充电电池用保护监测器的制作方法

本实用新型涉及应急电源装置技术领域，具体涉及一种充电电池用保护监测器。

背景技术：

应急照明电源和灯具配合，即可组成应急照明灯具，在市电正常时，将市电输出至外接的灯具，在应急照明电源监测到市电异常或掉电时，可充电电池通过高频功率变换电路将电压传输至切换输出电路，再供应给外接的灯具，进行照明。

但是，现有应急照明电源在为可充电电池充电时，如果外界充电电压过低，容易造成电池放电，影响充电效果，且不利于充电电池的长期使用。并且，采用该充电电池进行应急照明时，也会影响应急照明效果。

如何保障应急照明电源中充电电池及时有效地充电，且能够保护充电电池，监测充电电池状况，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种充电电池用保护监测器，能够保障应急照明电源中充电电池及时有效地充电，且能够保护充电电池，监测充电电池状况。

本实用新型提供一种充电电池用保护监测器，包括充电执行电路、充电保护电路、控制电路、监测电路和微控制器。充电执行电路包括依次连接的第一场效应管(Q5)和二极管，第一场效应管(Q5)的源极与外界充电电源的正极连接，第一场效应管(Q5)的栅极与充电保护电路连接，第一场效应管(Q5)的漏极与二极管的正极连接，二极管的负极与充电电池的正极连接；充电保护电路包括第一分压电阻(R44)、第二分压电阻(R39)、第三分压电阻(R40)和稳压二极管(U6)，第一分压电阻(R44)的第一端与外界充电电源的正极连接，第一分压电阻(R44)的第二端与第二分压电阻(R39)的第一端连接，第二分压电阻(R39)的第一端与二极管的正极连接，第二分压电阻(R39)的第二端与稳压二极管(U6)的负极连接，第三分压电阻(R40)的第一端与稳压二极管(U6)的负极连接，第三分压电阻(R40)的第二端与地线连接，稳压二极管(U6)的正极与地线连接；控制电路分别与微控制器和充电电池连接；监测电路分别与微控制器和充电电池连接。

进一步地，控制电路包括依次连接的控制开关、第一三极管(Q3)和第二三极管(Q8)，控制开关还与微控制器连接，第一三极管(Q3)还与充电电池的负极连接，第二三极管(Q8)还与充电电池的正极连接，控制开关根据微控制器的放电参数，控制第一三极管(Q3)和第二三极管(Q8) 导通，充电电池放电。

进一步地，第一三极管(Q3)还与微控制器的温度监测管脚连接。

基于上述任意充电电池用保护监测器实施例，进一步地，监测电路包括第一电池电压采样电阻(R37)和第二电池电压采样电阻(R38)，第一电池电压采样电阻(R37)的第一端与第二三极管(Q8)的集电极连接，第一电池电压采样电阻(R37)的第二端与微控制器连接，第二电池电压采样电阻(R38)的第一端与微控制器连接，第二电池电压采样电阻(R38)的第二端与地线连接。

进一步地，监测电路包括第一放电电流监测电阻(R25)和第二放电电流监测电阻(R26)，第一放电电流监测电阻(R25)的第一端与微控制器的电压端连接，第一放电电流监测电阻(R25)的第二端与微控制器的电流监测端连接，第二放电电流监测电阻(R26)的第一端与第一放电电流监测电阻(R25)的第二端连接，第二放电电流监测电阻(R26)的第二端与充电电池的负极连接。

进一步地，监测电路包括第一充电电压采样电阻(R22)和第二充电电压采样电阻(R23)，第一充电电压采样电阻(R22)的第一端与外界充电电源的正极连接，第一充电电压采样电阻(R22)的第二端与微控制器的充电电压监测端连接，第二充电电压采样电阻(R23)的第一端与第一充电电压采样电阻(R22)的第二端连接，第二充电电压采样电阻(R23)的第二端与地线连接。

