一種電池過載和短路保護電路的制作方法
一種電池過載和短路保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池過載和短路保護電路，包括電池放電管理單元與電池放電保護單元，電池放電管理單元包括控制電壓產(chǎn)生單元及電池通道單元，控制電壓產(chǎn)生單元連接電池，以產(chǎn)生控制電池通道單元的第一控制電壓和第二控制電壓，電池通道單元連接第一控制電壓、第二控制電壓、電池負極，以在第一控制電壓和第二控制電壓控制下將輸出地與電池負極接通，電池放電保護單元包括短路保護取樣電路和放電控制電壓產(chǎn)生單元，短路保護取樣電路串接于電池通道單元中以產(chǎn)生一取樣電壓，放電控制電壓產(chǎn)生單元與短路保護取樣電路并聯(lián)連接，以產(chǎn)生放電控制電壓，其輸出連接電池通道單元的開關(guān)管，本實用新型可有效提高配網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)持續(xù)供電的可靠性。
【專利說明】一種電池過載和短路保護電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及配網(wǎng)自動化遠動終端領(lǐng)域，特別是涉及一種配網(wǎng)自動化遠動終端開關(guān)電源模塊化的電池過載和短路保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)今社會的發(fā)展，特別是在電力行業(yè)對供電的連續(xù)性要求越來越高，因此電池作為一種后備電源在配電網(wǎng)自動化領(lǐng)域中得到了很廣泛的應(yīng)用。但是由于普通的電源模塊對于電池放電回路沒有完善與可靠的過電流保護電路與短路故障保護電路，當出現(xiàn)電池放電電流故障時，會造成電源和電池不可恢復性損壞，大大降低了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的可靠性。
實用新型內(nèi)容
[0003]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型之目的在于提供一種電池過載和短路保護電路，于電池輸出供電端出現(xiàn)過載電流或短路故障時通過檢測放電回路電流與輸出供電端電壓，快速響應(yīng)切斷電池輸出回路，有效地保護了電池輸出端出現(xiàn)過載電流或短路故障時等不可控大電流造成的電池放電控制回路元器件損壞，并于故障排除后通過正常操作可恢復電池輸出供電，有效地提高了配網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)持續(xù)供電可靠性。
[0004]為達上述及其它目的，本實用新型提出一種電池過載和短路保護電路，用于連接于電池與負載之間，所述電路包括電池放電管理單元與電池放電保護單元，所述電池放電管理單元包括控制電壓產(chǎn)生單元及電池通道單元，所述控制電壓產(chǎn)生單元連接所述電池，以產(chǎn)生控制所述電池通道單元的第一控制電壓和第二控制電壓，所述電池通道單元連接所述第一控制電壓、第二控制電壓、所述電池負極，以在所述第一控制電壓和第二控制電壓控制下將輸出地與所述電池負極接通，所述電池放電保護單元包括短路保護取樣電路和放電控制電壓產(chǎn)生單元，所述短路保護取樣電路串接于所述電池通道單元中以產(chǎn)生一取樣電壓，所述放電控制電壓產(chǎn)生單元與所述短路保護取樣電路并聯(lián)連接，以產(chǎn)生放電控制電壓，其輸出連接所述電池通道單元的開關(guān)管。
[0005]進一步地，所述控制電壓產(chǎn)生單元包括第一控制電壓VA產(chǎn)生電路和第二控制電壓VC產(chǎn)生電路，所述第一控制電壓VA產(chǎn)生電路連接所述電池正極與地之間，以產(chǎn)生所述第一控制電壓(VA)，所述第二控制電壓VC產(chǎn)生電路連接所述電池正極與所述第一控制電壓(VA)，以所述電池電壓為控制電壓，通過比較器控制光耦通斷由所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生所述第二控制電壓(VC)。
[0006]進一步地，所述第一控制電壓VA產(chǎn)生電路包括電阻(R54)、齊納二極管(Dll)和濾波電容(C2)，所述電阻(R54) —端接所述電池正極，另一端與所述齊納二極管(Dll)陰極相接為所述第一控制電壓(VA)輸出端，所述齊納二極管(Dll)陽極接輸出地，所述濾波電容(C2)和所述齊納二極管(Dll)并聯(lián)。
[0007]進一步地，所述第一控制電壓VA產(chǎn)生電路還包括電容(Cl)，所述電容(Cl)連接在所述電池正極和輸出地間起濾波作用。
[0008]進一步地，所述第二控制電壓VC產(chǎn)生電路包括電阻(R81、R92、R123、R79、R82、R89、R1、R80 及 R131)、比較器(U23A、U23B)、二極管(D19、D30)、齊納二極管(DlO)、濾波電容(E15)、光耦(U7、U1)和開關(guān)(S4)，所述電阻(R81)與串聯(lián)連接的電阻(R92、R123)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R92)與電阻(R123)串聯(lián)后接輸出地，所述電阻R81 —端接所述電池正極，另一端接所述比較器(U23B)的同相輸入端，所述比較器(U23B)反相輸入端接一基準電壓，所述電阻(R79)跨接在所述比較器(U23B)同相輸入端和輸出端間，所述比較器(U23B)輸出端接所述二極管(D19)陽極，所述二極管(D19)陰極接所述電阻(R82)，所述電阻(R82)另一端接所述比較器(U23A)同相輸入端和并聯(lián)連接的所述電阻(R89)、電容(E15)的一端，所述電阻(R89)、電容(E15)的另一端接輸出地，所述電阻(R131)和二極管(D30)、開關(guān)
(S4)依次串聯(lián)并接在所述比較器(U23A)同相輸入端和輸出地間以用于測試，所述比較器(U23A)反相輸入端接所述基準電壓，所述比較器(U23A)輸出端接所述電阻(R80)，所述電阻(R80)接所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，同時所述電池正極還通過所述電阻(Rl)、齊納二極管(DlO)連接至所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，所述第一控制電壓(VA)通過依次級聯(lián)的所述光耦(U7)輸出側(cè)和所述光耦(Ul)輸出側(cè)連接控制輸出所述第二控制電壓(VC)，所述比較器(U23A、U23B)連接所述第一控制電壓(VA)。
[0009]進一步地，所述第二控制電壓(VC)和所述第一控制電壓(VA)間還串接一開關(guān)
(S3)用于測試。
[0010]進一步地，所述基準電壓由基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，所述基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生包括串聯(lián)于所述電池正極與輸出地之間的電阻(R64)和單結(jié)晶體管(U16)，所述電阻(R64)上端接所述電池正極，于所述電阻(R64)下端輸出所述基準電壓。
