一种具有电池加热功能的充电电路的制作方法

文档序号:10897422
一种具有电池加热功能的充电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有电池加热功能的充电电路,包括加热模块、加热开关、温度检测模块、充电开关、控制器、电池。电池经过充电开关与太阳能板相连接;加热模块经过加热开关与太阳能板相连接;所述温度检测模块用于检测电池的温度;所述控制器根据温度检测模块的检测数据来控制加热开关、充电开关。采用加热模块在低温的情况下为电池加热,从而使得电池保持正常的工作温度,避免受低温环境的影响。
【专利说明】
一种具有电池加热功能的充电电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池充电技术领域,尤其涉及一种可在低温情况下为电池加热的充电电路。【背景技术】
[0002]光伏照明中,电池长期在低温环境下充电会影响电池的使用寿命。铅酸电池一般需要在〇度以上的温度下充电,在过低的温度下充电,电解液的粘度降低,导电性下降,活性物质的活性也会降低,会使电解液的浓度差变大,极化增强,使得充电效率降低、充电提前截止。对于锂离子电池,低温下充电,会在电极产生结晶,结晶容易刺穿隔膜,导致正负极短路,导致电池永久性的损坏。
[0003]目前在低温环境下,大多数是将电池装入预埋箱,再将预埋箱埋入较深的地下来减少低温对电池的影响。但这种方案无法从根本上解决问题,冬天时,特别是炜度较高的区域,很难保证电池的环境温度在允许范围内;且工程安装时,工作量巨大,电池埋入地下易造成环境污染。【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足,本实用新型提出了一种具有电池加热功能的充电电路,该电路采用加热模块在低温的情况下为电池加热,从而解决低温度环境对电池的影响。
[0005]为了实现上述目的,本实用新型技术方案如下:
[0006]—种具有电池加热功能的充电电路,包括加热模块、加热开关、温度检测模块、充电开关、控制器、电池。电池经过充电开关与太阳能板相连接;加热模块经过加热开关与太阳能板相连接;所述温度检测模块用于检测电池的温度;所述控制器根据温度检测模块的检测数据来控制加热开关、充电开关。
[0007]进一步地,该电路还包括温度保护开关;温度保护开关接在加热模块与加热开关所在的线路上;温度保护开关用于防止加热模块温度过高。
[0008]进一步地,该电路还包括TVS管;TVS管与太阳能板相并联;TVS管用于控制瞬时尖锐脉冲对电路的损害。
[0009]进一步地,加热开关包含NPN型三极管Q6、PNP型三极管Q7、N沟道M0S管Q5、电阻 R22APN型三极管Q6、PNP型三极管Q7构成图腾柱驱动电路,NPN型三极管Q6的集电极接供电电源;电阻R22为图腾柱驱动电路的控制端的下拉电阻,图腾柱驱动电路控制端接收控制器的控制信号;图腾柱驱动电路的输出端接N沟道M0S管Q5的栅极。
[0010]进一步地,充电开关包含P沟道M0S管Q3、Q4、NPN型三极管Q17J沟道M0S管Q3的漏极接太阳能板的正极,P沟道M0S管Q3的源极接P沟道M0S管Q4的漏极;P沟道M0S管Q4的漏极接电池(7)的正极;P沟道M0S管Q3、Q4分别带有寄生二极管;PNP型三极管Q17的集电极与P沟道M0S管Q3、Q4的栅极分别连接;PNP型三极管Q17的发射极接地;PNP型三极管Q17的基极接收控制器(6)的控制信号;P沟道M0S管Q4用于控制太阳能板对电池(7)充电;P沟道M0S管Q3用于防止电池(7)对太阳能电池板反向放电。[〇〇11] 进一步地,充电开关还包含稳压二极管D15、电阻1?62、1?59、1?54。电阻1?62为?即型三极管Q17的基极偏置电阻;PNP型三极管Q17的集电极经过电阻R59与P沟道M0S管Q3、Q4的栅极分别连接。稳压管D15、电阻R54分别并联在P沟道M0S管Q3的栅极与源极之间。[〇〇12]进一步地,加热模块包含加热膜。
[0013]—种具有电池加热功能的充电电路,包括加热模块、加热开关、温度检测模块、充电开关、控制器、电池。在电池的温度高于电池可充电温度的状态下,控制器控制加热开关断开,太阳能板不为加热模块供电,加热模块不工作;并且控制器控制充电开关闭合,太阳能板为电池充电。在电池的温度低于电池可充电温度的状态下,控制器控制充电开关断开, 太阳能板不为电池充电;并且控制器控制加热开关闭合,太阳能板为加热模块供电,加热模块温度升高,加热模块为电池供热。
