專利名稱：充電電源保護電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種設備的充電保護電路，特別是涉及一種電容電池或充電電池的保護電路。
背景技術：
充電電池，是充電次數有限的可充電的電池，主要有鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鉛蓄、鐵鋰五種類型。電容電池實際上就是一個電容器，只是由于其容量比通常的電容器大得多，對外表現和電池相同，因此取名“電容電池”，也有稱作“超級電容”，是上世紀七、八十年代發展起來的一種新型的儲能裝置。它是一種介于傳統電容器與電池之間，具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容儲能電能，因而不同于傳統的化學電能。電容電池的突出優點是功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度范圍寬。由于單體電池的電壓較低，在生產或使用中又會出現單體差異，許多情況下需要串聯使用。此時，單體的差異會造成加速失效。例如在串聯電路中，當每個電容容量降低， 他就會提前被充電至額定電壓，而整體電壓還未達到預定值，則充電會繼續進行，這時會使那個容量降低的電池因過壓而擊穿失效。因此，需要一種保護電路，當串聯回路中的電容電池或電池單體達到預定電壓值時，應啟動旁路電路，防止電壓繼續升高，達到保護電容電池或電池單體的目的。但現有技術存在諸多不足(1)元器件多，(2)電路功耗大，(3)電路體積大，(4)實現難(5)元器件壽命短等。一個好的保護電路要簡單、便于安裝實施、功耗小， 否者當電池被放置一定時間后，電池的能量會完全被保護電路耗盡，反而弊大于利，適得其反。
發明內容
本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中電路復雜、實現難的缺陷，本發明提供了一種元器件個數少、電路簡化的電源保護電路。其次，為了克服現有技術中電路功耗大，從而使得電源電量被保護電路消耗，電源效率大大降低的問題，本發明提供了一種功耗較低的電源保護電路。最后，為了克服現有技術中開關設備壽命短、更換頻繁的缺陷，本發明提供了一種具有滯回特性的電源保護電路。本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種電源保護電路，其特點在于，其包括一耗電設備，用于消耗電源保護電路中的電能，直至電源電壓降低到額定值；一開關裝置，用于控制耗電設備與電源的連通與斷開；一電壓檢測裝置，用于檢測電源的電壓值，根據電壓值控制耗電設備與電源的連通與斷開。整個電路主要由耗電設備、開關裝置、電壓檢測裝置組成。耗電設備與開關裝置之間串聯并且與電壓檢測裝置并聯，組成一個整體，即電源保護電路。整個電路又并聯在電容電池或電池的兩端，起到保護電池的效果。其中，該耗電設備主要起消耗電量的作用，使用功率電阻，可由實現耗能效果的其他耗電設備組成；該開關裝置主要起開關的作用，可使用MOSFET (金氧半場效晶體管)，控制耗能電路的導通與斷開；該電壓控制芯片負責實時監控電源電壓，其本身有一閾值，當電壓高于閾值時，電壓監控芯片輸出高電平，觸發MOSFET使其導通；當電壓低于閾值時，電壓監控芯片輸出低電平，觸發MOSFET使其斷開。整個保護電路的功耗主要由電壓監控芯片產生，而現有電壓監控芯片可做到工作電流小于luA，這個電流遠小于電容電池的漏電流，所以，此時電壓監控芯片的功耗小到可以忽略的程度。本發明的積極進步效果在于本發明能夠解決現有保護電路元器件多、功耗大、體積大和壽命短的問題，從而能夠提高電池的使用效率和壽命，并且降低因多余元器件而導致的高成本，最終提高電池性能。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。如圖1所示，本發明的該電源保護電路主要包括一功率電阻3、一MOSFET 2、一電壓監控芯片4。