專利名稱：一種后備電池的防止主回路反接的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防反接的裝置，尤其涉及一種后備電池的防止主回路反接的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
電源的不間斷性是人類對(duì)通信的必然要求，但是，現(xiàn)實(shí)生活中不可避免的會(huì)出現(xiàn) 電源等供電設(shè)備的中斷，從而影響了電器的正常使用及人們的生活。基于二次電池的基站后備電池能夠在市電掉電的情況下能及時(shí)給通信設(shè)備供電， 在一定時(shí)間內(nèi)可以保證通信的不問(wèn)斷。二次電池也逐漸由笨重的鉛酸電池過(guò)渡到輕便的鋰 離子電池、動(dòng)力電池等，所以，二次電池作為后備電池被廣泛的應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。例 如，筆記本電腦在家用時(shí)直接接市電，可以同時(shí)對(duì)其內(nèi)的后備電池充電，當(dāng)突然斷電時(shí)，可 由其內(nèi)的后備電池供電。為防止非專業(yè)人員的誤操作，反接保護(hù)是后備電池的一項(xiàng)重要保護(hù)要求?，F(xiàn)有技 術(shù)中通過(guò)是采用防呆端子來(lái)防反接，但是其僅僅是在某一端子的連接上防反接，而不能防 止主回路的反接，例如當(dāng)二次電池所接入的主回路中，電源的正負(fù)極、與負(fù)載的正負(fù)極、及 充放電接口的正負(fù)端等的連接。而且，當(dāng)電壓較高電流較大的情況下，在主回路上實(shí)現(xiàn)電路 的智能防反接功能較為困難。目前應(yīng)用于通信基站的后備電池多由48V高壓的二次電池模塊組成，由多節(jié)串聯(lián) 使用的鋰離子電池在保護(hù)電路的作用下進(jìn)行充放電，為了安全和省電，二次電池在運(yùn)輸和 儲(chǔ)存時(shí)均處于靜態(tài)，不能對(duì)外部供電。在二次電池接入供電系統(tǒng)時(shí)都需要經(jīng)過(guò)激活才能正 常充放電。目前，后備電池的激活通常是通過(guò)給充放電主回路上電來(lái)完成的，而充放電主回 路是與其它外部耗電設(shè)備及充電裝置連接的，要統(tǒng)一在結(jié)構(gòu)上防止反接比較復(fù)雜困難，而 在高壓的二次電池的保護(hù)板上實(shí)現(xiàn)防反也是比較困難的。用高壓防反二極管、TVS或損壞 保險(xiǎn)絲來(lái)防止反接對(duì)內(nèi)部保護(hù)電路的損害是目前的常用方案，但是這樣的器件選擇面小， 而且反復(fù)更換保險(xiǎn)絲也是比較麻煩的，同時(shí)這樣的防反接保護(hù)方案只是對(duì)后備電池的，一 旦主回路反接也很難避免對(duì)外部的耗電設(shè)備和供電設(shè)備沒(méi)有損害。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中后備電池的主回路難以防反 接的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低的可以防止后備電池的主回路反接的裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種后備電池的防止主回 路反接的裝置，其包括與外部電源及負(fù)載相連的用于后備電池充放電的充放電接口，還包 括連接于所述充放電接口與后備電池之間的用于控制后備電池充放電的電池控制模塊、 用于激活電池控制模塊的激活模塊；其中，后備電池、電池控制模塊、充放電接口、外部電 源、及負(fù)載構(gòu)成充放電主回路，充放電接口的出線端連接有用于使充放電主回路通斷的受控開(kāi)關(guān)，所述受控開(kāi)關(guān)與充放電接口的出線端之間連接有用于控制所述受控開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與 閉合的開(kāi)關(guān)控制模塊；激活模塊的輸入端同時(shí)與外部電源及負(fù)載相連，其輸出端與電池控 制模塊的輸入端相連。在所述的防止主回路反接的裝置中，電池控制模塊包括單片機(jī)U1、第一場(chǎng)效應(yīng)管 Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R7 ；其中， 單片機(jī)Ul的輸入端與激活模塊的輸出端相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極同時(shí)與單片機(jī)的輸 出端及第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極相連，其漏極接地，其漏極與柵極之間連接電阻R7，其源極 通過(guò)電阻R5與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連；第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極接地，其柵極與漏極間連 