基于上述任意充电电池用保护监测器实施例，进一步地，充电执行电路包括依次连接的第一场效应管(Q5)、第一充电执行二极管(D7)、第二充电执行二极管(D8)和充电电流采样电阻(R19)，第一场效应管(Q5) 的漏极与第一充电执行二极管(D7)的正极连接，第一充电执行二极管(D7) 的负极与第二充电执行二极管(D8)的正极连接，第二充电执行二极管(D8) 的正极与充电电流采样电阻(R19)的第一端连接，第二充电执行二极管(D8) 的负极与充电电流采样电阻(R19)的第二端连接，充电电流采样电阻(R19) 的第二端还与充电电池的正极连接。

基于上述任意充电电池用保护监测器实施例，进一步地，本实施例充电电池用保护监测器还包括：状态指示灯，状态指示灯的光状态控制端与微控制器连接。

由上述技术方案可知，本实用新型充电电池用保护监测器，采用充电保护电路监测外界充电电源的电压，并采用第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻进行分压，控制稳压二极管。稳压二极管导通时，充电执行电路的场效应管导通，充电执行电路即可为充电电池充电。充电保护电路能够监测外界充电电压，防止外界充电回路短路。同时，充电执行电路中的二极管能够防止充电电池反向电流回流，保护充电电池。

并且，控制电路与微控制器连接，通过微控制器控制充电电池的放电情况，或结合监测电路，有效地实现对充电电池的监测，实时监测充电电池在充电或放电过程中的故障，延长电池的使用寿命。

因此，本实用新型充电电池用保护监测器，能够保障应急照明电源中充电电池及时有效地充电，且能够保护充电电池，监测充电电池状况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本实用新型所提供的一种充电电池用保护监测器的结构示意图；

图2示出了本实用新型所提供的一个充电执行电路和充电保护电路连接示意图；

图3示出了本实用新型所提供的一个控制电路和电池电压监测电路的连接示意图；

图4示出了本实用新型所提供的一个微控制器的各引脚示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。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，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1示出了本实用新型提供一种充电电池用保护监测器，包括充电执行电路1、充电保护电路2、控制电路3、监测电路4和微控制器5。结合图2，充电执行电路1包括依次连接的场效应管Q5和二极管D7、D8，场效应管Q5的源极与外界充电电源的正极VCC连接，场效应管Q5的栅极与充电保护电路2连接，场效应管Q5的漏极与二极管的正极连接，二极管的负极与充电电池的正极连接。

充电保护电路2包括第一分压电阻R44、第二分压电阻R39、第三分压电阻R40和稳压二极管U6，第一分压电阻R44的第一端与外界充电电源的正极VCC连接，第一分压电阻R44的第二端与第二分压电阻R39的第一端连接，第二分压电阻R39的第一端与二极管的正极连接，第二分压电阻R39 的第二端与稳压二极管U6的负极连接，第三分压电阻R40的第一端与稳压二极管U6的负极连接，第三分压电阻R40的第二端与地线连接，稳压二极管U6的正极与地线连接。控制电路3分别与微控制器5和充电电池连接。监测电路4分别与微控制器5和充电电池连接。结合图4，该微控制器采用 ASIC-03实现，并采用外界充电电压VCC或充电电池的电压VBAT进行供电。

由上述技术方案可知，本实施例充电电池用保护监测器，采用充电保护电路2监测外界充电电源的电压，并采用第一分压电阻R44、第二分压电阻R39和第三分压电阻R40进行分压，控制稳压二极管U6。稳压二极管U6 导通时，充电执行电路1的场效应管Q5导通，充电执行电路1即可为充电电池充电。充电保护电路2能够监测外界充电电压，防止外界充电回路短路。同时，充电执行电路1中的二极管能够防止充电电池反向电流回流，保护充电电池。

并且，控制电路3与微控制器5连接，通过微控制器5控制充电电池的放电情况，或结合监测电路4，有效地实现对充电电池的监测，实时监测充电电池在充电或放电过程中的故障，延长电池的使用寿命。