[0011]進一步地，所述電池通道單元包括電阻(R40)、開關(guān)管(Q13、Q14)以及連接于開關(guān)管Q13、Q14的控制柵的分壓電阻(R31、R112、R32及R35)，所述電阻(R40) —端接輸出地，其另一端和所述開關(guān)管(Q13)漏源極、所述短路保護取樣電路、所述開關(guān)管(Q14)源漏極依次串聯(lián)，并最終連接至所述電池負極，所述電阻(R31、R112)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R31)上端接所述第二控制電壓(VC)，其中間點接所述開關(guān)管(Q13)控制柵極，所述電阻(R112)下端接所述開關(guān)管(Q13)源極，所述電阻(R32、R35)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R32)上端接所述第一控制電壓(VA)，其中間點接所述開關(guān)管(Q14)控制柵極，所述電阻(R35)下端接所述開關(guān)管(Q14)源極。
[0012]進一步地，所述短路保護取樣電路包括一電阻(R113)，所述電阻(R113)串接于所述電池通道單元的電池通道的地線側(cè)，以產(chǎn)生一取樣電壓。
[0013]進一步地，所述放電控制電壓產(chǎn)生單元包括電阻(R130、R135、R136、R137、138)、i容(C31、C32、C39)和三極管(Q12、Q16、Q17)，所述電容(C39、C31)下端、所述電阻(R136、R130)下端、所述三極管(Q16、Q17)發(fā)射極相連接于所述電阻(R113)右端，所述電阻(R135、R136)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R135)上端接所述電阻R113左端，其中間點接所述三極管(Q17)基極，所述電阻(R136)下端接所述三極管(Q17)發(fā)射極，所述三極管(Q17)集電極接所述電阻(R137)，所述電阻(R137)另一端接所述三極管(Q16)集電極、所述三極管(Q12)基極和所述電阻(R138)、電容(C32)，所述電阻(R138)和所述電容(C32)并聯(lián)連接至所述開關(guān)管(Q13)控制柵極和所述三極管(Q12)的發(fā)射極，所述三極管(Q12)的集電極與所述三極管(Q16)基極和并聯(lián)的電阻(R130)、電容(C31)的上端相連，并聯(lián)連接的所述電阻(R138)、電容(C32)的上端為所述放電控制電壓產(chǎn)生單元的輸出，其連接至所述開關(guān)管(Q13)的控制柵極。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型一種電池過載和短路保護電路，當電池輸出供電端出現(xiàn)過載電流或短路故障時通過檢測放電回路電流與輸出供電端電壓，快速響應(yīng)切斷電池輸出回路，有效地保護了電池輸出端出現(xiàn)過載電流或短路故障時等不可控大電流造成的電池放電控制回路元器件損壞，并于故障排除后通過正常操作可恢復電池輸出供電，有效地提高了配網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)持續(xù)供電可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型一種電池過載和短路保護電路的電路框圖；
[0016]圖2及圖3為本實用新型一種電池過載和短路保護電路較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4為本實用新型較佳實施例中基準電壓產(chǎn)生電路的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過特定的具體實例并結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其它優(yōu)點與功效。本實用新型亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不背離本實用新型的精神下進行各種修飾與變更。
[0019]圖1為本實用新型一種電池過載和短路保護電路的電路框圖，圖2及圖3為本實用新型一種電池過載和短路保護電路較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型一種電池過載和短路保護電路，包括電池放電管理單元10以及電池放電保護單元20，電池放電管理單元10連接于電池與負載之間，電池放電保護單元20連接電池放電管理單元10，電池放電管理單元10包括電池通道單元101和控制電壓產(chǎn)生單元102兩部分，控制電壓產(chǎn)生單元102包括第一控制電壓VA產(chǎn)生電路102a和第二控制電壓VC產(chǎn)生電路102b，控制電壓產(chǎn)生單元102用于產(chǎn)生控制電池通道單元101的第一控制電壓VA和第二控制電壓VC，其中第一控制電壓VA產(chǎn)生電路102a包括電阻R54、齊納二極管Dll和濾波電容 C2，第二控制電壓 VC 產(chǎn)生電路 102b (圖 3)包括電阻1?81、1?92、1?123、1?79、1?82、1?89、1?1、R80、R131，比較器U23，二極管D19和、D30、齊納二極管D10，濾波電容E15，光耦U7、U1和開關(guān)S3、S4，其以電池電壓Vo/B+為控制電壓，通過比較器控制光耦通斷由第一控制電壓VA產(chǎn)生第二控制電壓VC，電池通道單元101包括串聯(lián)連接的電阻R40、開關(guān)管Ql3、開關(guān)管Q14以及連接于開關(guān)管Q13、Q14的控制柵的分壓電阻R31、R112及R32、R35，電池通道單元101用于在第一控制電壓VA和第二控制電壓VC控制下將輸出地GND和電池負極B-接通；電池放電保護單元20包括短路保護取樣電路201和放電控制電壓產(chǎn)生單元202，串接于電池通道單元中的電阻R113為短路保護取樣，放電控制電壓產(chǎn)生單元202包括電阻R130、R135-138，電容 C31-32、C39 和三極管 Q12、Q16-17。
