适用于电加热器的过流保护电路的制作方法

本实用新型涉及保护电路技术领域，具体涉及以一种适用于电加热器的过流保护电路。

背景技术：

很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块，当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。

现有技术中的电加热器分别包括锂电池供电的电源以及控制该电加热器工作的控制电路，由于锂电池电源内部电压、其输出的电压以及控制电路工作的额定电压都会不相同，所以锂电池以及控制电路需要不同阈值的过流保护电路，而现有技术中的电加热器所采用的过流保护电路较为单一，都是锂电池与控制电路都采用同一保护电路，无法对锂电池以及控制电路分别起到保护的目的，使得该电加热器工作不稳定，容易出现损坏。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中电加热器的保护电路无法根据锂电池以及控制电路分别进行短路保护所带来的缺陷。

为此，提供一种适用于电加热器的过流保护电路，包括依次连接的锂电池电源、控制电路以及负载，包括:

第一电压比较器，第一电压比较器的正向输入端与锂电池的电压输出端连接，第一电压比较器的反向输入端与第一基准电压提供装置连接，当锂电池输出的电池电压大于第一基准电压提供装置的电压后，第一电压比器输出第一断电信号；

第二电压比较器，第二电压比较器的正向输入端与控制电路连接，第二电压比较器的反向输入端与第二基准电压提供装置连接，当控制电路处的电压大于第二基准电压提供装置的电压后，第二电压比器输出第二断电信号；

断路装置，分别与所述控制电路及所述负载连接，分别受控于所述第一断电信号和第二断电信号断开。

进一步的，

所述第一基准电压提供装置包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻、第二电阻和第三电阻串联接地，第一电阻和第二电阻的结点耦接第一电压比较器的反向输入端。

进一步的，

所述第二电压提供装置包括第四电阻、第五电阻和第六电阻，第四电阻、第五电阻和第六电阻串联接地，第四电阻和第五电阻的结点耦接第二电压比较器的反向输入端。

进一步的，

所述断路装置包括第七继电器线圈和第七继电器常闭触点，所述第七继电器线圈分别与所述第一电压比较器的输出端以及第二电压比较器的输出端连接，受控于所述第一断电信号和第二断电信号控制所述第七继电器常闭触点断开。

进一步的，

所述锂电池电源包括分别与市电连接的第一锂电池单元、第二锂电池单元以及第三锂电池单元，所述第一锂电池单元、第二锂电池单元以及第三锂电池单元分别与所述控制电路连接；

还包括锂电池智能控制单元，用于检测第一锂电池单元、第二锂电池单元以及第三锂电池单元的电量，当检测到第一锂电池单元的电量低于预设电量后，控制第一锂电池单元停止为负载供电，并控制市电对第一锂电池单元组充电同时控制第二锂电池单元对负载进行供电；当检测到第二锂电池单元的电量低于预设电量后，控制第二锂电池单元单元停止为负载供电，并控制市电对第二锂电池单元充电同时控制第三锂电池单元对负载进行供电；当检测到第三锂电池的电量低于预设电量后，控制第三锂电池单元停止为负载供电，并控制市电对第三锂电池单元充电同时控制第一锂电池单元对负载进行供电。