因此，本实施例充电电池用保护监测器，能够保障应急照明电源中充电电池及时有效地充电，且能够保护充电电池，监测充电电池状况。

为了进一步提高该充电电池用保护监测器的可靠性和准确性，具体地，在控制电路实现方面，结合图3，控制电路3包括依次连接的控制开关、第一三极管Q3和第二三极管Q8，控制开关即电阻R35与微控制器5P0.1管脚的连接端。第一三极管Q3还与充电电池的负极BAT-连接，第二三极管Q8 还与充电电池的正极BAT+连接，控制开关根据微控制器5的放电参数，控制第一三极管Q3和第二三极管Q8导通，充电电池放电。采用该控制电路3 能够有效接收微控制器5的放电参数，及时有效地实现放电。或微控制器5 发送监测控制参数，控制控制第一三极管Q3和第二三极管Q8导通，结合监测电路，实现对充电电池实时监测，例如，在充电过程中，实现监测电池电压、充电电压、充电电流，以提高充电效率，在放电过程中，实现监测放电电流，实现空载保护或过载保护，提高产品可靠性。

在温度监测方面，结合图3，第一三极管Q3还与微控制器5的温度监测管脚连接，即管脚AN4，通过监测第一三极管Q3的基极与集电极之间的电压，实现对温度监控，防止温度过高，对该充电电池形成过热保护，提高产品可靠性。

在电池电压监测方面，结合图3，监测电路4包括第一电池电压采样电阻R37和第二电池电压采样电阻R38，第一电池电压采样电阻R37的第一端与第二三极管Q8的集电极连接，第一电池电压采样电阻R37的第二端与微控制器5连接，即管脚AN0，第二电池电压采样电阻R38的第一端与微控制器5连接，第二电池电压采样电阻R38的第二端与地线连接。在控制电路3 导通时，微控制器5即可通过管脚AN0实现监测充电电池的电池电压。

在充电电压监测方面，结合图4，监测电路4包括第一充电电压采样电阻R22和第二充电电压采样电阻R23，第一充电电压采样电阻R22的第一端与外界充电电源的正极VCC连接，第一充电电压采样电阻R22的第二端与微控制器5的充电电压监测端连接，即管脚AN1，第二充电电压采样电阻 R23的第一端与第一充电电压采样电阻R22的第二端连接，第二充电电压采样电阻R23的第二端与地线连接。在控制电路3导通时，微控制器5即可通过管脚AN1实现监测充电电压。

在充电过程中，该充电电池用保护监测器还能够实现监测充电电流，微控制器5根据上述监测的充电电压和电池电压的差值，确定充电过程中的充电电流，以提高充电效率，提高产品可靠性。

在放电电流监测方面，结合图4，监测电路4包括第一放电电流监测电阻R25和第二放电电流监测电阻R26，第一放电电流监测电阻R25的第一端与微控制器5的电压端连接，即2.5伏端，第一放电电流监测电阻R25的第二端与微控制器5的电流监测端连接，即AN2管脚，第二放电电流监测电阻R26的第一端与第一放电电流监测电阻R25的第二端连接，第二放电电流监测电阻R26的第二端与充电电池的负极BAT-连接。在控制电路3导通时，微控制器5即可通过管脚AN2实现监测放电电流，实现空载保护或过载保护，提高产品可靠性。

在充电执行电路1实现方面，结合图2，充电执行电路1包括依次连接的场效应管Q5、第一充电执行二极管D7、第二充电执行二极管D8和充电电流采样电阻R19，场效应管Q5的漏极与第一充电执行二极管D7的正极连接，第一充电执行二极管D7的负极与第二充电执行二极管D8的正极连接，第二充电执行二极管D8的正极与充电电流采样电阻R19的第一端连接，第二充电执行二极管D8的负极与充电电流采样电阻R19的第二端连接，充电电流采样电阻R19的第二端还与充电电池的正极BAT+连接。第一充电执行二极管D7能够防止充电电池的方向电流回流。且第二充电执行二极管D8 能够限制充电电流采样电阻R19的最大功耗电流，提高充电电池的充电效率。

为了进一步提高该充电电池用保护监测器的实用性，具体地，本实施例充电电池用保护监测器还包括状态指示灯，状态指示灯的光状态控制端与微控制器5连接。状态指示灯能够指示充电电池的各个工作状态，如红色表示电池在充电，绿色表示充电完成等，方便用户使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。