[0020]第一控制電壓VA產(chǎn)生電路102a的電阻R54上端接電池正端Vo/B+，其下端和齊納二極管Dll陰極相接為第一控制電壓VA輸出端，齊納二極管Dll陽極接輸出地GND，濾波電容C2和齊納二極管Dll并聯(lián)，電容Cl連接在電池正端Vo/B+和輸出地GND間起濾波作用；電池通道單元101的電阻R40之一端接輸出地GND，其另一端和開關(guān)管Q13漏源極、電阻R113、開關(guān)管Q14源漏極依次串聯(lián)，并最終連接至電池負極B-，電阻R31、R112組成分壓網(wǎng)絡(luò)，R31上端接第二控制電壓VC，其中間點接開關(guān)管Q13控制柵極，R112下端接開關(guān)管Q13源極，電阻R32、R35組成分壓網(wǎng)絡(luò)，R32上端接第一控制電壓VA，其中間點接開關(guān)管Q14控制柵極，R35下端接開關(guān)管Q14源極；電池放電保護單元20的短路保護取樣電路R113串接于電池通道的地線側(cè)，其產(chǎn)生一取樣電壓，根據(jù)電流流向，R113左端為正右端為負，放電控制電壓產(chǎn)生單元202并接于電阻Rl 13兩端，即電阻Rl35上端接電阻Rl 13左端，電容C39、C31下端、電阻R136、R130下端、NPN三極管Q16-17發(fā)射極相連接電阻R113右端，電阻R135、R136組成分壓網(wǎng)絡(luò)，R135上端接電阻R113左端，其中間點接三極管Q17基極，R136下端接三極管Q17發(fā)射極，三極管集電極接電阻R137，電阻R137另一端接三極管Q16集電極、PNP三極管Q12基極和電阻R138、電容C32，電阻R138和電容C32并聯(lián)連接至開關(guān)管Q13控制柵極和NPN三極管Q12的發(fā)射極，NPN三極管Q12的集電極與NPN三極管Q16基極和并聯(lián)的電阻R130、電容C31的上端相連，放電控制電壓產(chǎn)生單元202的輸出(并聯(lián)連接的電阻R138、電容C32的上端)連接至開關(guān)管Q13控制柵極；第二控制電壓VC產(chǎn)生電路102b的電阻R81與串聯(lián)連接的電阻R92、R123組成分壓網(wǎng)絡(luò)，電阻R92與Rl23串聯(lián)后接輸出地GND，電阻R81上端接電池正端VoB+，其下端接比較器U23B的同相輸入端，比較器U23B反相輸入端基準電壓2.5V3，該基準電壓2.5V3由基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，電阻R79跨接在比較器U23B同相輸入端和輸出端間，比較器U23B輸出端接二極管D19陽極，二極管D19陰極接電阻R82，電阻R82另一端接比較器U23A同相輸入端和并聯(lián)連接的電阻R89、電容E15的上端，電阻R89、電容E15的下端接輸出地GND，電阻R131和正向二極管D30、開關(guān)S4依次串聯(lián)并接在比較器U23A同相輸入端和輸出地GND間以用于測試，比較器U23A反相輸入端基準電壓2.5V3，比較器U23A輸出端接電阻R80，電阻R80接光耦U7輸入側(cè)發(fā)光管陽極，光耦U7輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地GND，同時電池正端Vo/B+還通過電阻R1、齊納二極管DlO連接至光耦Ul輸入側(cè)發(fā)光管陽極，光耦Ul輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地GND，第一控制電壓VA通過依次級聯(lián)的光耦U7輸出側(cè)和光耦Ul輸出側(cè)連接至第二控制電壓VC，這樣在電池電壓正常時可由第一控制電壓VA產(chǎn)生第二控制電壓VC，第二控制電壓VC和第一控制電壓VA間還串接一開關(guān)S3用于測試，比較器U23 (含U23A和U23B)用第一控制電壓VA供電。
[0021]圖4為本發(fā)明較佳實施例中基準電壓產(chǎn)生電路的電路示意圖。其中，電阻R64和單結(jié)晶體管U16串聯(lián)組成基準電壓產(chǎn)生電路，電阻R64上端接電池正端Vo/B+，于電阻R64下端輸出基準電壓2.5V3。
[0022]請繼續(xù)參照圖2-圖4，當開關(guān)“S3(按一下開關(guān)就閉合，松開就斷開)”被按下后，電池放電電流由電池正端Vo/B+起始，通過電阻R40、開關(guān)管Q13、電阻Rl 13、開關(guān)管Q14形成電池放電電流回到電池負端B-，由于電阻R40、開關(guān)管Q13、電阻R113、開關(guān)管Q14串聯(lián)阻抗較小，所以輸出端口電壓略等于電池電壓。
[0023]當輸出端電壓沒有低于最低電池供電電壓時，比較器U23A與U23B輸出高電平維持光耦U7導通，當輸出端電壓沒有低于電阻R1。齊納二極管DlO設(shè)置的最低電壓時維持光耦Ul導通，則能由第一控制電壓VA產(chǎn)生第二控制電壓VC，同時按下開關(guān)S3后通過設(shè)置電阻R31和電阻R112的阻值就能讓Q13持續(xù)導通的最低電池電壓。
[0024]當輸出端電池正端Vo/B+與輸出地GND之間出現(xiàn)短路故障或者超負荷電流時，在R113電阻上形成的電勢差會立即觸發(fā)NPN三極管Q17導通，然后觸發(fā)PNP三極管Q12與NPN三極管Q16導通。由于PNP三極管Q12、NPN三極管Q16組成的電路與開關(guān)管Q13的柵極I端、源極3端腳處于并聯(lián)關(guān)系，且PNP三極管Q12與NPN三極管Q16導通總壓降和只有1.4V，因此只要PNP三極管Q12與NPN三極管Q16導通，那么開關(guān)管Q13器件柵源即I腳和3腳兩端電壓就會被鉗位到只有1.4V，由于開關(guān)管Q13的導通條件是1、3腳之間有5V以上觸發(fā)電壓，所以通過設(shè)置電阻町13、1?135、1?136、1?137、1?138參數(shù)，就能在電池供電輸出端出現(xiàn)短路故障或超負荷電流時快速關(guān)斷開關(guān)管Q13，從而斷開電池放電回路。
[0025]當電池輸出正端Vo/B+與輸出地GND之間出現(xiàn)短路故障或者超負荷電流時，輸出電壓會快速降低，此時光耦Ul會快速關(guān)斷從而斷開開關(guān)管Q13即斷開供電回路。
[0026]此本實用新型之電池過載和短路保護電路通過大量實驗驗證，在出現(xiàn)電池供電輸出短路和超負荷電流時，能有效快速關(guān)斷電池供電回路而不損壞電池放電回路器件。
[0027]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本實用新型的權(quán)利保護范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【權(quán)利要求】
1.一種電池過載和短路保護電路，用于連接于電池與負載之間，其特征在于:所述電路包括電池放電管理單元與電池放電保護單元，所述電池放電管理單元包括控制電壓產(chǎn)生單元及電池通道單元，所述控制電壓產(chǎn)生單元連接所述電池，以產(chǎn)生控制所述電池通道單元的第一控制電壓和第二控制電壓，所述電池通道單元連接所述第一控制電壓、第二控制電壓、所述電池負極，以在所述第一控制電壓和第二控制電壓控制下將輸出地與所述電池負極接通，所述電池放電保護單元包括短路保護取樣電路和放電控制電壓產(chǎn)生單元，所述短路保護取樣電路串接于所述電池通道單元中以產(chǎn)生一取樣電壓，所述放電控制電壓產(chǎn)生單元與所述短路保護取樣電路并聯(lián)連接，以產(chǎn)生放電控制電壓，其輸出連接所述電池通道單元的開關(guān)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述控制電壓產(chǎn)生單元包括第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路和第二控制電壓(VC)產(chǎn)生電路，所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路連接所述