进一步的，

所述的锂电池智能控制单元包括第一控制单元，所述的第一控制单元包括：

第一断电基准装置，根据第一锂电池的预设电量设置一第一基准电压；

第一比较反转装置，分别与所述的第一断电基准装置和第一锂电池连接，用于比较第一锂电池的第一端电压和第一基准电压，当第一端电压小于第一基准电压时输出第一信号；

第一控制装置，受控于所述的第一信号控制所述的第一锂电池与所述负载之间断开连接，受控于所述的第一信号控制所述的第一锂电池与所述的市电建立连接。

进一步的，

所述的锂电池智能控制单元包括第二控制单元，所述的第二控制单元包括：

第二断电基准装置，根据第二锂电池的预设电量设置一第二基准电压；

第二比较反转装置，分别与所述的第二断电基准装置和第二锂电池连接，用于比较第二锂电池的第二端电压和第二基准电压，当第二端电压小于第二基准电压时输出第二信号；

第二控制装置，受控于所述的第二信号控制所述的第二锂电池与所述负载之间断开连接，受控于所述的第二信号控制所述的第二锂电池与所述的市电建立连接。

进一步的，

所述的锂电池智能控制单元包括第三控制单元，所述的第三控制单元包括：

第三断电基准装置，根据第三锂电池的预设电量设置一第三基准电压；

第三比较反转装置，分别与所述的第三断电基准装置和第三锂电池连接，用于比较第三锂电池的第三端电压和第三基准电压，当第三端电压小于第三基准电压时输出第三信号；

第三控制装置，受控于所述的第三断电信号控制所述的第三锂电池与所述负载之间断开连接，受控于所述的第三信号控制所述的第三锂电池与所述的市电连接。

进一步的，

所述的锂电池智能控制单元包括：

第一互锁装置，包括第四继电器线圈、第四继电器常闭触点和第四继电器延时常闭触点，所述的第四继电器线圈位于所述第一锂电池与所述负载之间，所述的第四继电器常闭触点位于所述第二锂电池与所述负载之间，所述的第四继电器延时常闭触点位于所述第三锂电池与所述负载之间；

第二互锁装置，包括第五继电器线圈、第五继电器常闭触点和第五继电器延时常闭触点，所述的第五继电器线圈位于所述第二锂电池与所述负载之间，所述的第五继电器常闭触点位于所述第三锂电池与所述负载之间，所述的第五继电器延时常闭触点位于所述第一锂电池与所述负载之间；

第三互锁装置，包括第六继电器线圈、第六继电器常闭触点和第六继电器延时常闭触点，所述的第六继电器线圈位于所述第三锂电池与所述负载之间，所述的第六继电器常闭触点位于所述第一锂电池与所述负载之间，所述的第六继电器延时常闭触点位于所述第二锂电池与所述负载之间。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的适用于电加热器的过流保护电路能够进行双重的过流保护，即当锂电池处的电流过高或者控制电路处的电流过高时分别控制锂电池电源、控制电路以及负载之间断路，并且锂电池处的过流电流与控制电路处的过流电流阈值不同，实现当任意位置处出现短路情况时对该电加热器进行保护的目的。

2.通过锂电池智能控制单元能够对第一锂电池单元、第二锂电池单元以及第三锂电池单元进行控制，实现电加热器在一边儿充电一边儿使用的情况下不会存在一个锂电池单元同时进行充放电的情况，增加三个锂电池单元的使用寿命，避免一个锂电池单元同时进行充放电而对锂电池单元造成损坏。

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，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为适用于电加热器的过流保护电路的连接结构示意图；

图2为锂电池智能控制单元的连接结构示意图；

图3为第一控制单元的结构示意图；

图4为第二控制单元的结构示意图；

图5为第三控制单元的结构示意图。

11、第一基准电压提供装置；12、第一电压比较器；13、断路装置； 21、第二基准电压提供装置；22、第二电压比较器；110、第一断电基准装置；120、第一端电压；130、第一比较反转装置；140、第一驱动装置；150、第一控制装置；210、第二断电基准装置；220、第二端电压；230、第二比较反转装置；240、第二驱动装置；250、第二控制装置；310、第三断电基准装置；320、第三端电压；330、第三比较反转装置；340、第三驱动装置； 350、第三控制装置；40、第一互锁装置；50、第二互锁装置；60、第三互锁装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种适用于电加热器的过流保护电路，如图1所示其结构示意图，包括依次连接的锂电池电源、控制电路以及负载，锂电池电源在控制电路的控制下对负载进行供电，其中负载可以是具有加热功能的设备，例如电热丝、电加热块等等，锂电池电源、控制电路以及负载串联设置。

其中过流保护电路包括第一电压比较器12，第一电压比较器12的正向输入端与锂电池的电压输出端连接，第一电压比较器12的反向输入端与第一基准电压提供装置11连接，当锂电池输出的电池电压大于第一基准电压提供装置11的电压后，第一电压比器输出第一断电信号。通过采集锂电池输出的电池电压来测定其内部电流的变化，如果其输出的电池电压过大，则说明电池的内部可能存在短路的现象，当第一电压比较器12输出第一断电信号时，此时电池的内部可能存在短路过流的现象。

