一種電池放電短路保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池放電短路保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電池技術(shù)的進(jìn)步使儲(chǔ)能設(shè)備的應(yīng)用更加廣泛，由于便攜性，利用電池可長(zhǎng)期存儲(chǔ)電能的作用，市場(chǎng)也開(kāi)發(fā)出各種儲(chǔ)能設(shè)備以滿足各種應(yīng)用需求。儲(chǔ)能設(shè)備作為一個(gè)系統(tǒng)，大多內(nèi)置電池，充電器，逆變器，以及控制電路等。電池作為儲(chǔ)能設(shè)備的核心部件，擁有輸入輸出阻抗小，輸出電流大的特點(diǎn)，因此電池的直流母線上大多是直接連接有充電器、逆變器，以及其他輸出設(shè)備。
[0003]電池的特點(diǎn)是內(nèi)阻小，放電電流大。電路特性近視為恒壓源。使電池在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的危險(xiǎn)性。當(dāng)電池的輸出短路時(shí)，在瞬間所產(chǎn)生的放電電流非常巨大，直接在放電通路上產(chǎn)生高溫，進(jìn)而引起明火，甚至火災(zāi)。所以電池在使用中一定要防止輸出短路，目前，這些保護(hù)電路中，主要是在電池輸出端接入一個(gè)保險(xiǎn)管F，在電流超過(guò)保險(xiǎn)管所承受的電流時(shí)，保險(xiǎn)管F中的電阻絲(保險(xiǎn)絲)燒斷，截?cái)嚯姵嘏c負(fù)載的聯(lián)系，這樣的電池保護(hù)電路在負(fù)載短路時(shí)，電流將急速增加，使電阻絲達(dá)到或者超過(guò)其規(guī)定的保護(hù)電流，保險(xiǎn)絲燒斷，截?cái)嚯姵嘏c負(fù)載的聯(lián)系，同時(shí)使電池輸出斷路，以保護(hù)負(fù)載和電池。
[0004]但這樣的電池保護(hù)電路由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單被普遍的采用，但這樣的電池保護(hù)電路對(duì)大功率的電池保護(hù)有限，如采用額定200A電流的保險(xiǎn)管來(lái)對(duì)大功率的電池進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)負(fù)載斷路或者其它原因?qū)е螺敵鲭娏骺焖僭黾訒r(shí)，大功率電池的輸出電流將會(huì)快速增加，此時(shí)，會(huì)達(dá)到保險(xiǎn)管的額定的200A電流，但保險(xiǎn)管在瞬間熔斷時(shí)的電流需要數(shù)倍額定值，在如此大的電流情況下，保險(xiǎn)管還沒(méi)有熔斷，系統(tǒng)中的線路就可能會(huì)因?yàn)榇箅娏饕鸬母邷囟鸹?。另一方面，保險(xiǎn)管本身具有一定的阻抗，其本身也會(huì)引起一定的高溫，在大電流流過(guò)時(shí)會(huì)降低一部分系統(tǒng)效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的是設(shè)計(jì)一種大功率電池放電保護(hù)電路，使其輸出負(fù)載在短路時(shí)能夠很快截?cái)噍敵鲭妷骸?br>[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種電池放電短路保護(hù)電路，設(shè)置在電池輸出端MHl與負(fù)載輸入端MH2的連接導(dǎo)線上，包括設(shè)置在連接于電池輸出端MHl與負(fù)載輸入端MH2之間的導(dǎo)線上的保險(xiǎn)管F1，還包括并聯(lián)于所述的保險(xiǎn)管Fl的繼電器，所述的繼電器吸附開(kāi)關(guān)兩端分別與電池輸出端MHl和負(fù)載輸入端MH2相連，所述的繼電器的繞組由控制電路控制，所述的控制電路在負(fù)載端電流異常大時(shí)，控制繼電器的吸附兩端斷開(kāi)。
[0007]本實(shí)用新型中增加了繼電器并聯(lián)在保險(xiǎn)管上，可將保險(xiǎn)管換成小電流保險(xiǎn)管，保險(xiǎn)管只需要提供繼電器的啟動(dòng)電流就行，繼電器導(dǎo)通后，保險(xiǎn)管不再流通電流。在輸出短路時(shí)，繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓隨輸出電壓掉落，當(dāng)輸出電壓掉落出繼電器的供電范圍，繼電器斷開(kāi)，此時(shí)的電流流進(jìn)保險(xiǎn)管，由于此處的保險(xiǎn)管較小，短路電流會(huì)瞬間熔斷保險(xiǎn)管，從而使電池與輸出斷開(kāi)。
