專(zhuān)利名稱(chēng)：電池溫度補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通訊領(lǐng)域，尤其涉及通訊領(lǐng)域中通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)。
在通訊領(lǐng)域中，電池是通訊設(shè)備供電系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，它在交流停電或通訊電源發(fā)生故障時(shí)承擔(dān)對(duì)通訊設(shè)備供電的應(yīng)急任務(wù)。由于電池的使用壽命與使用的環(huán)境有關(guān)，其中一個(gè)很重要的因素就是電池的充電電壓隨電池環(huán)境溫度的變化而變化。目前大部分上網(wǎng)運(yùn)行的供電系統(tǒng)沒(méi)有在溫度變化的情況下穩(wěn)定充電電壓的功能，雖然有一部分供電系統(tǒng)具有此功能，但是其解決方法卻存在著很多的問(wèn)題，如有一種采用在整流器內(nèi)增加機(jī)內(nèi)監(jiān)控的方法，該方法利用機(jī)內(nèi)監(jiān)控調(diào)節(jié)電壓基準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方法的實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜，成本高，在容量大的整流器中勉強(qiáng)可以使用，但在小容量的整流器使用效果不理想，因?yàn)樾∪萘康恼髌鲝某杀旧峡紤]一般都不加機(jī)內(nèi)監(jiān)控裝置，同時(shí)增加了機(jī)內(nèi)監(jiān)控裝置還需解決監(jiān)控裝置的防電磁干擾的問(wèn)題，如果解決不好，機(jī)內(nèi)監(jiān)控裝置會(huì)死機(jī)，對(duì)整流器的穩(wěn)定性有所影響。還有一種是采用熱敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，即利用熱敏電阻的阻值隨溫度的變化來(lái)調(diào)節(jié)整流器的輸出電壓，這種方案對(duì)于單臺(tái)整流器可以使用，但對(duì)于通訊設(shè)備用多臺(tái)整流器并聯(lián)供電的系統(tǒng)中則不適用，因?yàn)樵谶@種情況下必須從每個(gè)整流器中拉出熱敏電阻來(lái)測(cè)電池的溫度，這種做法影響整流器并聯(lián)使用時(shí)均流效果，影響整流器和供電系統(tǒng)的可靠性，而且精度低。
本實(shí)用新型的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、易于實(shí)現(xiàn)、成本低廉、便于多臺(tái)整流器并聯(lián)使用的電池溫度補(bǔ)償裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)整精度低、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)多臺(tái)整流器并聯(lián)使用的缺點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型構(gòu)造了一種電池溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、光耦器件D1、第一三極管VT1(NPN型)、第一電容C1和穩(wěn)壓管VD1；
所述第一電阻R1的一端接收信號(hào)PWM+，其另一端與所述光耦器件D1的第2腳相連；所述光耦器件D1的第3腳接收信號(hào)PWM-，第6腳與第8腳相連，同時(shí)與所述第二電阻R2的一端及所述第一三極管VT1的基極相連，第5腳與電源的地Vss相連；所述第二電阻R2的另一端與電源Vcc相連；所述第一三極管VT1的發(fā)射級(jí)與Vss相連，集電極與所述第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端及穩(wěn)壓管VD1的陰極相連；所述第三電阻R3的另一端與Vcc相連；所述穩(wěn)壓管VD1的陽(yáng)極與Vss相連；所述第四電阻R4的另一端與所述第五電阻R5的一端及所述第一電容C1的正極相連；所述第一電容C1的負(fù)極與Vss相連；所述第五電阻R5的另一端輸出輸出端控制信號(hào)V-TRIM。