第二电压比较器22，第二电压比较器22的正向输入端与控制电路连接，第二电压比较器22的反向输入端与第二基准电压提供装置21连接，当控制电路处的电压大于第二基准电压提供装置21的电压后，第二电压比器输出第二断电信号。在第二电压比较器22的正向输入端处设置有转化电阻R8，即将控制电路中流过的部分电流分流到转化电阻R8所在的回路，通过转化电阻R8进行分压用于表示控制电路处的电压，当控制电路出现短路的情况时，流至转化电阻R8处的电流会陡然增大，则转化电阻R8处的电压会增大，当控制电路处的电压达到大于第二基准电压提供装置21的电压后，第二电压比器输出第二断电信号，此时控制电路处出现短路过流的现象。

断路装置13，分别与控制电路及负载连接，分别受控于第一断电信号和第二断电信号断开，当接收到第一断电信号和第二断电信号时，则证明此时锂电池或者控制电路出现短路的情况，断路装置13受控于第一断电信号和第二断电信号断开，达到当锂电池或者控制电路中任意一个出现短路的情况时控制锂电池电源、控制电路以及负载之间断路的目的。

在一个实施例中，第一基准电压提供装置11包括第一电阻R1、第二电阻和R2第三电阻R3，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3串联接地，第一电阻R1和第二电阻R2的结点耦接第一电压比较器12的反向输入端。通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3进行分压达到使第一基准电压提供装置11提供电压的目的。

在一个实施例中，第二基准电压提供装置21包括第四基准电阻R4、第五基准电阻R5和第六基准电阻R6，第四基准电阻R4、第五基准电阻R5和第六基准电阻R6串联接地，第四基准电阻R4和第五基准电阻R5的结点耦接第二电压比较器22的反向输入端。通过第四基准电阻R4、第五基准电阻 R5和第六基准电阻R6进行分压达到使第二基准电压提供装置21提供电压的目的。

在一个实施例中，断路装置13包括第七继电器线圈KA7和第七继电器常闭触点KA7，第七继电器线圈KA7分别与第一电压比较器12的输出端以及第二电压比较器22的输出端连接，受控于第一断电信号和第二断电信号控制所述第七继电器常闭触点断开。通过第七继电器线圈KA7控制第七继电器常闭触点KA7进而达到控制锂电池电源、控制电路以及负载之间断路的目的，第七继电器线圈KA7串联设置有保护电阻R7。

在一个实施例中，锂电池电源包括分别与市电连接的第一锂电池单元、第二锂电池单元以及第三锂电池单元，所述第一锂电池单元、第二锂电池单元以及第三锂电池单元分别与所述控制电路连接；

如图2所示，还包括锂电池智能控制单元，用于检测第一锂电池单元、第二锂电池单元以及第三锂电池单元的电量，当检测到第一锂电池单元的电量低于预设电量后，控制第一锂电池单元停止为负载供电，并控制市电对第一锂电池单元组充电同时控制第二锂电池单元对负载进行供电；当检测到第二锂电池单元的电量低于预设电量后，控制第二锂电池单元单元停止为负载供电，并控制市电对第二锂电池单元充电同时控制第三锂电池单元对负载进行供电；当检测到第三锂电池的电量低于预设电量后，控制第三锂电池单元停止为负载供电，并控制市电对第三锂电池单元充电同时控制第一锂电池单元对负载进行供电。

在一个实施例中，蓄电池智能控制单元包括第一控制单元，如图3所示其结构示意图，第一控制单元包括：第一断电基准装置110，根据第一蓄电池的预设电量设置一第一基准电压，第一断电基准装置110包括串联接地的第一基准电阻R11、第二基准电阻R12和第三基准电阻R13，第一基准电阻R11和第二基准电阻R12的节点藕接第一比较反转装置130。

第一比较反转装置130的两个输入端分别与第一断电基准装置110和第一蓄电池U1连接，用于比较第一蓄电池的第一端电压120和第一基准电压，当第一端电压120小于第一基准电压时输出第一信号；第一比较反转装置130包括第一比较器和第一非门，第一比较器的正向输入端与第一蓄电池连接，第一比较器的反向输入端与第一基准电阻R11和第二基准电阻R12的节点藕接，第一比较器的输出端与第一非门连接。

第一驱动装置140，包括第一驱动电阻R14、第二驱动电阻R15和第一驱动三极管Q11，第一驱动电阻R14和第二驱动电阻R15串联接地，第一驱动电阻R14和第二驱动电阻R15的节点藕接第一驱动三极管Q11的基极，第一驱动三极管Q11的发射极接地。