[0008]本實(shí)用新型優(yōu)選的方案中:控制電路包括輸入控制信號(hào)P1、三極管Q1、三極管Q3，輸入控制信號(hào)Pl經(jīng)過(guò)限流電阻R2接入到所述的三極管Q3的基極，所述的三極管Q3的集電極接電源高電平，所述的三極管Q3接所述的三極管Ql的基極，所述的三極管Ql發(fā)射極接地，所述的三極管Ql集電極通過(guò)所述的繼電器的繞組接電源高電平。所述的繼電器包括繼電器K1、繼電器K2和繼電器K3，所述的繼電器K1、繼電器K2和繼電器K3的繞組兩端分別與電源高電平和所述的三極管Ql集電極相連。所述的電源高電平采用電池輸出端MHl的電源，在接入繼電器之前串連限流電阻R1，在接入到所述的三極管Q3的集電極時(shí)串連接限流電阻Rl和限流電阻R4。在所述的繼電器繞組的兩端并聯(lián)有二極管D2，所述的二極管D2的陽(yáng)極接三極管Ql的集電極一端。在所述的三極管Q3的基極與地之間還設(shè)置有電容C2、三極管Q3的發(fā)射極與地之間設(shè)置有電容Cl，三極管Ql的基極與地之間設(shè)置有電阻R3。
[0009]本實(shí)用新型采用繼電器來(lái)作為電池通路，輸出電壓作為控制。利用K1、K2、K3為大功率繼電器，Ql為控制繼電器動(dòng)作的開(kāi)關(guān)，Pl為外部控制信號(hào)。
[0010]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的一種電池放電短路保護(hù)電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1，如圖1所示，是本實(shí)施例的在功率電池放電保護(hù)電路原理圖。
[0013]圖中Ql起到繼電器控制作用，保險(xiǎn)管Fl作為輸出母線旁路，本實(shí)施例中保險(xiǎn)管Fl也可以稱為熔斷絲F1、熔斷器Fl等。Pl作為外部的控制信號(hào)。電池輸出端MHl連接電池母線電壓，負(fù)載輸入端ΜΗ2連接輸出負(fù)載，輸出負(fù)載根據(jù)需要很多，比如，供電外網(wǎng)使用時(shí)，利用如逆變器輸出交流電，因此，逆變器也可以稱為負(fù)載。繼電器Κ1、繼電器Κ2、繼電器Κ3起到大電流輸出。
[0014]本實(shí)施例中，保險(xiǎn)管Fl提供繼電器繼電器Κ1、繼電器Κ2、繼電器Κ3的初始開(kāi)啟電壓，在輸出端短路時(shí)，繼電器Κ1、繼電器Κ2、繼電器Κ3掉電斷開(kāi)，熔斷器Fl承受短路電流，發(fā)熱后，熔斷器Fl斷開(kāi)，使電池母線與輸出端的負(fù)載斷開(kāi)，起到保護(hù)電池的作用。
[0015]本實(shí)施例中，三極管Ql作為繼電器Κ1、繼電器Κ2和繼電器Κ3的控制開(kāi)關(guān)存在，由于三極管Ql需要驅(qū)動(dòng)3個(gè)繼電器，流過(guò)三極管Ql的集電極電流Ice較大，由于一般情況下控制信號(hào)Pl的控制電流較小，為保證三極管Ql能完全飽和導(dǎo)通，三極管Q3就作為三極管Ql的基極驅(qū)動(dòng)三極管，用來(lái)放大控制信號(hào)Pl的控制電流。二極管D2的作用是給繼電器Κ1、繼電器Κ2和繼電器Κ3三個(gè)繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈的磁復(fù)位提供通路。限流電阻Rl的作用是限制繼電器Κ1、繼電器Κ2和繼電器Κ3的電流大小。如果沒(méi)有二極管D2，在三極管Ql關(guān)斷時(shí)，繼電器線圈的去磁電流沒(méi)有通路，會(huì)造成三極管Ql在關(guān)斷瞬間的在集電極上產(chǎn)生高壓擊穿三極管Ql的耐壓而使三極管Ql損壞，失去開(kāi)關(guān)作用；如果沒(méi)有限流電阻R1，當(dāng)電池電壓很高時(shí)(如充滿電時(shí)為14.6V)，該電壓超過(guò)了繼電器的正常工作電壓范圍，會(huì)使線圈的發(fā)熱增加，降低可靠性，但短時(shí)間內(nèi)不會(huì)損壞繼電器。
[0016]本實(shí)施例中，在電路中的繼電器單個(gè)額度電流為70Α，本實(shí)施例設(shè)計(jì)要求的最大電流是200A，故使用3個(gè)并聯(lián)。由于是并聯(lián)關(guān)系，I個(gè)或是2個(gè)繼電器都能正常工作，使用幾個(gè)取決于輸出端的負(fù)載要求。當(dāng)然，同時(shí)也受到三極管Ql的最大額定電流限制，本實(shí)施例中設(shè)計(jì)最大驅(qū)動(dòng)3個(gè)繼電器。
[0017]本實(shí)施例設(shè)計(jì)的目的是解決電池大電流放電時(shí)的負(fù)載短路問(wèn)題。之所以使用繼電器來(lái)做保護(hù)是因?yàn)閱问褂帽ｋU(xiǎn)管做保護(hù)很難實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。一方面在使用額定200A電流的保險(xiǎn)管在瞬間熔斷時(shí)的電流需要數(shù)倍額定值，在如此大的電流情況下，保險(xiǎn)管還沒(méi)有熔斷，系統(tǒng)中的線路就可能會(huì)因?yàn)榇箅娏饕鸬母邷囟鸹?。另一方面，保險(xiǎn)管本身具有一定的阻抗，其本身也會(huì)引起一定的高溫，在大電流流過(guò)時(shí)會(huì)降低一部分系統(tǒng)效率。
