CN203690903U - 电池欠压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池欠压保护电路，它包括启动电容C1、放电电阻R1、下拉电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R8、分压电阻R6、分压电阻R7、稳压二级管D1、稳压二级管D2、运算放大器U1、三极管Q1和输出继电器K1。该电池欠压保护电路设置在电池和负载之间，在电池欠压时能够自动切断电池与负载的连接，起到保护电池的作用；其具有设计科学、结构合理、保护效果好和延长电池使用寿命的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种保护电路，具体的说，涉及了一种电池欠压保护电路。
背景技术
工业气体探测应用中气体报警控制器经常使用市电和电池两种电源作为主电和备电来给现场探测器供电，当主电电源出现停电时备电电源可供探测器继续工作。采用电池供电时，如果电池电压低到一定程度还继续放电时会对电池造成一定的损坏；过放电时，特别是以较大电流过放电会发出大量热量，过放电时硫酸浓度减得很低，电池出现不可逆硫酸盐化，将大大地减弱电池的充电接受能力，大大的缩短了电池的寿命。
电池欠压后不能及时切断电池与负载的连接，会使电池持续放电，导致过放电，为了解决此问题现有的电池多通过保护电路与探测器连接，当电池欠压后，自动切断电池与负载的连接。这些保护电路的工作电源多为电池提供，虽然能够切电池与探测器的连接，停止对探测器供电，但是电池依旧给保护电路供电，如果切断负载供电后保护电路如果功耗较大，长时间工作也容易导致过放电，过放电容易损坏电池，使电池经常更换，带来材料和维护上的成本，同时带来使用上的不便。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、结构合理、保护效果好和延长电池使用寿命的电池欠压保护电路。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种电池欠压保护电路，它包括启动电容C1、放电电阻R1、下拉电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R8、分压电阻R6、分压电阻R7、稳压二级管D1、稳压二级管D2、运算放大器U1、三极管Q1和输出继电器K1，其中，所述启动电容C1的负极连接所述下拉电阻R2的一端，所述启动电容C1的正极和所述下拉电阻R2的另一端作为电池输入端，所述放电电阻R1并联在所述启动电容C1的正负极上，所述启动电容C1的正极分别连接所述输出继电器K1线圈的一端和所述输出继电器K1控制开关的一端，所述下拉电阻R2的一端分别连接所述限流电阻R3的一端和所述限流电阻R4的一端，所述下拉电阻R2的另一端分别连接所述稳压二级管D1的阳极，所述限流电阻R8的一端、所述运算放大器U1的电源负向输入端、所述稳压二级管D2的阳极和所述分压电阻R7的一端，所述限流电阻R3的另一端分别连接所述稳压二级管D1的阴极和所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接所述输出继电器K1线圈的另一端，所述三极管Q1的发射极连接所述限流电阻R8的另一端，所述限流电阻R4的另一端连接所述运算放大器U1的输出端，所述运算放大器U1的负向输入端分别连接所述限流电阻R5的一端和所述稳压二级管D2的阴极，所述限流电阻R5的另一端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述运算放大器U1的正向输入端分别连接所述分压电阻R7的另一端和所述分压电阻R6的一端，所述分压电阻R6的另一端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述运算放大器U1的电源正向输入端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述分压电阻R6的另一端和所述分压电阻R7的一端作为负载连接端。
基于上述，它还包括续流二极管D3，所述续流二极管D3的阴极连接所述输出继电器K1线圈的一端，所述续流二极管D3的阳极连接所述输出继电器K1线圈的另一端。
基于上述，它还包括开关S1，所述启动电容C1的正极连接所述开关S1一端，所述开关S1另一端和所述下拉电阻R2的另一端作为电池输入端。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型与传统的保护电路不同，电池与负载切断后，电池停止对保护电路供电，避免电池过放电，延长电池使用寿命，减少电池更换，降低维护成本；该电池欠压保护电路设置在电池与负载之间，电路接通电池时，所述输出继电器K1线圈瞬时通电，进而闭合所述输出继电器K1控制开关，然后整个电路开始工作，所述运算放大器U1对采集到的电压进行比较，以此控制三极管Q1的导通和截止，继而在电池欠压时断开电池与负载的连接，同时，电池停止向该电路供电；其具有设计科学、结构合理、保护效果好和延长电池使用寿命的优点。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种电池欠压保护电路，它包括启动电容C1、放电电阻R1、下拉电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R8、分压电阻R6、分压电阻R7、稳压二级管D1、稳压二级管D2、运算放大器U1、三极管Q1和输出继电器K1。
其中，所述启动电容C1为极性电容，所述启动电容C1的负极连接所述下拉电阻R2的一端，所述启动电容C1的正极和所述下拉电阻R2的另一端作为电池输入端，以此连接电池，为了方便控制，所述启动电容C1的正极连接所述开关S1，电池通过所述开关S1连接电池输入端。