電池正極與地之間，以產(chǎn)生所述第一控制電壓(VA)，所述第二控制電壓(VC)產(chǎn)生電路連接所述電池正極與所述第一控制電壓(VA)，以所述電池電壓為控制電壓，通過比較器控制光耦通斷由所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生所述第二控制電壓(VC)0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路包括電阻(R54)、齊納二極管(Dll)和濾波電容(C2)，所述電阻(R54)一端接所述電池正極，另一端與所述齊納二極管(Dll)陰極相接為所述第一控制電壓(VA)輸出端，所述齊納二極管(Dll)陽極接輸出地，所述濾波電容(C2)和所述齊納二極管(Dll)并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路還包括電容(Cl)，所述電容(Cl)連接在所述電池正極和輸出地間起濾波作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第二控制電壓(VC)產(chǎn)生電路包括電阻(R81、R92、R123、R79、R82、R89、RU R80、R131)、比較器(U23A、U23B)、二極管(D19、D30)、齊納二極管(DlO)、濾波電容(E15)、光耦(U7、Ul)和開關(guān)(S4)，所述電阻(R81)與串聯(lián)連接的電阻(R92、R123)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R92)與電阻(R123)串聯(lián)后接輸出地，所述電阻(R81) —端接所述電池正極，另一端接所述比較器(U23B)的同相輸入端，所述比較器(U23B)反相輸入端接一基準電壓，所述電阻(R79)跨接在所述比較器(U23B)同相輸入端和輸出端間，所述比較器(U23B)輸出端接所述二極管(D19)陽極，所述二極管(D19)陰極接所述電阻(R82)，所述電阻(R82)另一端接所述比較器(U23A)同相輸入端和并聯(lián)連接的所述電阻(R89)、電容(E15)的一端，所述電阻(R89)、電容(E15)的另一端接輸出地，所述電阻(R131)和二極管(D30)、開關(guān)(S4)依次串聯(lián)并接在所述比較器(U23A)同相輸入端和輸出地間以用于測試，所述比較器(U23A)反相輸入端接所述基準電壓，所述比較器(U23A)輸出端接所述電阻(R80)，所述電阻(R80)接所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，同時所述電池正極還通過所述電阻(Rl)、齊納二極管(DlO)連接至所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，所述第一控制電壓(VA)通過依次級聯(lián)的所述光耦(U7)輸出側(cè)和所述光耦(Ul)輸出側(cè)連接控制輸出所述第二控制電壓(VC)，所述比較器(U23A、U23B)連接所述第一控制電壓(VA)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第二控制電壓(VC)和所述第一控制電壓(VA)間還串接一開關(guān)(S3)用于測試。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述基準電壓由基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，所述基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生包括串聯(lián)于所述電池正極與輸出地之間的電阻(R64)和單結(jié)晶體管(U16)，所述電阻(R64)上端接所述電池正極，于所述電阻(R64)下端輸出所述基準電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述電池通道單元包括電阻(R40)、開關(guān)管(Q13、Q14)以及連接于開關(guān)管(Q13、Q14)的控制柵的分壓電阻(R31、R112、R32、R35)，所述電阻(R40) —端接輸出地，其另一端和所述開關(guān)管(Q13)漏源極、所述短路保護取樣電路、所述開關(guān)管(Q14)源漏極依次串聯(lián)，并最終連接至所述電池負極，所述電阻(R31、R112)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R31)上端接所述第二控制電壓(VC)，其中間點接所述開關(guān)管(Q13)控制柵極，所述電阻(R112)下端接所述開關(guān)管(Q13)源極，所述電阻(R32、R35)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R32)上端接所述第一控制電壓(VA)，其中間點接所述開關(guān)管(Q14)控制柵極，所述電阻(R35)下端接所述開關(guān)管(Q14)源極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述短路保護取樣電路包括一電阻(R113)，所述電阻(R113)串接于所述電池通道單元的電池通道的地線側(cè)，以產(chǎn)生一取樣電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述放電控制電壓產(chǎn)生單元包括電阻(R130、R135、R136、R137、138)、電容(C31、C32、C39)和三極管(Q12、Q16、Q17)，所述電容(C39、C31)下端、所述電阻(R136、R130)下端、所述三極管(Q16、Q17)發(fā)射極相連接于所述電阻(R113)右端，所述電阻(R135、R136)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R135)上端接所述電阻R113左端，其中間點接所述三極管(Q17)基極，所述電阻(R136)下端接所述三極管(Q17)發(fā)射極，所述三極管(Q17)集電極接所述電阻(R137)，所述電阻(R137)另一端接所述三極管(Q16)集電極、所述三極管(Q12)基極和所述電阻(R138)、電容(C32)，所述電阻(R138)和所述電容(C32)并聯(lián)連接至所述開關(guān)管(Q13)控制柵極和所述三極管(Q12)的發(fā)射極，所述三極管(Q12)的集電極與所述三極管(Q16)基極和并聯(lián)的電阻(R130)、電容(C31)的上端相連，并聯(lián)連接的所述電阻(R138)、電容(C32)的上端為所述放電控制電壓產(chǎn)生單元的輸出，其連接至所述開關(guān)管(Q13)的控制柵極。
【文檔編號】H02H7/18GK204243736SQ201420724763
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】劉愛國 申請人:武漢興通力電源技術(shù)有限公司