[0014]本实用新型的有益效果:采用加热模块在低温的情况下为电池加热,从而使得电池保持正常的工作温度,避免受低温环境的影响。【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构方框示意图。[0〇16]图2为本实用新型的电路原理不意图。
[0017]其中,图1-图2的附图标记为:加热模块1、加热开关2、温度检测模块3、温度保护开关4、充电开关5、控制器6、电池7、TVS管8。【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例,进一步阐述本实用新型。
[0019]如图1所示,为本实用新型的结构方框示意图。一种具有电池加热功能的充电电路,包括加热模块1、加热开关2、温度检测模块3、温度保护开关4、充电开关5、控制器6、电池 7、TVS管 8 〇
[0020]电池7经过充电开关5与太阳能板相连接;加热模块1经过加热开关2与太阳能板相连接;温度检测模块3用于检测电池7的温度;控制器6根据温度检测模块3的检测数据来控制加热开关2、充电开关3。温度保护开关4接在加热模块1与加热开关2所在的线路上。TVS管 8与太阳能板并联。温度检测模块3检测电池7的温度,并将电池7的温度转化为电信号传送给控制器6。控制器6将电池7的温度与电池7可充电温度做对比分析。加热模块1和电池7封装在一起;温度保护开关4紧贴加热模块1安装。优选地,电池7为铅酸电池。
[0021]在电池7的温度高于电池7可充电温度的状态下,控制器6控制加热开关2断开,加热模块1不工作;并且控制器6控制充电开关5闭合,太阳能板为电池7充电。在电池7的温度低于电池7可充电温度的状态下,控制器6控制充电开关5断开,太阳能板不为电池7充电;并且控制器6控制加热开关2闭合,太阳能板为加热模块1供电,加热模块1温度升高,加热模块 1为电池7供热。温度保护开关4感应加热模块1的温度,当温度高于温度保护开关4的阈值温度时,温度保护开关4自动断开,阻止太阳能板继续为加热模块1继续供电。TVS管8用于消除瞬时尖锐脉冲对电路的损害。[〇〇22]如图2所示,为本实用新型的电路原理示意图。
[0023]加热模块1包含加热膜。加热膜通电后,温度升高,以辐射的方式将热量传递给周围的物体,物体吸收辐射热后,温度升高,从而达到提供温度的目的。[〇〇24] 加热开关2包含NPN型三极管Q6、PNP型三极管Q7、N沟道M0S管Q5、电阻R22JPN型三极管Q6、PNP型三极管Q7构成图腾柱驱动电路,NPN型三极管Q6的集电极接5V供电电源(VCC_ 5V);电阻R22为图腾柱驱动电路的控制端(PN_PWM_CD)的下拉电阻,图腾柱驱动电路控制端接收控制器6的控制信号;图腾柱驱动电路的输出端接N沟道M0S管Q5的栅极。[〇〇25] 充电开关5包含P沟道M0S管Q3、Q4、NPN型三极管Q17、稳压二极管D15、电阻R62、电阻R59、电阻R54 J沟道M0S管Q3、Q4分别带有寄生二极管。P沟道M0S管Q3的漏极接太阳能板的正极(PV+),P沟道M0S管Q3的源极接P沟道M0S管Q4的漏极;P沟道M0S管Q4的漏极接电池7 的正极(B+);P沟道M0S管Q3、Q4的栅极相互连接,且栅极的节点经过电阻R59接PNP型三极管 Q7的集电极;PNP型三极管Q7的发射极接地,控制器6经过电阻R62为PNP型三极管Q7的基极提供控制信号。稳压管D15、电阻R54分别并联在P沟道M0S管Q3的栅极与源极之间。P沟道M0S 管Q4用于控制太阳能板对电池7充电;P沟道M0S管Q3用于防止电池7对太阳能电池板反向放电。[〇〇26] 温度检测模块3包含电阻R28、热敏电阻Rtl。电阻R28—端接5V供电电源(VCC_5V), 另一端经热敏电阻Rtl接地;电阻R28与热敏电阻Rtl的公共节点为温度检测模块3的输出端 (T_protect1n)〇[〇〇27]温度保护开关4、加热膜、N沟道M0S管Q5与太阳能板构成回路。[〇〇28]该电路的工作原理为:[〇〇29] 温度检测模块3中的热敏电阻Rtl的阻值受电池7的温度的变化而变化,温度检测模块3将采集的电池7温度转化为电信号并传送给控制器进行分析处理。
[0030]当电池7温度低于可充电温度时,控制器控制充电的第一 10 口输出低电平到三极管Q17的基极,此时M0S管Q3、Q4关断,太阳能板不对电池7进行充电。同时,控制器控制加热的第二10口输出高电平到三极管Q6、Q7的基极,此时,M0S管Q5导通,太阳能板直接给加热膜供电,加热膜紧贴在电池7,所以电池7温度也会随之增高。[〇〇31]当温度检测电路检测到电池7温度高于可充电温度时,控制器6的第二10 口输出低电平到三极管Q6、Q7的基极,此时,M0S管Q5关断,太阳能板不再为加热膜供电;同时,控制器 6的第一 10 口输出高电平到三极管Q17的基极,此时,M0S管Q3,Q4导通,太阳能板为电池7充电。