由于本實(shí)用新型利用現(xiàn)有供電系統(tǒng)的前臺(tái)監(jiān)控裝置來(lái)檢測(cè)電池的環(huán)境溫度，發(fā)出一個(gè)頻率恒定但脈寬隨溫度變化的PWM波給整流器，用它來(lái)調(diào)節(jié)整流器的輸出電壓，來(lái)達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)哪康?，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅很好地滿足了電池溫度補(bǔ)償?shù)囊螅?jié)省了產(chǎn)品的成本，而且在系統(tǒng)中易于實(shí)現(xiàn)，精度高，不影響整流器及系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明；

圖1是本實(shí)用新型的方案原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例原理圖。
圖1是本實(shí)用新型的方案原理圖。它包括控制信號(hào)PWM輸入端、信號(hào)處理部分、輸出端控制信號(hào)V-TRIM。它的特征是第一電阻R1的一端與信號(hào)PWM+相連，另一端與光耦器件D1的第2腳相連，光耦器件D1的第3腳與信號(hào)PWM_相連，光耦器件D1的第6腳與第8腳相連，同時(shí)與第二電阻R2的一端及第一三極管VT1的基極相連，光耦器件D1的第5腳與電源的地Vss相連，第二電阻R2的另一端與電源Vcc相連，第一三極管VT1的發(fā)射級(jí)與Vss相連，第一三極管VT1的集電極與第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端及穩(wěn)壓管VD1的陰極相連，第三電阻R3的另一端與Vcc相連，穩(wěn)壓管VD1的陽(yáng)極與Vss相連，第四電阻R4的另一端與第五電阻R5的一端及第一電容C1的正極相連，第一電容C1的負(fù)極與Vss相連，第五電阻R5的另一端與輸出控制信號(hào)V-TRIM相連。
圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的原理圖。它與方案原理圖相比增加了部分電路，增強(qiáng)了濾波的效果和自我保護(hù)的功能，增加的元件為第二電容C2、第三電容C3、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第一放大器D2A、第二放大器D2B、第二三極管VT3(NPN型)、第二二極管VD2、第三二極管VD3、第四二極管VD4、繼電器K1。增加元件的特征是所述第五電阻R5與所述繼電器K1的第3腳相連，所述繼電器K1的第4腳與所述第二電容C2的陽(yáng)極及所述第六電阻R6的一端相連，所述第二電容C2的陰極與Vss相連，所述第六電阻R6的另一端與輸出控制信號(hào)V-TRIM相連，所述第七電阻R7的一端與Vcc相連，另一端與所述第八電阻R8的一端和所述第十電阻R10的一端相連，所述第十電阻R10的另一端與所述第一放大器D2A的第3腳相連，所述第八電阻R8的另一端與所述第九電阻R9一端和所述第十三電阻R13的一端相連，所述第九電阻的另一端與Vss相連，所述第十三電阻R13的另一端與所述第二放大器D2B的第6腳相連，所述第十一電阻R11的一端與所述第十二電阻R12的一端及所述第一電容C1的陽(yáng)極相連，所述第十一電阻R11的另一端與所述第一放大器D2A的第2腳相連，所述第十二電阻R12的另一端與所述第二放大器D2B的第5腳相連，所述第一放大器的第4腳和第8腳之間并上所述第三電容C3，所述第一放大器D2A的1腳與所述第三二極管VD4的陰極相連，所述第二放大器D2B的第7腳與所述第四二極管VD4的陰極相連，所述第三二極管VD3的陽(yáng)極與所述第四二極管VD4的陽(yáng)極相連，同時(shí)與所述第十四電阻R14的一端和所述第十五電阻R15的一端相連，所述第十四電阻R14的另一端與Vcc相連，所述第十五電阻R15的另一端與所述第十六電阻R16的一端及所述第二三極管VT2的基極相連，所述第十六電阻R16的另一端與Vss相連，所述第二三極管VT2的發(fā)射極與Vss相連，所述第二三極管VT2的集電極與所述第十七電阻R17的一端相連，所述第十七電阻R17的另一端與第所述二二極管VD2的陽(yáng)極及所述繼電器K1的第10腳相連，所述第二二極管VD2的陰極與所述繼電器K1的第1腳及Vcc相連。