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池過載和短路保護電路，包括電池放電管理單元與電池放電保護單元，電池放電管理單元包括控制電壓產(chǎn)生單元及電池通道單元，控制電壓產(chǎn)生單元連接電池，以產(chǎn)生控制電池通道單元的第一控制電壓和第二控制電壓，電池通道單元連接第一控制電壓、第二控制電壓、電池負極，以在第一控制電壓和第二控制電壓控制下將輸出地與電池負極接通，電池放電保護單元包括短路保護取樣電路和放電控制電壓產(chǎn)生單元，短路保護取樣電路串接于電池通道單元中以產(chǎn)生一取樣電壓，放電控制電壓產(chǎn)生單元與短路保護取樣電路并聯(lián)連接，以產(chǎn)生放電控制電壓，其輸出連接電池通道單元的開關(guān)管，本實用新型可有效提高配網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)持續(xù)供電的可靠性。
【專利說明】一種電池過載和短路保護電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及配網(wǎng)自動化遠動終端領(lǐng)域，特別是涉及一種配網(wǎng)自動化遠動終端開關(guān)電源模塊化的電池過載和短路保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)今社會的發(fā)展，特別是在電力行業(yè)對供電的連續(xù)性要求越來越高，因此電池作為一種后備電源在配電網(wǎng)自動化領(lǐng)域中得到了很廣泛的應(yīng)用。但是由于普通的電源模塊對于電池放電回路沒有完善與可靠的過電流保護電路與短路故障保護電路，當出現(xiàn)電池放電電流故障時，會造成電源和電池不可恢復性損壞，大大降低了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的可靠性。
實用新型內(nèi)容
[0003]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型之目的在于提供一種電池過載和短路保護電路，于電池輸出供電端出現(xiàn)過載電流或短路故障時通過檢測放電回路電流與輸出供電端電壓，快速響應(yīng)切斷電池輸出回路，有效地保護了電池輸出端出現(xiàn)過載電流或短路故障時等不可控大電流造成的電池放電控制回路元器件損壞，并于故障排除后通過正常操作可恢復電池輸出供電，有效地提高了配網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)持續(xù)供電可靠性。
[0004]為達上述及其它目的，本實用新型提出一種電池過載和短路保護電路，用于連接于電池與負載之間，所述電路包括電池放電管理單元與電池放電保護單元，所述電池放電管理單元包括控制電壓產(chǎn)生單元及電池通道單元，所述控制電壓產(chǎn)生單元連接所述電池，以產(chǎn)生控制所述電池通道單元的第一控制電壓和第二控制電壓，所述電池通道單元連接所述第一控制電壓、第二控制電壓、所述電池負極，以在所述第一控制電壓和第二控制電壓控制下將輸出地與所述電池負極接通，所述電池放電保護單元包括短路保護取樣電路和放電控制電壓產(chǎn)生單元，所述短路保護取樣電路串接于所述電池通道單元中以產(chǎn)生一取樣電壓，所述放電控制電壓產(chǎn)生單元與所述短路保護取樣電路并聯(lián)連接，以產(chǎn)生放電控制電壓，其輸出連接所述電池通道單元的開關(guān)管。
[0005]進一步地，所述控制電壓產(chǎn)生單元包括第一控制電壓VA產(chǎn)生電路和第二控制電壓VC產(chǎn)生電路，所述第一控制電壓VA產(chǎn)生電路連接所述電池正極與地之間，以產(chǎn)生所述第一控制電壓(VA)，所述第二控制電壓VC產(chǎn)生電路連接所述電池正極與所述第一控制電壓(VA)，以所述電池電壓為控制電壓，通過比較器控制光耦通斷由所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生所述第二控制電壓(VC)。
[0006]進一步地，所述第一控制電壓VA產(chǎn)生電路包括電阻(R54)、齊納二極管(Dll)和濾波電容(C2)，所述電阻(R54) —端接所述電池正極，另一端與所述齊納二極管(Dll)陰極相接為所述第一控制電壓(VA)輸出端，所述齊納二極管(Dll)陽極接輸出地，所述濾波電容(C2)和所述齊納二極管(Dll)并聯(lián)。
[0007]進一步地，所述第一控制電壓VA產(chǎn)生電路還包括電容(Cl)，所述電容(Cl)連接在所述電池正極和輸出地間起濾波作用。
[0008]進一步地，所述第二控制電壓VC產(chǎn)生電路包括電阻(R81、R92、R123、R79、R82、R89、R1、R80 及 R131)、比較器(U23A、U23B)、二極管(D19、D30)、齊納二極管(DlO)、濾波電容(E15)、光耦(U7、U1)和開關(guān)(S4)，所述電阻(R81)與串聯(lián)連接的電阻(R92、R123)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R92)與電阻(R123)串聯(lián)后接輸出地，所述電阻R81 —端接所述電池正極，另一端接所述比較器(U23B)的同相輸入端，所述比較器(U23B)反相輸入端接一基準電壓，所述電阻(R79)跨接在所述比較器(U23B)同相輸入端和輸出端間，所述比較器(U23B)輸出端接所述二極管(D19)陽極，所述二極管(D19)陰極接所述電阻(R82)，所述電阻(R82)另一端接所述比較器(U23A)同相輸入端和并聯(lián)連接的所述電阻(R89)、電容(E15)的一端，所述電阻(R89)、電容(E15)的另一端接輸出地，所述電阻(R131)和二極管(D30)、開關(guān)
(S4)依次串聯(lián)并接在所述比較器(U23A)同相輸入端和輸出地間以用于測試，所述比較器(U23A)反相輸入端接所述基準電壓，所述比較器(U23A)輸出端接所述電阻(R80)，所述電阻(R80)接所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，同時所述電池正極還通過所述電阻(Rl)、齊納二極管(DlO)連接至所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，所述第一控制電壓(VA)通過依次級聯(lián)的所述光耦(U7)輸出側(cè)和所述光耦(Ul)輸出側(cè)連接控制輸出所述第二控制電壓(VC)，所述比較器(U23A、U23B)連接所述第一控制電壓(VA)。
[0009]進一步地，所述第二控制電壓(VC)和所述第一控制電壓(VA)間還串接一開關(guān)
(S3)用于測試。
[0010]進一步地，所述基準電壓由基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，所述基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生包括串聯(lián)于所述電池正極與輸出地之間的電阻(R64)和單結(jié)晶體管(U16)，所述電阻(R64)上端接所述電池正極，于所述電阻(R64)下端輸出所述基準電壓。