[0032]当温度高于温度保护开关4的阀值时,温度保护开关4将断开,从而防止因为M0S管 Q5意外损害而导致太阳能板对电池7持续的加热。
[0033]当由于太阳能板环境的变化而导致一些瞬时脉冲出现时,TVS管8将瞬时脉冲接引到地。当瞬时电压超过电路正常的工作电压后,TVS管8将发生雪崩击穿,从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路,其结果是瞬时电流通过TVS管8被短路到地,从而避开电路中被保护器件,并且在电压回复到正常值之前使得被保护回路一直保持截止状态。而当瞬时脉冲结束以后,TVS管8再自动回复至高阻状态,整个回路又回到正常电压状态。
[0034]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型不限于以上实施例。可以理解,本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有电池加热功能的充电电路,包括充电开关(5)、控制器(6)、电池(7),其特征 在于:还包括加热模块(1)、加热开关(2)、温度检测模块(3);所述电池(7)经过充电开关(5)与太阳能板相连接;所述加热模块(1)经过加热开关(2)与太阳能板相连接;所述温度检测模块(3)用于检测电池(7)的温度;所述控制器(6)根据温度检测模块(3)的检测数据来控制加热开关(2)、充电开关(5)。2.根据权利要求1所述的具有电池加热功能的充电电路,其特征在于:还包括温度保护开关(4);所述温度保护开关(4)接在加热模块(1)与加热开关(2)所在的线路上;所述温度保护开关(4)用于防止加热模块(1)温度过高。3.根据权利要求1所述的具有电池加热功能的充电电路,其特征在于:还包括TVS管(8);所述TVS管(8)与太阳能板相并联;所述TVS管(8)用于防止瞬时尖锐脉冲对电路的损害。4.根据权利要求1所述的具有电池加热功能的充电电路,其特征在于:所述加热开关(2)包含NPN型三极管Q6、PNP型三极管Q7、N沟道MOS管Q5、电阻R22;NPN型三极管Q6、PNP型三极管Q7构成图腾柱驱动电路;电阻R22为所述图腾柱驱动电路的控制端的下拉电阻;所述图腾柱驱动电路控制端接收控制器(6)的控制信号;所述图腾柱驱动电路的输出端接N沟道MOS管Q5的栅极。5.根据权利要求1所述的具有电池加热功能的充电电路,其特征在于:所述充电开关(5)包含P沟道MOS管Q3、Q4、NPN型三极管Q17;P沟道MOS管Q3的漏极接太阳能板的正极,P沟道MOS管Q3的源极接P沟道MOS管Q4的漏 极;P沟道MOS管Q4的漏极接电池(7)的正极;PNP型三极管Q17的集电极分别与P沟道MOS管Q3、Q4的栅极连接;PNP型三极管Q17的发 射极接地;PNP型三极管Q17的基极接收控制器(6)的控制信号;P沟道MOS管Q4用于控制太阳能板对电池(7)充电;P沟道MOS管Q3用于防止电池(7)对太阳能电池板反向放电。6.根据权利要求5所述的具有电池加热功能的充电电路,其特征在于:所述充电开关(5)还包含稳压二极管D15、电阻R62、R59、R54;电阻R62为PNP型三极管Q17的基极偏置电阻;PNP型三极管Q17的集电极经过电阻R59与 P沟道MOS管Q3、Q4的栅极分别连接;稳压管D15、电阻R54分别并联在P沟道MOS管Q3的栅极与源极之间。7.根据权利要求1所述的具有电池加热功能的充电电路,其特征在于:所述加热模块(1)包含加热膜。8.—种具有电池加热功能的充电电路,包括充电开关(5 )、控制器(6 )、电池(7 ),其特征 在于:还包括加热模块(1)、加热开关(2)、温度检测模块(3);在电池(7)的温度高于电池(7)可充电温度的状态下,控制器(6)控制加热开关(2)断 开,太阳能板不为加热模块(1)供电,加热模块(1)不工作;并且控制器(6)控制充电开关(5) 闭合,太阳能板为电池(7)充电;在电池(7)的温度低于电池(7)可充电温度的状态下,控制器(6)控制充电开关(5)断 开,太阳能板不为电池(7)充电;并且控制器(6)控制加热开关(2)闭合,太阳能板为加热模 块(1)供电,加热模块(1)温度升高并为电池(7)供热。
【文档编号】H01M10/657GK205583774SQ201620368876
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】项佰川, 王兴庆, 尹振坤, 胡元科
【申请人】深圳源创智能照明有限公司
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1