电池过放电保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电池过放电保护电路，包括三端稳压管、常开继电器、第一分压电阻、第二分压电阻以及第一防反二极管，三端稳压管的阳极用于连接电池的负极并接地，基准端通过第二分压电阻接地、并通过第一分压电阻连接常开继电器的线圈的一端，另一端连接三端稳压管的阴极，继电器的线圈的一端通过常触点连接电池的正极，第一防反二极管的阴极接于线圈的一端与第一分压电阻之间，第一防反二极管的阳极接于线圈的另一端与三端稳压管的阴极之间。本发明使用的元器件较少、成本较低，采用的都是常见的元件器，方便调试；可以带大电流负载，自身功耗很低。
【专利说明】电池过放电保护电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种紧急保护电路装置，尤其是涉及一种电池过放电保护电路。
【背景技术】
[0002] 电池在供电过程中，如果电量降低到一定程度后仍继续放电，则可能会因为过放 电对电池造成永久性损坏，降低电池的使用寿命。
[0003] 图1是一种传统的电池过放电保护电路。电路中的U2是一个分流稳压器，提供 参考电压，它最低只需要10 μ A的通过电流就可输出稳定的2. 5V参考电压，这可大大降低 电池在低压闭锁状态的功耗。比较器U1选用了 ST公司TS393I，它是一种微功耗比较器， 这样，所有分压电阻的阻值可以选的很大，进一步降低了功耗。比较器的输出控制P沟道的 MOSFET (VT3)接通或断开负载。当电池电压降低到一定程度时PM0S管VT2关断，使得由比 较器组成的保护电路与电池断开，极大地减小电池的能量消耗，电池处于一种近似自然放 电的状态；当电池电压恢复时，VT2自然导通，保护电路重新恢复工作
[0004] 这种电路的不足之处是流过负载的电流1〇都要流经M0S管VT2、VT3,这样Ιο的大 小受到VT2和VT3的限制，且大电流时VT2, VT3容易发热，工作状态时电路自身功耗较大， 就需要选择额定电流大的M0SFET，必要时还需要给MOSFET加散热片，成本较高。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要针对传统的电池过放电保护电路发热量大的问题，提供一种发热 量较小、成本较低的电池过放电保护电路。
[0006] 一种电池过放电保护电路，其特征在于，包括三端稳压管（U1)、常开继电器 (RL1)、第一分压电阻（R2)、第二分压电阻（R3)以及第一防反二极管（D3)，所述三端稳压管 (U1)的阳极用于连接电池（BT)的负极并接地，所述三端稳压管（U1)的基准端一方面通过 所述第二分压电阻（R3)接地、另一方面通过所述第一分压电阻（R2)连接所述常开继电器 (RL1)的线圈的一端，所述常开继电器（RL1)的线圈的另一端连接所述三端稳压管（U1)的 阴极，所述常开继电器（RL1)的线圈连接所述第一分压电阻（R2)的一端用于通过所述常开 继电器（RL1)的触点连接所述电池（BT)的正极，所述第一防反二极管（D3)的阴极接于所述 常开继电器（RL1)的线圈的一端与所述第一分压电阻（R2)之间，所述第一防反二极管（D3) 的阳极接于所述常开继电器（RL1)的线圈的另一端与所述三端稳压管（U1)的阴极之间；所 述第一分压电阻（R2)和第二分压电阻（R3)的电阻值满足条件：当所述电池（BT)的电压下 降到设定的电池过放电电压阈值时，所述三端稳压管（U1)的基准端的电压等于所述三端稳 压管（U1)的内部基准电压值。
[0007] 在其中一个实施例中，还包括第二防反二极管（D2)，所述第二防反二极管（D2)的 阴极连接所述第一防反二极管（D3)的阴极，所述第二防反二极管（D2)的阳极连接用于为 所述电池（BT)充电的充电端。
