電池欠壓保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電池欠壓保護電路，它包括啟動電容C1、放電電阻R1、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩壓二級管D1、穩壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Q1和輸出繼電器K1。該電池欠壓保護電路設置在電池和負載之間，在電池欠壓時能夠自動切斷電池與負載的連接，起到保護電池的作用；其具有設計科學、結構合理、保護效果好和延長電池使用壽命的優點。
【專利說明】電池欠壓保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種保護電路，具體的說，涉及了一種電池欠壓保護電路。
【背景技術】
[0002]工業氣體探測應用中氣體報警控制器經常使用市電和電池兩種電源作為主電和備電來給現場探測器供電，當主電電源出現停電時備電電源可供探測器繼續工作。采用電池供電時，如果電池電壓低到一定程度還繼續放電時會對電池造成一定的損壞；過放電時，特別是以較大電流過放電會發出大量熱量，過放電時硫酸濃度減得很低，電池出現不可逆硫酸鹽化，將大大地減弱電池的充電接受能力，大大的縮短了電池的壽命。
[0003]電池欠壓后不能及時切斷電池與負載的連接，會使電池持續放電，導致過放電，為了解決此問題現有的電池多通過保護電路與探測器連接，當電池欠壓后，自動切斷電池與負載的連接。這些保護電路的工作電源多為電池提供，雖然能夠切電池與探測器的連接，停止對探測器供電，但是電池依舊給保護電路供電，如果切斷負載供電后保護電路如果功耗較大，長時間工作也容易導致過放電，過放電容易損壞電池，使電池經常更換，帶來材料和維護上的成本，同時帶來使用上的不便。
[0004]為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種設計科學、結構合理、保護效果好和延長電池使用壽命的電池欠壓保護電路。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:一種電池欠壓保護電路，它包括啟動電容Cl、放電電阻Rl、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩壓二級管D1、穩壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Ql和輸出繼電器K1，其中，所述啟動電容Cl的負極連接所述下拉電阻R2的一端，所述啟動電容Cl的正極和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端，所述放電電阻Rl并聯在所述啟動電容Cl的正負極上，所述啟動電容Cl的正極分別連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端和所述輸出繼電器Kl控制開關的一端，所述下拉電阻R2的一端分別連接所述限流電阻R3的一端和所述限流電阻R4的一端，所述下拉電阻R2的另一端分別連接所述穩壓二級管Dl的陽極，所述限流電阻R8的一端、所述運算放大器Ul的電源負向輸入端、所述穩壓二級管D2的陽極和所述分壓電阻R7的一端，所述限流電阻R3的另一端分別連接所述穩壓二級管Dl的陰極和所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的集電極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端，所述三極管Ql的發射極連接所述限流電阻R8的另一端，所述限流電阻R4的另一端連接所述運算放大器Ul的輸出端，所述運算放大器Ul的負向輸入端分別連接所述限流電阻R5的一端和所述穩壓二級管D2的陰極，所述限流電阻R5的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述運算放大器Ul的正向輸入端分別連接所述分壓電阻R7的另一端和所述分壓電阻R6的一端，所述分壓電阻R6的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述運算放大器Ul的電源正向輸入端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述分壓電阻R6的另一端和所述分壓電阻R7的一端作為負載連接端。
[0007]基于上述，它還包括續流二極管D3，所述續流二極管D3的陰極連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端，所述續流二極管D3的陽極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端。
[0008]基于上述，它還包括開關SI，所述啟動電容Cl的正極連接所述開關SI 一端，所述開關SI另一端和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端。
[0009]本實用新型相對現有技術具有實質性特點和進步，具體的說，本實用新型與傳統的保護電路不同，電池與負載切斷后，電池停止對保護電路供電，避免電池過放電，延長電池使用壽命，減少電池更換，降低維護成本；該電池欠壓保護電路設置在電池與負載之間，電路接通電池時，所述輸出繼電器Kl線圈瞬時通電，進而閉合所述輸出繼電器Kl控制開關，然后整個電路開始工作，所述運算放大器Ul對采集到的電壓進行比較，以此控制三極管Ql的導通和截止，繼而在電池欠壓時斷開電池與負載的連接，同時，電池停止向該電路供電；其具有設計科學、結構合理、保護效果好和延長電池使用壽命的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0012]如圖1所示，一種電池欠壓保護電路，它包括啟動電容Cl、放電電阻R1、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩壓二級管D1、穩壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Ql和輸出繼電器K1。
[0013]其中，所述啟動電容Cl為極性電容，所述啟動電容Cl的負極連接所述下拉電阻R2的一端，所述啟動電容Cl的正極和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端，以此連接電池，為了方便控制，所述啟動電容Cl的正極連接所述開關SI，電池通過所述開關SI連接電池輸入端。