[0011]進一步地，所述電池通道單元包括電阻(R40)、開關(guān)管(Q13、Q14)以及連接于開關(guān)管Q13、Q14的控制柵的分壓電阻(R31、R112、R32及R35)，所述電阻(R40) —端接輸出地，其另一端和所述開關(guān)管(Q13)漏源極、所述短路保護取樣電路、所述開關(guān)管(Q14)源漏極依次串聯(lián)，并最終連接至所述電池負極，所述電阻(R31、R112)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R31)上端接所述第二控制電壓(VC)，其中間點接所述開關(guān)管(Q13)控制柵極，所述電阻(R112)下端接所述開關(guān)管(Q13)源極，所述電阻(R32、R35)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R32)上端接所述第一控制電壓(VA)，其中間點接所述開關(guān)管(Q14)控制柵極，所述電阻(R35)下端接所述開關(guān)管(Q14)源極。
[0012]進一步地，所述短路保護取樣電路包括一電阻(R113)，所述電阻(R113)串接于所述電池通道單元的電池通道的地線側(cè)，以產(chǎn)生一取樣電壓。
[0013]進一步地，所述放電控制電壓產(chǎn)生單元包括電阻(R130、R135、R136、R137、138)、i容(C31、C32、C39)和三極管(Q12、Q16、Q17)，所述電容(C39、C31)下端、所述電阻(R136、R130)下端、所述三極管(Q16、Q17)發(fā)射極相連接于所述電阻(R113)右端，所述電阻(R135、R136)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R135)上端接所述電阻R113左端，其中間點接所述三極管(Q17)基極，所述電阻(R136)下端接所述三極管(Q17)發(fā)射極，所述三極管(Q17)集電極接所述電阻(R137)，所述電阻(R137)另一端接所述三極管(Q16)集電極、所述三極管(Q12)基極和所述電阻(R138)、電容(C32)，所述電阻(R138)和所述電容(C32)并聯(lián)連接至所述開關(guān)管(Q13)控制柵極和所述三極管(Q12)的發(fā)射極，所述三極管(Q12)的集電極與所述三極管(Q16)基極和并聯(lián)的電阻(R130)、電容(C31)的上端相連，并聯(lián)連接的所述電阻(R138)、電容(C32)的上端為所述放電控制電壓產(chǎn)生單元的輸出，其連接至所述開關(guān)管(Q13)的控制柵極。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型一種電池過載和短路保護電路，當電池輸出供電端出現(xiàn)過載電流或短路故障時通過檢測放電回路電流與輸出供電端電壓，快速響應(yīng)切斷電池輸出回路，有效地保護了電池輸出端出現(xiàn)過載電流或短路故障時等不可控大電流造成的電池放電控制回路元器件損壞，并于故障排除后通過正常操作可恢復電池輸出供電，有效地提高了配網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)持續(xù)供電可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型一種電池過載和短路保護電路的電路框圖；
[0016]圖2及圖3為本實用新型一種電池過載和短路保護電路較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4為本實用新型較佳實施例中基準電壓產(chǎn)生電路的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過特定的具體實例并結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其它優(yōu)點與功效。本實用新型亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不背離本實用新型的精神下進行各種修飾與變更。
[0019]圖1為本實用新型一種電池過載和短路保護電路的電路框圖，圖2及圖3為本實用新型一種電池過載和短路保護電路較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型一種電池過載和短路保護電路，包括電池放電管理單元10以及電池放電保護單元20，電池放電管理單元10連接于電池與負載之間，電池放電保護單元20連接電池放電管理單元10，電池放電管理單元10包括電池通道單元101和控制電壓產(chǎn)生單元102兩部分，控制電壓產(chǎn)生單元102包括第一控制電壓VA產(chǎn)生電路102a和第二控制電壓VC產(chǎn)生電路102b，控制電壓產(chǎn)生單元102用于產(chǎn)生控制電池通道單元101的第一控制電壓VA和第二控制電壓VC，其中第一控制電壓VA產(chǎn)生電路102a包括電阻R54、齊納二極管Dll和濾波電容 C2，第二控制電壓 VC 產(chǎn)生電路 102b (圖 3)包括電阻1?81、1?92、1?123、1?79、1?82、1?89、1?1、R80、R131，比較器U23，二極管D19和、D30、齊納二極管D10，濾波電容E15，光耦U7、U1和開關(guān)S3、S4，其以電池電壓Vo/B+為控制電壓，通過比較器控制光耦通斷由第一控制電壓VA產(chǎn)生第二控制電壓VC，電池通道單元101包括串聯(lián)連接的電阻R40、開關(guān)管Ql3、開關(guān)管Q14以及連接于開關(guān)管Q13、Q14的控制柵的分壓電阻R31、R112及R32、R35，電池通道單元101用于在第一控制電壓VA和第二控制電壓VC控制下將輸出地GND和電池負極B-接通；電池放電保護單元20包括短路保護取樣電路201和放電控制電壓產(chǎn)生單元202，串接于電池通道單元中的電阻R113為短路保護取樣，放電控制電壓產(chǎn)生單元202包括電阻R130、R135-138，電容 C31-32、C39 和三極管 Q12、Q16-17。
[0020]第一控制電壓VA產(chǎn)生電路102a的電阻R54上端接電池正端Vo/B+，其下端和齊納二極管Dll陰極相接為第一控制電壓VA輸出端，齊納二極管Dll陽極接輸出地GND，濾波電容C2和齊納二極管Dll并聯(lián)，電容Cl連接在電池正端Vo/B+和輸出地GND間起濾波作用；電池通道單元101的電阻R40之一端接輸出地GND，其另一端和開關(guān)管Q13漏源極、電阻R113、開關(guān)管Q14源漏極依次串聯(lián)，并最終連接至電池負極B-，電阻R31、R112組成分壓網(wǎng)絡(luò)，R31上端接第二控制電壓VC，其中間點接開關(guān)管Q13控制柵極，R112下端接開關(guān)管Q13源極，電阻R32、R35組成分壓網(wǎng)絡(luò)，R32上端接第一控制電壓VA，其中間點接開關(guān)管Q14控制柵極，R35下端接開關(guān)管Q14源極；電池放電保護單元20的短路保護取樣電路R113串接于電池通道的地線側(cè)，其產(chǎn)生一取樣電壓，根據(jù)電流流向，R113左端為正右端為負，放電控制電壓產(chǎn)生單元202并接于電阻Rl 