第一控制装置150，受控于第一信号控制第一蓄电池与负载之间断开连接，受控于第一信号控制第一蓄电池与市电建立连接。包括第一继电器线圈KA1、第一继电器常闭触点KA1和第一继电器常开触点KA1，第一继电器线圈KA1与第一驱动装置140藕接，第一继电器常闭触点KA1位于第一蓄电池和负载之间，第一继电器常开触点KA1位于第一蓄电池和市电之间。当第一蓄电池的端电压低于第一基准电压后，第一比较反转装置130的第一比较器输出低电平，进而第一非门输出高电平，此时第一驱动装置140 工作，第一继电器线圈上电，第一继电器常闭触点断开、第一继电器常开触点闭合。

当第一控制单元检测到第一蓄电池的电量低于预设电量后，控制第一蓄电池停止为负载供电，并控制市电对第一蓄电池组充电同时控制第二蓄电池对负载进行供电。

蓄电池智能控制单元还包括第二控制单元，如图4所示其结构示意图，第二控制单元包括：第二断电基准装置210，根据第二蓄电池的预设电量设置一第二基准电压，第二断电基准装置210包括串联接地的第四基准电阻 R21、第五基准电阻R22和第六基准电阻R23，第四基准电阻R21和第五基准电阻R22的节点藕接第二比较反转装置230。

第二比较反转装置230的两个输入端分别与第二断电基准装置210和第二蓄电池U2连接，用于比较第二蓄电池的第二端电压220和第二基准电压，当第二端电压220小于第二基准电压时输出第二信号，第二比较反转装置230包括第二比较器和第二非门，第二比较器的正向输入端与第二蓄电池连接，第二比较器的反向输入端与第四基准电阻R21和第五基准电阻 R22的节点藕接，第二比较器的输出端与第二非门连接。

第二驱动装置240，包括第三驱动电阻R24、第四驱动电阻R25和第二驱动三极管Q21，第三驱动电阻R24和第四驱动电阻R25串联接地，第三驱动电阻R24和第四驱动电阻R25的节点藕接第二驱动三极管Q21的基极，第二驱动三极管Q21的发射极接地。

第二控制装置250，受控于第二信号控制第二蓄电池与负载之间断开连接，受控于第二信号控制第二蓄电池与市电建立连接。包括第二继电器线圈KA2、第二继电器常闭触点KA2和第二继电器常开触点KA2，第二继电器线圈KA2与第二驱动装置240藕接，第二继电器常闭触点KA2位于第二蓄电池和负载之间，第二继电器常开触点KA2位于第二蓄电池和市电之间。当第二蓄电池的端电压低于第二基准电压后，第二继电器线圈KA2上电，第二继电器常闭触点KA2断开、第二继电器常开触点KA2闭合。

当检测到第二蓄电池的电量低于预设电量后，控制第二蓄电池停止为负载供电，并控制市电对第二蓄电池组充电同时控制第三蓄电池对负载进行供电；

蓄电池智能控制单元还包括第三控制单元，如图5所示其结构示意图，第三控制单元包括：第三断电基准装置310，根据第三蓄电池的预设电量设置一第三基准电压，第三断电基准装置310包括串联接地的第七基准电阻 R31、第八基准电阻R32和第九基准电阻R33，第七基准电阻R31和第八基准电阻R32的节点藕接第三比较反转装置330。

第三比较反转装置330的两个输入端分别与第三断电基准装置310和第三蓄电池连接，用于比较第三蓄电池的第三端电压320和第三基准电压，当第三端电压320小于第三基准电压时输出第三信号，第三比较反转装置 330包括第三比较器和第三非门，第三比较器的正向输入端与第三蓄电池连接，第三比较器的反向输入端与第七基准电阻R31和第八基准电阻R32的节点藕接，第三比较器的输出端与第三非门连接。

第三驱动装置340，包括第五驱动电阻R34、第六驱动电阻R35和第三驱动三极管Q31，第五驱动电阻R34和第六驱动电阻R35串联接地，第五驱动电阻R34和第六驱动电阻R35的节点藕接第三驱动三极管Q31的基极，第三驱动三极管Q31的发射极接地。