接電阻R3，其源極依次通過(guò)電阻R2、R1與第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連；第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源 極與充放電接口的進(jìn)線端相連，其柵極與電阻Rl及R2的連接點(diǎn)相連，其漏極與第二場(chǎng)效應(yīng) 管的漏極相連，第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極與漏極間連接電阻R4，且其源極與后備電池相連。在所述的防止主回路反接的裝置中，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql及第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2均為P 型的，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3及第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4均為N型的。在所述的防止主回路反接的裝置中，所述激活模塊包括依次與電池控制模塊的輸 入端相連的光耦、穩(wěn)壓防反電路、端口防雷電路、及激活端子。在所述的防止主回路反接的裝置中，所述穩(wěn)壓防反電路包括二極管D及穩(wěn)壓管 ZD，二極管D的陽(yáng)極與光耦中二極管的陰極相連，其陰極與端口防雷電路相連；穩(wěn)壓管ZD的 陽(yáng)極與光耦中二極管的陽(yáng)極相連，其陰極與端口防雷電路相連。在所述的防止主回路反接的裝置中，端口防雷電路包括電容Cl、C2、C3，電阻R8、 R9，磁珠L(zhǎng)i、L2，其中，激活端子的一端依次通過(guò)電阻R8及磁珠L(zhǎng)l后與二極管D的陰極相 連，激活端子的另一端依次通過(guò)電阻R9及磁珠L(zhǎng)2后與穩(wěn)壓管ZD的陰極相連，電容Cl與電 容C2串聯(lián)后與電容C3并聯(lián)，電容C3的兩端與所述激活端子的兩端相連，且電容Cl與電容 C2的連接點(diǎn)接地。在所述的防止主回路反接的裝置中，所述激活端子為防呆的激活端子。在所述的防止主回路反接的裝置中，所述后備電池為鎳氫電池、鎳鎘電池、或鋰離 子電池。本實(shí)用新型提供的后備電池的防止主回路反接的裝置，其通過(guò)獨(dú)立于充放電主回 路的激活模塊激活電池控制模塊，再通過(guò)充放電主回路上的開(kāi)關(guān)控制模塊根據(jù)充放電接口 輸出的電壓判斷是否反接，以通過(guò)受控開(kāi)關(guān)控制整個(gè)主回路的開(kāi)啟和關(guān)斷狀態(tài)，從而控制 后備電池與充放電主回路的開(kāi)閉，當(dāng)充放電主回路反接時(shí)，后備電池與充放電回路斷開(kāi)以 避免危險(xiǎn)，從而有效的防止后備電池主回路的反接，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低。

圖1是本實(shí)用新型提供的后備電池的防止主回路反接的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型提供的后備電池的防止主回路反接的裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的 電路原理圖；圖3為圖2所示意的實(shí)施例中電池控制模塊7的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下 結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施 例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。參見(jiàn)圖1至圖3，圖1為本實(shí)用新型提供的后備電池1的防止主回路反接的裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖，圖3為圖2所示意的實(shí)施例中電池控制模 塊7的電路原理圖。本實(shí)用新型提供的后備電池的防止主回路反接的裝置，其應(yīng)用于既能由外部電源 供電，也可以由后備電池供電的電子設(shè)備，本實(shí)用新型提供的裝置包括用于后備電池1充 放電的充放電接口 2、用于控制后備電池充放電的電池控制模塊7、用于激活電池控制模塊 7的激活模塊8、受控開(kāi)關(guān)5、及與受控開(kāi)關(guān)5相連的開(kāi)關(guān)控制模塊6。其中，后備電池、電池 控制模塊、充放電接口、外部電源、及負(fù)載構(gòu)成充放電主回路。激活模塊的輸入端與外部電 源及負(fù)載相連以被供電，激活模塊的輸出端與電池控制模塊的輸入端相連，以激活電池控 制模塊，進(jìn)而激活電池進(jìn)行充放電。