13兩端，即電阻Rl35上端接電阻Rl 13左端，電容C39、C31下端、電阻R136、R130下端、NPN三極管Q16-17發(fā)射極相連接電阻R113右端，電阻R135、R136組成分壓網(wǎng)絡(luò)，R135上端接電阻R113左端，其中間點接三極管Q17基極，R136下端接三極管Q17發(fā)射極，三極管集電極接電阻R137，電阻R137另一端接三極管Q16集電極、PNP三極管Q12基極和電阻R138、電容C32，電阻R138和電容C32并聯(lián)連接至開關(guān)管Q13控制柵極和NPN三極管Q12的發(fā)射極，NPN三極管Q12的集電極與NPN三極管Q16基極和并聯(lián)的電阻R130、電容C31的上端相連，放電控制電壓產(chǎn)生單元202的輸出(并聯(lián)連接的電阻R138、電容C32的上端)連接至開關(guān)管Q13控制柵極；第二控制電壓VC產(chǎn)生電路102b的電阻R81與串聯(lián)連接的電阻R92、R123組成分壓網(wǎng)絡(luò)，電阻R92與Rl23串聯(lián)后接輸出地GND，電阻R81上端接電池正端VoB+，其下端接比較器U23B的同相輸入端，比較器U23B反相輸入端基準電壓2.5V3，該基準電壓2.5V3由基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，電阻R79跨接在比較器U23B同相輸入端和輸出端間，比較器U23B輸出端接二極管D19陽極，二極管D19陰極接電阻R82，電阻R82另一端接比較器U23A同相輸入端和并聯(lián)連接的電阻R89、電容E15的上端，電阻R89、電容E15的下端接輸出地GND，電阻R131和正向二極管D30、開關(guān)S4依次串聯(lián)并接在比較器U23A同相輸入端和輸出地GND間以用于測試，比較器U23A反相輸入端基準電壓2.5V3，比較器U23A輸出端接電阻R80，電阻R80接光耦U7輸入側(cè)發(fā)光管陽極，光耦U7輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地GND，同時電池正端Vo/B+還通過電阻R1、齊納二極管DlO連接至光耦Ul輸入側(cè)發(fā)光管陽極，光耦Ul輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地GND，第一控制電壓VA通過依次級聯(lián)的光耦U7輸出側(cè)和光耦Ul輸出側(cè)連接至第二控制電壓VC，這樣在電池電壓正常時可由第一控制電壓VA產(chǎn)生第二控制電壓VC，第二控制電壓VC和第一控制電壓VA間還串接一開關(guān)S3用于測試，比較器U23 (含U23A和U23B)用第一控制電壓VA供電。
[0021]圖4為本發(fā)明較佳實施例中基準電壓產(chǎn)生電路的電路示意圖。其中，電阻R64和單結(jié)晶體管U16串聯(lián)組成基準電壓產(chǎn)生電路，電阻R64上端接電池正端Vo/B+，于電阻R64下端輸出基準電壓2.5V3。
[0022]請繼續(xù)參照圖2-圖4，當開關(guān)“S3(按一下開關(guān)就閉合，松開就斷開)”被按下后，電池放電電流由電池正端Vo/B+起始，通過電阻R40、開關(guān)管Q13、電阻Rl 13、開關(guān)管Q14形成電池放電電流回到電池負端B-，由于電阻R40、開關(guān)管Q13、電阻R113、開關(guān)管Q14串聯(lián)阻抗較小，所以輸出端口電壓略等于電池電壓。
[0023]當輸出端電壓沒有低于最低電池供電電壓時，比較器U23A與U23B輸出高電平維持光耦U7導通，當輸出端電壓沒有低于電阻R1。齊納二極管DlO設(shè)置的最低電壓時維持光耦Ul導通，則能由第一控制電壓VA產(chǎn)生第二控制電壓VC，同時按下開關(guān)S3后通過設(shè)置電阻R31和電阻R112的阻值就能讓Q13持續(xù)導通的最低電池電壓。
[0024]當輸出端電池正端Vo/B+與輸出地GND之間出現(xiàn)短路故障或者超負荷電流時，在R113電阻上形成的電勢差會立即觸發(fā)NPN三極管Q17導通，然后觸發(fā)PNP三極管Q12與NPN三極管Q16導通。由于PNP三極管Q12、NPN三極管Q16組成的電路與開關(guān)管Q13的柵極I端、源極3端腳處于并聯(lián)關(guān)系，且PNP三極管Q12與NPN三極管Q16導通總壓降和只有1.4V，因此只要PNP三極管Q12與NPN三極管Q16導通，那么開關(guān)管Q13器件柵源即I腳和3腳兩端電壓就會被鉗位到只有1.4V，由于開關(guān)管Q13的導通條件是1、3腳之間有5V以上觸發(fā)電壓，所以通過設(shè)置電阻町13、1?135、1?136、1?137、1?138參數(shù)，就能在電池供電輸出端出現(xiàn)短路故障或超負荷電流時快速關(guān)斷開關(guān)管Q13，從而斷開電池放電回路。
[0025]當電池輸出正端Vo/B+與輸出地GND之間出現(xiàn)短路故障或者超負荷電流時，輸出電壓會快速降低，此時光耦Ul會快速關(guān)斷從而斷開開關(guān)管Q13即斷開供電回路。
[0026]此本實用新型之電池過載和短路保護電路通過大量實驗驗證，在出現(xiàn)電池供電輸出短路和超負荷電流時，能有效快速關(guān)斷電池供電回路而不損壞電池放電回路器件。
[0027]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本實用新型的權(quán)利保護范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【權(quán)利要求】
1.一種電池過載和短路保護電路，用于連接于電池與負載之間，其特征在于:所述電路包括電池放電管理單元與電池放電保護單元，所述電池放電管理單元包括控制電壓產(chǎn)生單元及電池通道單元，所述控制電壓產(chǎn)生單元連接所述電池，以產(chǎn)生控制所述電池通道單元的第一控制電壓和第二控制電壓，所述電池通道單元連接所述第一控制電壓、第二控制電壓、所述電池負極，以在所述第一控制電壓和第二控制電壓控制下將輸出地與所述電池負極接通，所述電池放電保護單元包括短路保護取樣電路和放電控制電壓產(chǎn)生單元，所述短路保護取樣電路串接于所述電池通道單元中以產(chǎn)生一取樣電壓，所述放電控制電壓產(chǎn)生單元與所述短路保護取樣電路并聯(lián)連接，以產(chǎn)生放電控制電壓，其輸出連接所述電池通道單元的開關(guān)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述控制電壓產(chǎn)生單元包括第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路和第二控制電壓(VC)產(chǎn)生電路，所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路連接所述電池正極與地之間，以產(chǎn)生所述第一控制電壓(VA)，所述第二控制電壓(VC)產(chǎn)生電路連接所述電池正極與所述第一控制電壓(VA)，以所述電池電壓為控制電壓，通過比較器控制光耦通斷由所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生所述第二控制電壓(VC)0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路包括電阻(R54)、齊納二極管(Dll)和濾波電容(C2)，所述電阻(R54)一端接所述電池正極，另一端與所述齊納二極管(Dll)陰極相接為所述第一控制電壓(VA)輸出端，所述齊納二極管(Dll)陽極接輸出地，所述濾波電容(C2)和所述齊納二極管(Dll)并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第一控制電壓(VA)產(chǎn)生電路還包括電容(Cl)，所述電容(Cl)連接在所述電池正極和輸出地間起濾波作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第二控制電壓(VC)產(chǎn)生電路包括電阻(R81、R92、R123、R79、R82、R89、RU