一种机器人电压输出模块过放电保护电路的制作方法

本发明属于电池保护领域，尤其是涉及一种机器人电压输出模块过放电保护电路。

背景技术：

电压输出模块与锂电池相比，成本较低，而且在电压输出模块出现损坏时可以进行修复，延续使用寿命，而且其内没有自由酸，在正常操作中不会有酸液泄露，对其所在的电路造成破坏，因此在造成机器人、汽车等领域更倾向于使用电压输出模块；

但是在电压输出模块充放电的过程中存在过放电的工况，现在市场上的电池保护芯片大多用于电压在5v左右的锂电池，在电压较高的电压输出模块中无法使用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种机器人电压输出模块过放电保护电路，以提供一种电池保护电路，延长电池使用寿命。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器人过放电保护电路，包括电压输出模块、比较控制模块和负载电源控制模块，所述电压输出模块的输出端与一能降低输出电压的稳压模块的输入端连接，所述比较控制模块包括比较器，所述比较器的正向输入端与一电压输出模块的输出端经分压后连接，比较器的反向输入端与一稳压模块的输出端经分压后连接，所述比较器的输出端能控制负载电源控制模块的连通或截断，所述负载电源控制模块的输入端与电压输出模块的输出端连接，负载电源控制模块的输出端与一负载连接。

进一步的，所述比较器的正向输入端与一电阻r3和电阻r4的第一端连接，所述电阻r3的第二端连接电压输出模块的输出端，所述电阻r4的第二端接地。

进一步的，所述比较器的反向输入端与一电阻r6的第一端连接，电阻r6的第二端与稳压模块的输出端连接，所述r6的第一端还与一电阻r7的第一端连接，电阻r7的第二端与电阻r8的第一端连接，电阻r8的第二端接地，所述电阻r8与一mos管q6并联，且当mos管q6的导通时电阻r8与电阻r7断开，当mos管q6断开时电阻r8与电阻r7连通。

进一步的，所述mos管q6的栅极与比较器的输出端连通，且当比较器输出高电平时mos管q6导通，当比较器输出低电平时mos管6断开。

进一步的，所述稳压模块包括一端与电压输出模块的输出端连接的电阻r5，所述电阻r5的另一端与电阻r1的第一端连接，所述电阻r1的第二端与电阻r2的一端连通，电阻r2的另一端接地，所述电阻r5的靠近电阻r1的一端与一稳压管的输入端连接，所述稳压管的输出端接地。

进一步的，所述负载电源控制模块包括mos管q3；

所述比较器的输出端与一mos管q5的栅极连接，所述mos管q5的源极与mos管q3的栅极连接。

进一步的，所述电压输出模块包括电源，所述电源的正极与一mos管q4的源极连接，所述mos管q4的栅极与一电源开关连接，漏极与稳压电源和比较器正向输入端连接。

进一步的，所述电源开关与mos管q4的栅极之间串联有电阻r15和电阻r16，所述电源的正极与一电阻r14的第一端连接，所述r14的第二端连接于电阻r15和电阻r16之间。

进一步的，该保护电路还包括充电模块，所述充电模块包括充电端口，所述充电端口与电源的充电口连接，且充电端口与电源之间串联有一二极管。

进一步的，所述mos管q5的漏极与负载电源控制模块之间串联有两电阻，且电压输出模块的输出端连接于两电阻之间。

相对于现有技术，本发明所述的一种机器人过放电保护电路具有以下优势：

本发明采用比较器输出高电平和低电平控制负载电源控制模块的启闭，以控制电路是否向负载供电，防止电源在电压过低时继续想负载供电，从而保护电路；

采用在比较器的输出端连接一mos管的栅极控制电阻r8与电路的连通使得比较器存在一高一低两个门限电压，以控制负载电源控制模块的连接或切断。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的流程示意图；

图2为本保护电路电压输出模块示意图；

图3为本保护电路稳压模块、比较控制模块和负载电源控制模块连接示意图。

图4为本保护电路充电模块示意图；

图5为门限电压与电源电压随时间变化示意图。

附图标记说明：

1-充电模块；2-电压输出模块；3-稳压模块；4-比较控制模块；5-负载电源控制模块；6-负载。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

机器人电压输出模块过放电保护电路，包括24v的电压输出模块和能将电压输出模块电压降低到5v并输出5v的稳压模块，所述稳压模块的输入端与电压输出模块连接，所述稳压模块的输出端与一比较控制模块的输入端连接，所述比较控制模块的输出端与负载电源控制模块的输入端连接，负载电源控制模块的输出端与负载的正极连接，负载的负极接地；