電池控制模塊連接于后備電池與充放電接口的輸入端 之間。充放電接口的出線端與外部電源及負(fù)載之間的回路上連接有受控開(kāi)關(guān)，以控制充放 電接口后序回路的通斷。開(kāi)關(guān)控制模塊連接于受控開(kāi)關(guān)與充放電接口的出線端之間，其根 據(jù)充放電接口輸出的電壓來(lái)判斷控制受控開(kāi)關(guān)是否閉合。見(jiàn)圖2及圖3，在該實(shí)施例中，充放電接口 2為一四端口接口，其按照極性具有兩個(gè) 進(jìn)線端及兩個(gè)出線端。受控開(kāi)關(guān)5為常開(kāi)開(kāi)關(guān)，其一端與充放電接口 2的出線端的一個(gè)接 口相連，其另一端同時(shí)與外部電源3及負(fù)載4相連，充放電接口 2的出線端的另一接口同時(shí) 與外部電源3及負(fù)載4相連，且充放電接口 2的出線端與開(kāi)關(guān)控制模塊6相連；激活模塊8 的輸入端同時(shí)與外部電源3及負(fù)載4相連，其輸出端與電池控制模塊7的輸入端相連，電池 控制模塊7的輸出端同時(shí)與四端口接口的進(jìn)線端及后備電池1相連。電池控制模塊7包括單片機(jī)U1、第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng) 管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、及電阻R7，其中，第四場(chǎng)效應(yīng)管 Q4的柵極同時(shí)與單片機(jī)的輸出端及第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極相連，其漏極接地，其漏極與柵 極之間連接電阻R7，其源極通過(guò)電阻R5與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連；第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極 接地，其柵極與漏極間連接電阻R3，其源極依次通過(guò)電阻R2、Rl與第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極相 連；第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極與充放電接口 2的進(jìn)線端相連，其柵極與電阻Rl及R2的連接點(diǎn)相 連，其漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極與漏極間連接電阻R4，且其源 極與后備電池1相連，單片機(jī)Ul的輸入端與激活模塊8的輸出端相連，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql及 第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2均為P型的，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3及第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4均為N型的。其中，激活模塊8包括依次與電池控制模塊7的輸入端相連的光耦、穩(wěn)壓防反電路 81、端口防雷電路82、及激活端子83。端口防雷電路82包括電容Cl、電容C2、電容C3、電阻 R8、電阻R9、磁珠L(zhǎng)i、及磁珠L(zhǎng)2，其中，電容Cl與電容C2串聯(lián)后與電容C3并聯(lián)，電容C3與 所述激活端子83相連，電容Cl的一端依次通過(guò)電阻R8及磁珠L(zhǎng)l后與二極管D相連，電容 C2的一端依次通過(guò)電阻R9及磁珠L(zhǎng)2后與穩(wěn)壓管ZD相連，電容Cl的另一端與電容C2的另 一端均接地。穩(wěn)壓防反電路81包括二極管D及穩(wěn)壓管ZD，二極管D的陽(yáng)極與光耦中二極 管的陰極相連，其陰極與端口防雷電路82相連；穩(wěn)壓管ZD的陽(yáng)極與光耦中二極管的陽(yáng)極相連，其陰極與端口防雷電路82相連。本實(shí)用新型的電路工作原理結(jié)合上述實(shí)施例說(shuō)明如下由于各種原因，會(huì)出線負(fù) 載接反、或外部電源接反、或連通后備電池與外部電源及負(fù)載的充放電接口接反，于是出現(xiàn) 充放電主回路反接以致帶來(lái)?yè)p壞電路的危險(xiǎn)。由于后備電池1在運(yùn)輸、儲(chǔ)存等多數(shù)情況下 均處于靜態(tài)，不能對(duì)外部供電。在后備電池1接入供電系統(tǒng)時(shí)都需要經(jīng)過(guò)激活才能正常充 放電。激活模塊8通過(guò)外部電源3上電后，電信號(hào)經(jīng)激活端子83通過(guò)端口防雷電路82、穩(wěn) 壓防反電路81、及光耦，則光耦輸出以驅(qū)動(dòng)電池控制模塊7，電池控制模塊7包括單片機(jī)，其 控制電池與充放電主回路的導(dǎo)通與關(guān)閉。