[0008] 在其中一个实施例中，还包括第三防反二极管（D1)和第三分压电阻（R1)，所述 第三防反二极管（D1)的阳极连接所述第二防反二极管（D2)的阳极，所述第三防反二极管 (D1)的阴极连接所述第三分压电阻（R1)的一端，所述第三分压电阻（R1)的另一端接于所 述第一分压电阻（R2)和第二分压电阻（R3)之间。
[0009] 在其中一个实施例中，还包括滤波电容（C1)，所述滤波电容（C1) 一端连接所述三 端稳压管（U1)的基准端，另一端接地。
[0010] 在其中一个实施例中，所述三端稳压管（U1)的型号为TL431。
[0011] 上述电池过放电保护电路，使用的元器件较少、成本较低，采用的都是常见的元件 器，方便调试；可以带大电流负载，自身功耗很低。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是一种传统的电池过放电保护电路的电路原理图；
[0013] 图2是一实施例中电池过放电保护电路的电路原理图；
[0014] 图3是另一实施例中电池过放电保护电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015] 为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具 体实施方式做详细的说明。
[0016] 图2是一实施例中电池过放电保护电路的电路原理图，电池过放电保护电路100 包括三端稳压管U1、常开继电器RL1、第一分压电阻R2、第二分压电阻R3以及第一防反二极 管D3,常开继电器RL1包括线圈和继电器。图2中电池过放电保护电路100还相应地接有 电池 BT和负载。
[0017] 三端稳压管U1的阳极用于连接电池 BT的负极并接地；三端稳压管U1的基准端一 方面通过第二分压电阻R3接地，另一方面通过第一分压电阻R2连接常开继电RL1的线圈 的一端1，常开继电器RL1的线圈的另一端2连接三端稳压管U1的阴极。常开继电器RL1 的线圈连接第一分压电阻R2的一端1用于通过常开继电器RL1的触点连接电池 BT的正极， 第一防反二极管D3的阴极接于常开继电器RL1的线圈的一端1与第一分压电阻R2之间， 第一防反二极管D3的阳极接于常开继电器RL1的线圈的另一端2与三端稳压管U1的阴极 之间。
[0018] 三端稳压管U1有一个内部基准电压V,ef，当其基准端的电压大于内部基准电压 时，其阳极和阴极之间是导通的，否则是截止的。因此可以通过选择合适的第一分压电 阻R2的电阻值&和第二分压电阻R3的电阻值馬，使得电池 BT的电压下降到设定的电池 过放电电压阈值Vth时，三端稳压管U1的基准端的电压等于三端稳压管U1的内部基准电压 值 Vref。
[0019] 具体的，根据电路原理可计算得到：Vth*R3/ (R2+R3) =V,ef
[0020] 如此，当电池电压Vbat>Vth时，三端稳压管U1导通，常开继电器RL1的线圈通电工 作，触点被吸合，从而电池 BT可以给负载供电。当电池电压Vbat〈Vth时，三端稳压管U1截止， 常开继电器RL1的线圈回路断开，线圈无法得电，常开继电器RL1的触点也随之断开，电池 BT与负载断开从而完全处于自放电状态，也就是电池 BT不带任何负载了，基本消除电池 BT 因过放电而损坏的可能。
[0021] 常开继电器RL1可以根据电池电压来选择，主要考虑的是线圈的驱动电压及触点 的额定电流，例如24V铅酸电池可以选择24V的继电器，12V的锂电池可以选择12V的继电 器。
[0022] 上述电池过放电保护电路，使用的元器件较少、成本较低，采用的都是常见的元件 器，方便调试；适用于多种类型的电池，有较宽的电压适用范围；可以带大电流负载，自身 功耗很低。
[0023] 图3是另一实施例中电池过放电保护电路的电路原理图，其在图2所示实施例的 基础上增加了一些元器件，强化了电路的功能，并具体限定了部分元器件的型号/电参数。 具体的，相较于图2所示实施例增加了第二防反二极管D2、第三防反二极管D1、第三分压电 阻R1及滤波电容C1。