[0014]所述放電電阻Rl并聯在所述啟動電容Cl的正負極上，所述啟動電容Cl的正極分別連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端和所述輸出繼電器Kl控制開關的一端，所述下拉電阻R2的一端分別連接所述限流電阻R3的一端和所述限流電阻R4的一端，所述下拉電阻R2的另一端分別連接所述穩壓二級管Dl的陽極，所述限流電阻R8的一端、所述運算放大器Ul的電源負向輸入端、所述穩壓二級管D2的陽極和所述分壓電阻R7的一端，所述限流電阻R3的另一端分別連接所述穩壓二級管Dl的陰極和所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的集電極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端，所述三極管Ql的發射極連接所述限流電阻R8的另一端，所述三極管Ql為NPN型三極管，所述限流電阻R4的另一端連接所述運算放大器Ul的輸出端，所述運算放大器Ul的負向輸入端分別連接所述限流電阻R5的一端和所述穩壓二級管D2的陰極，所述限流電阻R5的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述運算放大器Ul的正向輸入端分別連接所述分壓電阻R7的另一端和所述分壓電阻R6的一端，所述分壓電阻R6的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述運算放大器Ul的電源正向輸入端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述分壓電阻R6的另一端和所述分壓電阻R7的一端作為負載連接端，以此連接后級負載例如:探測器；本電路也可以用于其它電池與負載之間，起到保護電池的作用。
[0015]為了保證所述輸出繼電器Kl控制開關的準確啟閉，它還包括續流二極管D3，所述續流二極管D3的陰極連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端，所述續流二極管D3的陽極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端。
[0016]該電池欠壓保護電路的工作原理:需要啟用備用電源時，閉合開關SI，此時啟動電容Cl瞬間處于導通狀態，電池電壓通過啟動電容Cl和限流電阻R3施加到三極管Ql上，三極管Ql導通，此時所述輸出繼電器Kl線圈通電，所述輸出繼電器Kl控制開關閉合，電池向負載供電同時，整個電池欠壓保護電路開始工作。
[0017]電池接通，向負載供電，此時所述運算放大器Ul的電源輸入端接通電源，所述運算放大器Ul開始工作。電池電壓經過分壓電阻R6、分壓電阻R7后電壓Vl輸入到運算放大器Ul的正向輸入端，同時運算放大器Ul的負向輸入端接收經過穩壓二級管D2和限流電阻R5的基準電壓V2。
[0018]當電壓Vl大于基準電壓V2，運算放大器Ul輸出端輸出高電平，經過限流電阻R4施加到三極管Ql上，保持輸出繼電器Kl控制開關閉合；啟動電容Cl充滿電后，所述三極管Ql的導通電壓由運算放大器Ul提供，穩壓二級管D2限制三極管Ql的輸入電壓，有效保護三極管Ql，使得電路工作更加可靠。
[0019]當Vl小于基準電壓V2，運算放大器Ul輸出端輸出低電平，啟動電容Cl充滿電后，啟動電容Cl負極連接的下拉電阻R2將輸入到三極管Ql的電壓降至低電平，這時和運算放大器Ul輸出的低電平共同作用保證三極管Ql截止，進而使得所述輸出繼電器Kl線圈不帶電，所述輸出繼電器Kl控制開關關斷，切斷電池與負載的連接；此時整個電路與電池的連接也切斷，防止電池欠壓時,過放電。
[0020]為了保證整個電路的正常工作，放電電阻Rl的阻值要遠大于下拉電阻R2的阻值，以此保證輸出繼電器Kl啟閉的可靠性。
[0021 ] 本實用新型可以對不同的電池進行保護，通過調整分壓電阻R6和分壓電阻R7的大小，滿足對不同電池欠壓保護的需求，增加該電路的適用范圍。
[0022]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.一種電池欠壓保護電路，其特征在于:它包括啟動電容Cl、放電電阻Rl、下拉電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R4、限流電阻R5、限流電阻R8、分壓電阻R6、分壓電阻R7、穩壓二級管D1、穩壓二級管D2、運算放大器U1、三極管Ql和輸出繼電器K1，其中，所述啟動電容Cl的負極連接所述下拉電阻R2的一端，所述啟動電容Cl的正極和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端，所述放電電阻Rl并聯在所述啟動電容Cl的正負極上，所述啟動電容Cl的正極分別連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端和所述輸出繼電器Kl控制開關的一端，所述下拉電阻R2的一端分別連接所述限流電阻R3的一端和所述限流電阻R4的一端，所述下拉電阻R2的另一端分別連接所述穩壓二級管Dl的陽極，所述限流電阻R8的一端、所述運算放大器Ul的電源負向輸入端、所述穩壓二級管D2的陽極和所述分壓電阻R7的一端，所述限流電阻R3的另一端分別連接所述穩壓二級管Dl的陰極和所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的集電極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端，所述三極管Ql的發射極連接所述限流電阻R8的另一端，所述限流電阻R4的另一端連接所述運算放大器Ul的輸出端，所述運算放大器Ul的負向輸入端分別連接所述限流電阻R5的一端和所述穩壓二級管D2的陰極，所述限流電阻R5的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述運算放大器Ul的正向輸入端分別連接所述分壓電阻R7的另一端和所述分壓電阻R6的一端，所述分壓電阻R6的另一端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述運算放大器Ul的電源正向輸入端連接所述輸出繼電器Kl控制開關的另一端，所述分壓電阻R6的另一端和所述分壓電阻R7的一端作為負載連接端。
2.根據權利要求1所述的電池欠壓保護電路，其特征在于:它還包括續流二極管D3，所述續流二極管D3的陰極連接所述輸出繼電器Kl線圈的一端，所述續流二極管D3的陽極連接所述輸出繼電器Kl線圈的另一端。
3.根據權利要求2所述的電池欠壓保護電路，其特征在于:它還包括開關SI，所述啟動電容Cl的正極連接所述開關SI 一端，所述開關SI另一端和所述下拉電阻R2的另一端作為電池輸入端。
【文檔編號】H02H7/18GK203690903SQ201420032406
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】金鑫, 牛小民, 李冬明, 張艷鵬, 王婷, 高磊, 杜瑞杰 申請人:河南漢威電子股份有限公司