例如，當(dāng)后備電池過(guò)充或放電過(guò)多以致電量不足 時(shí)，電池控制模塊中場(chǎng)效應(yīng)管斷開(kāi)，以致后備電池與充放電接口之間斷開(kāi)。當(dāng)單片機(jī)導(dǎo)通可 以充電或放電時(shí)，四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管依次導(dǎo)通以接通充放電主回路。從而使后備電池1與充放 電接口 2連通，充放電接口 2輸出一定的電壓。開(kāi)關(guān)控制模塊6包含采集電壓的采樣電路、對(duì)采集到的電壓進(jìn)行判斷的并發(fā)出控 制信號(hào)的芯片，當(dāng)檢測(cè)到的電壓滿足要求時(shí)其使開(kāi)關(guān)閉合，使主回路導(dǎo)通。當(dāng)充放電主回路 沒(méi)有反接時(shí)，檢測(cè)到的電壓為正電壓，則開(kāi)關(guān)控制模塊使受控開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，當(dāng)充放電主回路反 接時(shí)，檢測(cè)到的電壓為負(fù)電壓，則開(kāi)關(guān)控制模塊使受控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，則后備電池與后序電路斷 開(kāi)，從而避免危險(xiǎn)。其中，磁珠L(zhǎng)l、L2可以防端口的靜電；電阻R8、R9實(shí)現(xiàn)了激活電路的限流作用，限 制了雷擊時(shí)的電流沖擊。電容C1、C2實(shí)現(xiàn)靜電的泄放和共模雷擊的電流的泄放；電容C3實(shí) 現(xiàn)靜電和差模雷擊的泄放。如果激活端子83接反，則穩(wěn)壓防反電路81中二極管無(wú)法導(dǎo)通， 所以穩(wěn)壓防反電路81中的二極管D防止了激活端子83正負(fù)極接反而損壞內(nèi)部電路設(shè)施； 穩(wěn)壓管ZD防止外部電源3低壓或電壓不穩(wěn)時(shí)，出現(xiàn)激活模塊8的反復(fù)啟動(dòng)，當(dāng)外部電源3 電壓沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，激活回路不導(dǎo)通，不能激活電池控制模塊7，無(wú)法接通二 次電池。光藕U在激活模塊8和二次電池之間起到開(kāi)關(guān)的作用，同時(shí)該光藕使二次電池內(nèi) 部電源與外部電源3隔離開(kāi)來(lái)，避免了電平不一等問(wèn)題給內(nèi)部控制系統(tǒng)帶來(lái)的影響。優(yōu)選 地，激活端子83也可以采用結(jié)構(gòu)上防呆的端子，后備電池為鎳氫電池、鎳鎘電池、或鋰離子 電池。本裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，其提供的后備電池的防主回路反接的裝置，不但實(shí)現(xiàn)了二次 電池的防反保護(hù)，也避免了二次電池主回路反接對(duì)外部耗電設(shè)備和供電設(shè)備的損害。其避 免使用高壓的防反二極管、TVS，而是采用簡(jiǎn)單的磁珠等元件，其通過(guò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低 的獨(dú)立于充放電主回路的激活裝置實(shí)現(xiàn)了主回路的防反功能。同時(shí)該激活裝置選用常用的 器件從電路上實(shí)現(xiàn)了激活裝置的防靜電防雷和防反功能，由于該激活裝置只是針對(duì)二次電 池模塊，激活端子不需要耐很高的電壓，也不需要經(jīng)過(guò)很大的電流。所以，本實(shí)用新型提供 的裝置可以有效的防止后備電池主回路反接，且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、提高了后備電池產(chǎn) 品的安全性。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種后備電池的防止主回路反接的裝置，包括與外部電源及負(fù)載相連的用于后備電池充放電的充放電接口，其特征在于，還包括連接于所述充放電接口與后備電池之間的用于控制后備電池充放電的電池控制模塊、用于激活電池控制模塊的激活模塊；其中，后備電池、電池控制模塊、充放電接口、外部電源、及負(fù)載構(gòu)成充放電主回路，充放電接口的出線端連接有用于使充放電主回路通斷的受控開(kāi)關(guān)，所述受控開(kāi)關(guān)與充放電接口的出線端之間連接有用于控制所述受控開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合的開(kāi)關(guān)控制模塊；激活模塊的輸入端同時(shí)與外部電源及負(fù)載相連，其輸出端與電池控制模塊的輸入端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的后備電池的防止主回路反接的裝置，其特征在于，所述電池控 