首先，功率電阻3與M0SFET2之間串聯并且與電壓監控芯片4并聯，組成一個整體，整個電路又并聯在需保護電源1的兩端。其中，該功率電阻3主要起消耗電量的作用，可使用線圈、燈泡或能夠消耗電能的其他設備組成；該M0SFET2主要起開關的作用，控制耗能電路的導通與斷開。該電壓監控芯片4負責實時監控電源電壓，具有滯回特性，能使M0SFET2工作與開關狀態，使得M0SFET2 的功耗降至最低，減少開關設備的使用次數，提高元器件的壽命。電壓監控芯片4可以設定上閾值和下閾值，當電壓高于上閾值時，電壓監控芯片4輸出高電平，觸發M0SFET2使其導通，放電開始；當電壓低于下閾值時，電壓監控芯片4輸出低電平，觸發M0SFET2使其斷開， 放電停止。這種工作狀態還不需要安裝散熱器，減小了電路體積和成本。整個保護電路的功耗主要由電壓監控芯片4產生，而現有電壓監控芯片4可做到工作電流小于luA，這個電流遠小于電容電池的漏電流，所以，此時電壓監控芯片4的功耗小到可以忽略的程度。如圖1的方式連接電源保護電路，當需保護電源1被充電時，電壓監控芯片4會實時監控需保護電源1的電壓值；當電壓高于電壓監控芯片4的上閾值時，電壓監控芯片4輸出高電平，觸發M0SFET2使其導通，此時電源保護電路就處于導通狀態，此時放電開始，功率電阻3消耗多余的電能，電壓隨之降低；當電壓低于電壓監控芯片4下閾值時，電壓監控芯片4輸出低電平，觸發M0SFET2使其斷開，此時電源保護電路就處于斷開狀態，功率電阻 3停止工作，整體電路放電停止。在日常的使用過程中，每當需保護電源1充電時，都會經過上述這樣一個循環過程，使單體電源電壓保持在正常工作值；在多組電池同時使用時，就會減小相互之間的差異，提高整體使用壽命。由于現有電壓監控芯片4可做到工作電流小于電容電池的漏電流，電壓監控芯片4的功耗小到可以忽略；電壓監控芯片4具有滯回特性，可以使得M0SFET2工作與開關狀態，使得M0SFET2的功耗降至最低。電路中兩個主要耗能設備(M0SFET2和電壓監控芯片4) 的自身能耗就都能被有效地控制。此外，電壓監控芯片4的滯回特性不僅能夠使得電壓監控芯片4的能耗降低，同樣也能夠提高開關裝置(M0SFET2)的使用壽命，降低元器件的更換頻率從而降低成本。通過上述的實施方式，本發明所述電路中兩個主要部件的功耗都大大降低，從而整個電路的總功耗也相應降低，達到現有技術所望塵莫及的性能。本發明能夠解決現有保護電路元器件多、功耗大、體積大和壽命短的問題，從而能夠提高電池的使用效率、性能和壽命，并且降低因多余元器件而導致的高成本。雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種充電電源保護電路，其特征在于，其包括 一耗電設備，消耗電源保護電路的電能； 一開關裝置，控制耗電設備與電源的連通與斷開；一電壓檢測裝置，檢測電源的電壓值，根據電壓值控制耗電設備與電源的連通與斷開。
2.如權利要求1所述的電源保護電路，其特征在于，該耗電設備是功率電阻。
3.如權利要求1所述的電源保護電路，其特征在于，該開關裝置是場效晶體管。
4.如權利要求3所述的電源保護電路，其特征在于，該場效晶體管是M0SFET。
5.如權利要求1所述的電源保護電路，其特征在于，電壓檢測裝置設置有上閾值和下閾值；當電壓高于上閾值時，電壓檢測裝置打開開關裝置，當電壓低于下閾值時，電壓檢測裝置關閉開關裝置。
全文摘要
本發明公開了一種充電電源保護電路，其包括一耗電設備，消耗電源保護電路的電能；一開關裝置，控制耗電設備與電源的連通與斷開；一電壓檢測裝置，檢測電源的電壓值，根據電壓值控制耗電設備與電源的連通與斷開。本發明能夠解決現有保護電路元器件多、功耗大、體積大和壽命短的問題，從而能夠提高電池的使用效率和壽命，并且降低因多余元器件而導致的高成本，最終提高電池性能。
文檔編號H02H7/18GK102394489SQ201110372040
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者吳攀, 洪浩, 王偉峰 申請人:上海微頻萊機電科技有限公司