[0018]增加3個(gè)繼電器并聯(lián)在保險(xiǎn)管上，可將保險(xiǎn)管換成小電流保險(xiǎn)管，保險(xiǎn)管只需要提供3個(gè)繼電器的啟動(dòng)電流就行，繼電器導(dǎo)通后，保險(xiǎn)管不再流通電流。在輸出短路時(shí)，繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓隨輸出電壓掉落，當(dāng)輸出電壓掉落出繼電器的供電范圍，繼電器斷開(kāi)(無(wú)論Ql是否導(dǎo)通)，此時(shí)的電流流進(jìn)保險(xiǎn)管，由于此處的保險(xiǎn)管較小，短路電流會(huì)瞬間熔斷保險(xiǎn)管，從而使電池與輸出斷開(kāi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池放電短路保護(hù)電路，設(shè)置在電池輸出端MHl與負(fù)載輸入端MH2的連接導(dǎo)線上，包括設(shè)置在連接于電池輸出端MHl與負(fù)載輸入端MH2之間的導(dǎo)線上的保險(xiǎn)管F1，其特征在于:還包括并聯(lián)于所述的保險(xiǎn)管Fl的繼電器，所述的繼電器吸附開(kāi)關(guān)兩端分別與電池輸出端MHl和負(fù)載輸入端MH2相連，所述的繼電器的繞組由控制電路控制，所述的控制電路在負(fù)載端電流異常大時(shí)，控制繼電器的吸附兩端斷開(kāi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池放電短路保護(hù)電路，其特征在于:所述的控制電路包括輸入控制信號(hào)PU三極管Q1、三極管Q3，輸入控制信號(hào)Pl經(jīng)過(guò)限流電阻R2接入到所述的三極管Q3的基極，所述的三極管Q3的集電極接電源高電平，所述的三極管Q3接所述的三極管Ql的基極，所述的三極管Ql發(fā)射極接地，所述的三極管Ql集電極通過(guò)所述的繼電器的繞組接電源高電平。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池放電短路保護(hù)電路，其特征在于:所述的繼電器包括繼電器K1、繼電器K2和繼電器K3，所述的繼電器K1、繼電器K2和繼電器K3的繞組兩端分別與電源高電平和所述的三極管Ql集電極相連。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池放電短路保護(hù)電路，其特征在于:所述的電源高電平采用電池輸出端MHl的電源，在接入繼電器之前串連限流電阻R1，在接入到所述的三極管Q3的集電極時(shí)串連接限流電阻Rl和限流電阻R4。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池放電短路保護(hù)電路，其特征在于:在所述的繼電器繞組的兩端并聯(lián)有二極管D2，所述的二極管D2的陽(yáng)極接三極管Ql的集電極一端。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池放電短路保護(hù)電路，其特征在于:在所述的三極管Q3的基極與地之間還設(shè)置有電容C2、三極管Q3的發(fā)射極與地之間設(shè)置有電容Cl，三極管Ql的基極與地之間設(shè)置有電阻R3。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種電池放電短路保護(hù)電路，設(shè)置在電池輸出端MH1與負(fù)載輸入端MH2的連接導(dǎo)線上，包括設(shè)置在連接于電池輸出端MH1與負(fù)載輸入端MH2之間的導(dǎo)線上的保險(xiǎn)管F1，還包括并聯(lián)于所述的保險(xiǎn)管F1的繼電器，所述的繼電器吸附開(kāi)關(guān)兩端分別與電池輸出端MH1和負(fù)載輸入端MH2相連，所述的繼電器的繞組由控制電路控制，所述的控制電路在負(fù)載端電流異常大時(shí)，控制繼電器的吸附兩端斷開(kāi)。本實(shí)用新型中增加了繼電器并聯(lián)在保險(xiǎn)管上，可將保險(xiǎn)管換成小電流保險(xiǎn)管，保險(xiǎn)管只需要提供繼電器的啟動(dòng)電流就行，繼電器導(dǎo)通后，保險(xiǎn)管不再流通電流。在輸出短路時(shí)，繼電器斷開(kāi)，此時(shí)的電流流進(jìn)保險(xiǎn)管，由于此處的保險(xiǎn)管較小，短路電流會(huì)瞬間熔斷保險(xiǎn)管，從而使電池與輸出斷開(kāi)。
【IPC分類】H02H7/18
【公開(kāi)號(hào)】CN204858537
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520582730
【發(fā)明人】吳貴賢, 蔣中為
【申請(qǐng)人】深圳市金威源科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月5日