R1的另一端连接过压保护单元6的一端、也通过第二电阻R2接地，由第一电阻R1和第二电阻R2构成电压采样电压对电池输出的电压分压，供电片机的ADC管脚读取。

所述过压保护单元6包括过压保护二极管D2和电容C1，所述过压保护二极管D2的第1脚接地，过压保护二极管D2的第2脚连接稳压单元2，过压保护二极管D2的第3脚连接第一电阻R1的另一端、也通过电容C1接地。

所述过压保护二极管D2可采用型号为BAV99的二极管，在上电时电池电压经第一电阻R1给电容C1充电，并由BAV99二极管钳位输入至单片机U1P3.2脚的电压，从而进行过压保护。

所述报警提示单元5包括第一三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4和蜂鸣器L1，所述第一三极管Q3的基极通过第三电阻R3连接控制单元3的第二控制端、也通过第四电阻R4接地，第一三极管Q3的集电极连接蜂鸣器L1的第2脚，蜂鸣器L1的第1脚连接防反单元7的另一端，第一三极管Q3的发射极接地。

所述第一三极管Q3为NPN三极管，所述第三电阻R3、第四电阻R4为限流电阻，当单片机U1的P5.5脚输出高电平时，第一三极管Q3导通使蜂鸣器L1发声，从而输出报警提示信号。

所述开关单元4还包括第二三极管Q4、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第二三极管Q4的基极通过第五电阻R5连接控制单元3的第一控制端、也通过第六电阻R6接地，第二三极管Q4的集电极连接第一、第二MOS管Q2的栅极，第二三极管Q4的发射极接地。

所述第二三极管Q4也可采用NPN三极管，当单片机U1的P5.5脚输出高电平时，第二三极管Q4导通使第一MOS管Q1、第二MOS管Q2均导通，使保护电路输出电压至用电设备。

为了更好的理解本实用新型，以下结合图1和图2对本实用新型的保护电路的工作方式进行详细说明：

当汽车点火时需启动时，电池输出的电压给第一电阻R1、第二电阻R2分压，并经过压保护二极管D2过压保护后输入单片机U1的P3.2脚，由单片机U1来检测电池电压，当电池电压低于设定值(如9.5V)时，单片机U1的P5.4脚输出低电平使第二三极管Q4截止，此时第一、第二MOS管Q2均截止，保护电路无电压输出，同时单片机U1的P5.5脚输出高电平使第一三极管Q3导通，使蜂鸣器L1发声报警，提示用户需给电池充电，避免汽车无法正常启动给用户带来困扰。当电池电压一直低于设定值，蜂鸣器L1报警声持续1分钟并自动关闭报警声，以节省电能；如果汽车重新断电再上电，则再重复上述报警步骤。当电池电压等于或高于设定值(如9.5V)时，单片机U1的P5.4脚输出高电平使第二三极管Q4导通，此时第一、第二MOS管Q2均导通，保护电路输出电压对用户设备供电，同时单片机U1的P5.5脚输出低电平使第一三极管Q3截止，蜂鸣器L1不发声。

综上所述，本实用新型采用了稳压单元2对电池输出的电压稳压处理后给控制单元3供电，有利于使控制单元3可靠工作，且在电池电压过低时，使开关单元4断开停止供电输出，防止电池过度放电，可以有效的延长电池的使用寿命，并且通过报警提示单元5输出电池低压提示信息，提示用户及时给电池充电或更换，不亏电甚至断电状态再寻找救援，减少不必要的麻烦和损失。

同时，本实用新型只需接在电池接口和液压控制器的输入端之间，无需改变汽车现有的电路配置，而且安装方便、简单快捷，在增加极少的成本的前提下，实现了电池保护的功能。并且本实用新型的保护电路，只仅可以用于车载启动电池的保护，也可用于其它电池供电的保护。

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其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 (10)

1.一种车载启动电池的保护电路，其特征在于，包括电池电压检测单元、稳压单元、控制单元、开关单元和报警提示单元，所述稳压单元对电池输出的电压稳压处理后给控制单元供电，所述控制单元根据电池电压检测单元获取的电压值，当电压值低于设定值时控制开关单元断开，并使报警提示单元输出电池低压提示信息。

2.根据权利要求1所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，还包括过压保护单元，所述过压保护单元的一端连接电池电压检测单元，所述过压保护单元的另一端连接控制单元。

3.根据权利要求2所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，还包括防反单元，所述防反单元的一端与电池的正极电连接，防反单元的另一端与稳压单元和开关单元连接。

4.根据权利要求3所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，所述防反单元包括至少一二极管，所述二极管的正极与电池的正极电连接，二极管的负极连接稳压单元和开关单元。

5.根据权利要求4所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，所述二极管为两个以上，各二极管并联。

6.根据权利要求3或4所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，所述开关单元包括第一MOS管和第二MOS管，第一、第二MOS管的栅极连接控制单元的第一控制端，所述第一、第二MOS管的源极连接防反单元的另一端，第一、第二MOS管的漏极为保护电路的电压输出端。

7.根据权利要求3或4所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，所述电池电压检测单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端电池的正极电连接，第一电阻的另一端连接过压保护单元的一端、也通过第二电阻接地。

8.根据权利要求3或4所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，所述过压保护单元包括过压保护二极管和电容，所述过压保护二极管的第1脚接地，过压保护二极管的第2脚连接稳压单元，过压保护二极管的第3脚连接第一电阻的另一端和控制单元、也通过电容接地。

9.根据权利要求4所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，所述报警提示单元包括第一三极管、第三电阻、第四电阻和蜂鸣器，所述第一三极管的基极通过第三电阻连接控制单元的第二控制端、也通过第四电阻接地，第一三极管的集电极连接蜂鸣器的第2脚，蜂鸣器的第1脚连接防反单元的另一端，第一三极管的发射极接地。

10.根据权利要求6所述车载启动电池的保护电路，其特征在于，所述开关单元包括第二三极管、第五电阻和第六电阻，所述第二三极管的基极通过第五电阻连接控制单元的第一控制端、也通过第六电阻接地，第二三极管的集电极连接第一、第二MOS管的栅极，第二三极管的发射极接地。