所述放电电阻R1并联在所述启动电容C1的正负极上，所述启动电容C1的正极分别连接所述输出继电器K1线圈的一端和所述输出继电器K1控制开关的一端，所述下拉电阻R2的一端分别连接所述限流电阻R3的一端和所述限流电阻R4的一端，所述下拉电阻R2的另一端分别连接所述稳压二级管D1的阳极，所述限流电阻R8的一端、所述运算放大器U1的电源负向输入端、所述稳压二级管D2的阳极和所述分压电阻R7的一端，所述限流电阻R3的另一端分别连接所述稳压二级管D1的阴极和所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接所述输出继电器K1线圈的另一端，所述三极管Q1的发射极连接所述限流电阻R8的另一端，所述三极管Q1为NPN型三极管，所述限流电阻R4的另一端连接所述运算放大器U1的输出端，所述运算放大器U1的负向输入端分别连接所述限流电阻R5的一端和所述稳压二级管D2的阴极，所述限流电阻R5的另一端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述运算放大器U1的正向输入端分别连接所述分压电阻R7的另一端和所述分压电阻R6的一端，所述分压电阻R6的另一端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述运算放大器U1的电源正向输入端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述分压电阻R6的另一端和所述分压电阻R7的一端作为负载连接端，以此连接后级负载例如：探测器；本电路也可以用于其它电池与负载之间，起到保护电池的作用。
为了保证所述输出继电器K1控制开关的准确启闭，它还包括续流二极管D3，所述续流二极管D3的阴极连接所述输出继电器K1线圈的一端，所述续流二极管D3的阳极连接所述输出继电器K1线圈的另一端。
该电池欠压保护电路的工作原理：需要启用备用电源时，闭合开关S1，此时启动电容C1瞬间处于导通状态，电池电压通过启动电容C1和限流电阻R3施加到三极管Q1上，三极管Q1导通，此时所述输出继电器K1线圈通电，所述输出继电器K1控制开关闭合，电池向负载供电同时，整个电池欠压保护电路开始工作。
电池接通，向负载供电，此时所述运算放大器U1的电源输入端接通电源，所述运算放大器U1开始工作。电池电压经过分压电阻R6、分压电阻R7后电压V1输入到运算放大器U1的正向输入端，同时运算放大器U1的负向输入端接收经过稳压二级管D2和限流电阻R5的基准电压V2。
当电压V1大于基准电压V2，运算放大器U1输出端输出高电平，经过限流电阻R4施加到三极管Q1上，保持输出继电器K1控制开关闭合；启动电容C1充满电后，所述三极管Q1的导通电压由运算放大器U1提供，稳压二级管D2限制三极管Q1的输入电压，有效保护三极管Q1，使得电路工作更加可靠。
当V1小于基准电压V2，运算放大器U1输出端输出低电平，启动电容C1充满电后，启动电容C1负极连接的下拉电阻R2将输入到三极管Q1的电压降至低电平，这时和运算放大器U1输出的低电平共同作用保证三极管Q1截止，进而使得所述输出继电器K1线圈不带电，所述输出继电器K1控制开关关断，切断电池与负载的连接；此时整个电路与电池的连接也切断，防止电池欠压时，过放电。
为了保证整个电路的正常工作，放电电阻R1的阻值要远大于下拉电阻R2的阻值，以此保证输出继电器K1启闭的可靠性。
本实用新型可以对不同的电池进行保护，通过调整分压电阻R6和分压电阻R7的大小，满足对不同电池欠压保护的需求，增加该电路的适用范围。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (3)
1.一种电池欠压保护电路，其特征在于：它包括启动电容C1、放电电阻R1、下拉电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R8、分压电阻R6、分压电阻R7、稳压二级管D1、稳压二级管D2、运算放大器U1、三极管Q1和输出继电器K1，其中，所述启动电容C1的负极连接所述下拉电阻R2的一端，所述启动电容C1的正极和所述下拉电阻R2的另一端作为电池输入端，所述放电电阻R1并联在所述启动电容C1的正负极上，所述启动电容C1的正极分别连接所述输出继电器K1线圈的一端和所述输出继电器K1控制开关的一端，所述下拉电阻R2的一端分别连接所述限流电阻R3的一端和所述限流电阻R4的一端，所述下拉电阻R2的另一端分别连接所述稳压二级管D1的阳极，所述限流电阻R8的一端、所述运算放大器U1的电源负向输入端、所述稳压二级管D2的阳极和所述分压电阻R7的一端，所述限流电阻R3的另一端分别连接所述稳压二级管D1的阴极和所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接所述输出继电器K1线圈的另一端，所述三极管Q1的发射极连接所述限流电阻R8的另一端，所述限流电阻R4的另一端连接所述运算放大器U1的输出端，所述运算放大器U1的负向输入端分别连接所述限流电阻R5的一端和所述稳压二级管D2的阴极，所述限流电阻R5的另一端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述运算放大器U1的正向输入端分别连接所述分压电阻R7的另一端和所述分压电阻R6的一端，所述分压电阻R6的另一端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述运算放大器U1的电源正向输入端连接所述输出继电器K1控制开关的另一端，所述分压电阻R6的另一端和所述分压电阻R7的一端作为负载连接端。
2.根据权利要求1所述的电池欠压保护电路，其特征在于：它还包括续流二极管D3，所述续流二极管D3的阴极连接所述输出继电器K1线圈的一端，所述续流二极管D3的阳极连接所述输出继电器K1线圈的另一端。
3.根据权利要求2所述的电池欠压保护电路，其特征在于：它还包括开关S1，所述启动电容C1的正极连接所述开关S1一端，所述开关S1另一端和所述下拉电阻R2的另一端作为电池输入端。
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