比较控制模块包括比较器u16，所述稳压模块的输出端经分压电阻r6、r7后与比较器u16的反向输入端连接，为比较器u16提供一个稳定的电压，所述电压输出模块的输出端通过r3、r4分压与比较器u16的正向输入电压连接，及比较器u16的正向输入电压由电压输出模块分压后所得，所以比较器u16的正向输入电压与电压输出模块的电压变化相关；所述比较器u16的输出端分别接上拉电阻r9和一mos管q6，且mos管经电阻r9后连接电阻r7,所述上拉电阻r9与稳压模块的输出端连接。

所述负载电源控制模块包括mos管q5，所述mos管q5的1脚与比较器u16的输出端经过一电阻r10连接，所述mos管q5的2脚连地，3脚连接电阻r11的一端，r11的另一端与r12的一端连接，所述r12的另一端与mos管q3的1脚连接，mos管q3的3脚与电压输出模块的输出端连接，2脚与负载连接；所述电阻r12与r11相互连接的一端上还与电压输出模块连接。

所述稳压模块包括一端与电压输出模块输出端连接的电阻r5，所述电阻r5的另一端与电阻r1的一端连接，r1的另一端与r2的一端连接，所述r2的另一端接地，一稳压管u15的1脚和2脚分别连接电阻r1两端，稳压管的3脚接地，所述稳压管u15的1脚与一电容c1的输入端连接，电容c1的输出端与地连接，其中稳压管的2脚输出反馈电压，所述稳定管道u15的1脚与电阻r6远离电阻r7的一端连接；

所述电压输出模块包括铅酸电池，所述铅酸电池的输出端与一p-mos管q4的3脚连接，所述mos管的2脚与电解电容c5的正极和电容c4的正极连接，且电解电容c5的负极和电容c4的负极均接地，一电源开关与一电阻r15的一端连接，r15的另一端与电阻r16连接，电阻r16的另一端与mos管q4的1脚连接，所述mos管q4的3脚与一电容c6的正极连接，电容c6的负极连接于电阻r15与电阻r16之间，所述铅酸电池的正极与r14的一端连接，r14的另一端连接于电阻r15与电阻r16之间。

本发明所述的机器人放电保护电路还包括铅酸电池的充电模块，充电模块包括充电端口，所述充电端口与一二极管d16的正极连接，所述二极管d16的负极通过一自恢复保险与铅酸电池的充电口正极连接，充电口的负极接地。

本发明所述的一种机器人过放电保护电路，在工作过程中，通过mos管q4的导通或截止改变整个电路的导通与截止状态，先将电源开关打开，电阻r14和电阻r15将铅酸电池的电压分压，通过电阻r16给mos管q4的1脚供电，使得mos管q41脚处的电压小于3脚处的电压，将mos管q4导通，使得mos管q4的2脚和3脚导通，即电压输出模块导通并向稳压模块和比较控制模块的输入端施加24v电压，所述稳压模块通过电阻r5、电阻r1和电阻r2分压使得稳压管的1脚处电压为5v，并经过电阻r6与比较器u16的反向输入端连接，且在就此过程中电阻r6与电阻r7和电阻r8分压，控制比较器u16反向输入端的电压，获得两个门限电压uthh和uthl(uthh>uthl)，其中uthh为电池过放门限电压，uthl为电池充电回升的门限电压；铅酸电池24v的电压经过电阻r3和电阻r4的分压与比较器u16的正向输入端连接，当比较器u16的正向输入端的电压高于比较器u16反向输入端的电压时，比较器u16输出高电平，负载电源控制模块接通，同时电池的电压下降导致比较器u16的正向输入端电压下降，直至正向输入端的电压高于反向输入端电压，比较器u16输出低电平，负载电源控制模块断路。且在上述过程中，当电源开关打开后，电路中各个节点的电压快速上升，当比较器u16正向输入端的电压高于uthh时比较器输出高电平电压，当比较器u16的正向输入电压低于uthl时，比较器u16输出低电平，且当比较器u16输出低电平时，正向输入端的电压在短时间内快速回升至大于uthl，但是在充电完成之前无法回升至高于uthh，所以直至铅酸电池充电完成，比较器均输出低电平；

所述比较器通过mos管q6的导通与截止控制电阻r8是否与电阻r7串联，以控制比较器u16的反向输入端的电压，当比较器输出高电平时mos管q6导通，电阻r8与电阻r7不连通，比较器反向输入电压为uthl，直至电压输出模块的电压逐渐减小，比较器u16输出低电平，mos管q6截断，比较器u16的反向输入端电压为uthh；

当比较器输出高电平时，mos管q5导通，mos管q3的1脚电压下降，使mos管q3导通,电压输出模块向负载供电。

所述mos管q3、q4为p道沟mos管且型号为irf4905pbf，q5、q6的型号为ao3402，所述比较器u16的型号为lm293dt，所述每个mos管的1脚均为栅极，2脚均为漏极，3脚均为源极。

所述电压输出模块给负载电源控制模块供电，经稳压模块输出5v电压给比较器u16供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。