制模塊包括單片機(jī)U1、第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管 04、電阻1 1、1 2、1 3、1 4、1 5、1 7 ；其中，單片機(jī)Ul的輸入端與激活模塊的輸出端相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極同時(shí)與 單片機(jī)的輸出端及第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極相連，其漏極接地，其漏極與柵極之間連接電阻 R7，其源極通過(guò)電阻R5與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連；第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極接地，其柵極 與漏極間連接電阻R3，其源極依次通過(guò)電阻R2、Rl與第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連；第一場(chǎng)效 應(yīng)管Ql的源極與充放電接口的進(jìn)線端相連，其柵極與電阻Rl及R2的連接點(diǎn)相連，其漏極 與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極與漏極間連接電阻R4，且其源極與后備 電池相連。
3.如權(quán)利要求2所述的后備電池的防止主回路反接的裝置，其特征在于，所述第一場(chǎng) 效應(yīng)管Ql及第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2均為P型的，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3及第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4均為 N型的。
4.如權(quán)利要求1所述的后備電池的防止主回路反接的裝置，其特征在于，所述激活模 塊包括依次與電池控制模塊的輸入端相連的光耦、穩(wěn)壓防反電路、端口防雷電路、及激活端子。
5.如權(quán)利要求4所述的后備電池的防止主回路反接的裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓防 反電路包括二極管D及穩(wěn)壓管ZD，二極管D的陽(yáng)極與光耦中二極管的陰極相連，其陰極與端 口防雷電路相連；穩(wěn)壓管ZD的陽(yáng)極與光耦中二極管的陽(yáng)極相連，其陰極與端口防雷電路相 連。
6.如權(quán)利要求5所述的后備電池的防止主回路反接的裝置，其特征在于，所述端口防 雷電路包括電容Cl、C2、C3，電阻R8、R9，磁珠L(zhǎng)i、L2，其中，激活端子的一端依次通過(guò)電阻 R8及磁珠L(zhǎng)l后與二極管D的陰極相連，激活端子的另一端依次通過(guò)電阻R9及磁珠L(zhǎng)2后與 穩(wěn)壓管ZD的陰極相連，電容Cl與電容C2串聯(lián)后與電容C3并聯(lián)，電容C3的兩端與所述激 活端子的兩端相連，且電容Cl與電容C2的連接點(diǎn)接地。
7.如權(quán)利要求4所述的后備電池的防止主回路反接的裝置，其特征在于，所述激活端 子為防呆的激活端子。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的后備電池的防止主回路反接的裝置，其特征在 于，所述后備電池為鎳氫電池、鎳鎘電池、或鋰離子電池。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種后備電池的防止主回路反接的裝置，包括與外部電源及負(fù)載相連的充放電接口，連接于所述充放電接口與后備電池之間的用于控制后備電池充放電的電池控制模塊、用于激活電池控制模塊的激活模塊；后備電池、電池控制模塊、充放電接口、外部電源、及負(fù)載構(gòu)成充放電主回路，充放電接口的出線端連接有用于使充放電主回路通斷的受控開(kāi)關(guān)，所述受控開(kāi)關(guān)與充放電接口的出線端之間連接有用于控制所述受控開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合的開(kāi)關(guān)控制模塊；激活模塊的輸入端同時(shí)與外部電源及負(fù)載相連，其輸出端與電池控制模塊的輸入端相連。本實(shí)用新型提供的裝置通過(guò)電池控制模塊及激活模塊可以有效的防止后備電池的主回路的反接，從而避免電路受損。
文檔編號(hào)H02H11/00GK201639290SQ20102012260
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月27日
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