[0024] 第二防反二极管D2的阴极连接第一防反二极管D3的阴极，第二防反二极管D2的 阳极连接用于为电池 BT充电的充电端。第三防反二极管D1的阳极连接第二防反二极管D2 的阳极，第三防反二极管D1的阴极连接第三分压电阻R1的一端，第三分压电阻R1的另一 端接于第一分压电阻R2和第二分压电阻R3之间。滤波电容C1 一端连接三端稳压管U1的 基准端，另一端接地。
[0025] 电池 BT处于过放电保护状态时（即三端稳压管U1截止、常开继电器RL1的触点断 开)，如果在充电端接入充电器，则充电端输入的电压经第三分压电阻R1、第一分压电阻R2、 第二分压电阻R3分压并给到三端稳压管U1的基准端，由于第三分压电阻R1、第一分压电阻 R2并联，根据电路原理能够以较小的充电电压使三端稳压管U1达到导通状态，常开继电器 RL1的线圈上电、触点闭合，即可对电池 BT充电。
[0026] 在图3所示实施例中，电池 BT采用24伏特18安培小时的铅酸电池，负载为40瓦 特的LED灯具，三端稳压管U1的型号为TL431。根据图中的参数，设置的电池过放电电压阈 值V th为23伏特。在其它实施例中，可以通过改变R2、R3来调整电池过放电电压阈值V th，进 一步还可结合第三分压电阻R1电阻值的调整来调节充电时的最小导通电压。
[0027] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种电池过放电保护电路，其特征在于，包括三端稳压管（U1)、常开继电器（RL1)、 第一分压电阻（R2)、第二分压电阻（R3)以及第一防反二极管（D3)， 所述三端稳压管（U1)的阳极用于连接电池（BT)的负极并接地，所述三端稳压管（U1) 的基准端一方面通过所述第二分压电阻（R3)接地、另一方面通过所述第一分压电阻（R2) 连接所述常开继电器（RL1)的线圈的一端，所述常开继电器（RL1)的线圈的另一端连接所 述三端稳压管（U1)的阴极，所述常开继电器（RL1)的线圈连接所述第一分压电阻（R2)的一 端用于通过所述常开继电器（RL1)的触点连接所述电池（BT)的正极，所述第一防反二极管 (D3)的阴极接于所述常开继电器（RL1)的线圈的一端与所述第一分压电阻（R2)之间，所述 第一防反二极管（D3)的阳极接于所述常开继电器（RL1)的线圈的另一端与所述三端稳压 管（U1)的阴极之间； 所述第一分压电阻（R2)和第二分压电阻（R3)的电阻值满足条件：当所述电池（BT)的 电压下降到设定的电池过放电电压阈值时，所述三端稳压管（U1)的基准端的电压等于所述 三端稳压管（U1)的内部基准电压值。
2. 根据权利要求1所述的电池过放电保护电路，其特征在于，还包括第二防反二极管 (D2)，所述第二防反二极管（D2)的阴极连接所述第一防反二极管（D3)的阴极，所述第二防 反二极管（D2)的阳极连接用于为所述电池（BT)充电的充电端。
3. 根据权利要求2所述的电池过放电保护电路，其特征在于，还包括第三防反二极 管（D1)和第三分压电阻（R1)，所述第三防反二极管（D1)的阳极连接所述第二防反二极管 (D2)的阳极，所述第三防反二极管（D1)的阴极连接所述第三分压电阻（R1)的一端，所述第 三分压电阻（R1)的另一端接于所述第一分压电阻（R2)和第二分压电阻（R3)之间。
4. 根据权利要求1所述的电池过放电保护电路，其特征在于，还包括滤波电容（C1 )，所 述滤波电容（C1) 一端连接所述三端稳压管（U1)的基准端，另一端接地。
5. 根据权利要求1所述的电池过放电保护电路，其特征在于，所述三端稳压管（U1)的 型号为TL431。
【文档编号】H02H7/18GK104218538SQ201310210103
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2013年5月30日
【发明者】周明杰, 邵贤辉 申请人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司