R80、R131)、比較器(U23A、U23B)、二極管(D19、D30)、齊納二極管(DlO)、濾波電容(E15)、光耦(U7、Ul)和開關(guān)(S4)，所述電阻(R81)與串聯(lián)連接的電阻(R92、R123)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R92)與電阻(R123)串聯(lián)后接輸出地，所述電阻(R81) —端接所述電池正極，另一端接所述比較器(U23B)的同相輸入端，所述比較器(U23B)反相輸入端接一基準電壓，所述電阻(R79)跨接在所述比較器(U23B)同相輸入端和輸出端間，所述比較器(U23B)輸出端接所述二極管(D19)陽極，所述二極管(D19)陰極接所述電阻(R82)，所述電阻(R82)另一端接所述比較器(U23A)同相輸入端和并聯(lián)連接的所述電阻(R89)、電容(E15)的一端，所述電阻(R89)、電容(E15)的另一端接輸出地，所述電阻(R131)和二極管(D30)、開關(guān)(S4)依次串聯(lián)并接在所述比較器(U23A)同相輸入端和輸出地間以用于測試，所述比較器(U23A)反相輸入端接所述基準電壓，所述比較器(U23A)輸出端接所述電阻(R80)，所述電阻(R80)接所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(U7)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，同時所述電池正極還通過所述電阻(Rl)、齊納二極管(DlO)連接至所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陽極，所述光耦(Ul)輸入側(cè)發(fā)光管陰極接輸出地，所述第一控制電壓(VA)通過依次級聯(lián)的所述光耦(U7)輸出側(cè)和所述光耦(Ul)輸出側(cè)連接控制輸出所述第二控制電壓(VC)，所述比較器(U23A、U23B)連接所述第一控制電壓(VA)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述第二控制電壓(VC)和所述第一控制電壓(VA)間還串接一開關(guān)(S3)用于測試。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述基準電壓由基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，所述基準電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生包括串聯(lián)于所述電池正極與輸出地之間的電阻(R64)和單結(jié)晶體管(U16)，所述電阻(R64)上端接所述電池正極，于所述電阻(R64)下端輸出所述基準電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述電池通道單元包括電阻(R40)、開關(guān)管(Q13、Q14)以及連接于開關(guān)管(Q13、Q14)的控制柵的分壓電阻(R31、R112、R32、R35)，所述電阻(R40) —端接輸出地，其另一端和所述開關(guān)管(Q13)漏源極、所述短路保護取樣電路、所述開關(guān)管(Q14)源漏極依次串聯(lián)，并最終連接至所述電池負極，所述電阻(R31、R112)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R31)上端接所述第二控制電壓(VC)，其中間點接所述開關(guān)管(Q13)控制柵極，所述電阻(R112)下端接所述開關(guān)管(Q13)源極，所述電阻(R32、R35)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R32)上端接所述第一控制電壓(VA)，其中間點接所述開關(guān)管(Q14)控制柵極，所述電阻(R35)下端接所述開關(guān)管(Q14)源極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述短路保護取樣電路包括一電阻(R113)，所述電阻(R113)串接于所述電池通道單元的電池通道的地線側(cè)，以產(chǎn)生一取樣電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電池過載和短路保護電路，其特征在于:所述放電控制電壓產(chǎn)生單元包括電阻(R130、R135、R136、R137、138)、電容(C31、C32、C39)和三極管(Q12、Q16、Q17)，所述電容(C39、C31)下端、所述電阻(R136、R130)下端、所述三極管(Q16、Q17)發(fā)射極相連接于所述電阻(R113)右端，所述電阻(R135、R136)組成分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻(R135)上端接所述電阻R113左端，其中間點接所述三極管(Q17)基極，所述電阻(R136)下端接所述三極管(Q17)發(fā)射極，所述三極管(Q17)集電極接所述電阻(R137)，所述電阻(R137)另一端接所述三極管(Q16)集電極、所述三極管(Q12)基極和所述電阻(R138)、電容(C32)，所述電阻(R138)和所述電容(C32)并聯(lián)連接至所述開關(guān)管(Q13)控制柵極和所述三極管(Q12)的發(fā)射極，所述三極管(Q12)的集電極與所述三極管(Q16)基極和并聯(lián)的電阻(R130)、電容(C31)的上端相連，并聯(lián)連接的所述電阻(R138)、電容(C32)的上端為所述放電控制電壓產(chǎn)生單元的輸出，其連接至所述開關(guān)管(Q13)的控制柵極。
【文檔編號】H02H7/18GK204243736SQ201420724763
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】劉愛國 申請人:武漢興通力電源技術(shù)有限公司
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