第三控制装置350，受控于第三信号控制第三蓄电池与负载之间断开连接，受控于第三信号控制第三蓄电池与市电建立连接。包括第三继电器线圈KA3、第三继电器常闭触点KA3和第三继电器常开触点KA3，第三继电器线圈KA3与第三驱动装置340藕接，第三继电器常闭触点KA3位于第三蓄电池和负载之间，第三继电器常开触点KA3位于第三蓄电池和市电之间。当第三蓄电池的端电压低于第三基准电压后，第三继电器线圈KA3上电，第三继电器常闭触点断开KA3、第三继电器常开触点KA3闭合。

当检测到第三蓄电池的电量低于预设电量后，控制第三蓄电池停止为负载供电，并控制市电对第三蓄电池组充电同时控制第一蓄电池对负载进行供电。

参见图2所示，蓄电池智能控制单元包括：

第一互锁装置40，包括第四继电器线圈KA4、第四继电器常闭触点KA4 和第四继电器延时常闭触点KA4，第四继电器线圈KA4位于第一蓄电池与负载之间，第四继电器常闭触点KA4位于第二蓄电池与负载之间，第四继电器延时常闭触点KA4位于第三蓄电池与负载之间。

当第一蓄电池电量降低致使其第一端电压120低于第一基准电压后，第一继电器常闭触点KA1闭合，此时第四继电器线圈KA4失电，第四继电器常闭触点KA4闭合，控制第二蓄电池为负载进行供电，第四继电器延时常闭触点KA4延时闭合，避免出现第二蓄电池和第三蓄电池同时对负载进行供电的情况，并且可使当第一蓄电池停止对负载进行供电后，使第二蓄电池相较于第三蓄电池具有对负载进行供电的优先权。

第二互锁装置50，包括第五继电器线圈KA5、第五继电器常闭触点KA5 和第五继电器延时常闭触点KA5，第五继电器线圈KA5位于第二蓄电池与负载之间，第五继电器常闭触点KA5位于第三蓄电池与负载之间，第五继电器延时常闭触点KA5位于第一蓄电池与负载之间。

当第一蓄电池电量降低致使其第一端电压120低于第一基准电压后，第四继电器常闭触点KA4闭合，控制第二蓄电池为负载进行供电；此时第五继电器线圈KA5得电，第五继电器常闭触点KA5断开，避免第四继电器延时常闭触点KA4延时闭合后第三蓄电池为负载供电。

当第二蓄电池电量降低致使其第二端电压220低于第二基准电压后，第二继电器常闭触点KA2闭合，此时第五继电器线圈KA5失电，第五继电器常闭触点KA5闭合，控制第三蓄电池为负载进行供电，第五继电器延时常闭触点KA5延时闭合，避免出现第三蓄电池和第与第一蓄电池同时对负载进行供电的情况，并且可使当第二蓄电池停止对负载进行供电后，使第三蓄电池相较于第一蓄电池具有对负载进行供电的优先权。

第三互锁装置60，包括第六继电器线圈KA6、第六继电器常闭触点KA6 和第六继电器延时常闭触点KA6，第六继电器线圈KA6位于第三蓄电池与负载之间，第六继电器常闭触点KA6位于第一蓄电池与负载之间，第六继电器延时常闭触点KA6位于第二蓄电池与负载之间。

当第三蓄电池电量降低致使其第三端电压320低于第三基准电压后，第三继电器常闭触点KA3闭合，此时第六继电器线圈KA6失电，第六继电器常闭触点KA6闭合，控制第一蓄电池为负载进行供电，第六继电器延时常闭触点KA6延时闭合，避免出现第一蓄电池和第与第二蓄电池同时对负载进行供电的情况，并且可使当第三蓄电池停止对负载进行供电后，使第一蓄电池相较于第二蓄电池具有对负载进行供电的优先权。

通过蓄电池智能控制单元分别对第一蓄电池、第二蓄电池以及第三蓄电池进行充电并实现智能控制，当第一蓄电池对负载供电至电量用尽后，第一蓄电池开始充电、第二蓄电池开始对负载进行供电，当第二蓄电池对负载供电至电量用尽后，第二蓄电池开始充电、第三蓄电池开始对负载进行供电，当第三蓄电池对负载供电至电量用尽后，第三蓄电池开始充电、第一蓄电池开始对负载进行供电，以此过程控制第一蓄电池、第二蓄电池以及第三蓄电池进行循环的充放电过程。可使每个蓄电池的充放电过程不同时进行，使蓄电池不长时间进行供电工作，延长其使用寿命。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。