上述圖2電路利用輸出控制信號(hào)V-TRIM有兩種調(diào)節(jié)整流器輸出電壓的手段，它可以接到整流器輸出電壓的采樣處來(lái)調(diào)節(jié)整流器的輸出電壓，也可接到輸出電壓的基準(zhǔn)處來(lái)調(diào)節(jié)整流器的輸出電壓。其工作原理如下前臺(tái)監(jiān)控裝置發(fā)出的PWM信號(hào)經(jīng)電阻R1限流后經(jīng)過(guò)光耦器件D1的發(fā)光部分，在光耦器件的副邊得到一個(gè)與PWM信號(hào)相位相同的脈沖信號(hào)，它的作用是使得監(jiān)控裝置與整流器、整流器與整流器之間電氣上隔離，任何單元有問(wèn)題時(shí)不相互影響；電阻R2的作用是限制流過(guò)光耦器件的電流，光耦器件副邊得到的脈沖信號(hào)通過(guò)三極管VT1整形，得到一個(gè)具有很好的上升沿和下降沿的矩形波，電阻R3的作用是限制流過(guò)三極管VT1的電流，此矩形波再通過(guò)5.1V穩(wěn)壓管VD1后得到一個(gè)電路設(shè)計(jì)所需的幅值為5.1V的矩形波，經(jīng)由R4和C1、R5和C2組成的兩級(jí)RC濾波后得到一個(gè)平穩(wěn)的直流電平，設(shè)計(jì)時(shí)取PWM脈寬的變化范圍為15％-85％，此電平的范圍可達(dá)到0.75-4.25V，此電平通過(guò)電阻R6得到輸出控制信號(hào)V-TRIM，此控制信號(hào)V-TRIM接到整流器輸出電壓的采樣處參與對(duì)整流器的輸出電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的溫度補(bǔ)償功能，在PWM信號(hào)變化范圍不變的情況下調(diào)節(jié)電阻R6的值就可以決定調(diào)節(jié)整流器輸出電壓的變化范圍，即電池溫度補(bǔ)償?shù)碾妷鹤兓秶?，即它決定了電池環(huán)境溫度每變化1℃時(shí)電池的充電電壓變化多少伏。
上述圖2所示的電路以電池的環(huán)境溫度25℃時(shí)為中間點(diǎn)，電池的環(huán)境溫度上下變化時(shí)整流器的輸出電壓將向電池溫度變化方向相反的方向變化。當(dāng)環(huán)境溫度在25℃時(shí)PWM信號(hào)以50％的脈寬輸出，經(jīng)隔離、整形、穩(wěn)壓及濾波后得到一個(gè)2.5V的輸出端控制信號(hào)V-TRIM信號(hào)，因此時(shí)所得到的輸出端控制信號(hào)V-TRIM信號(hào)幅值與輸出電壓采樣信號(hào)幅值相等，因而對(duì)整流器的輸出電壓不于調(diào)節(jié)；當(dāng)環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，電池的充電電壓應(yīng)下降，此時(shí)監(jiān)控裝置根據(jù)溫度的變化發(fā)出的PWM的脈寬變寬，PWM信號(hào)經(jīng)隔離、整形、穩(wěn)壓及濾波后得到一個(gè)高于2.5V的電平，即輸出端控制信號(hào)V-TRIM信號(hào)的電平變高，此信號(hào)加入電壓環(huán)的采樣電路經(jīng)電壓誤差放大器的運(yùn)算后相當(dāng)于輸出電壓采樣信號(hào)變大，在控制電路的調(diào)節(jié)下，整流器的輸出電壓下調(diào)，達(dá)到電池在環(huán)境溫度高時(shí)充電電壓降低的溫度補(bǔ)償?shù)囊?；?dāng)環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，電池的充電電壓應(yīng)上升，此時(shí)監(jiān)控裝置根據(jù)溫度的變化發(fā)出的PWM的脈寬變小，PWM信號(hào)經(jīng)隔離、整形、穩(wěn)壓及濾波后得到一個(gè)低于2.5V的電平，即輸出端控制信號(hào)V-TRIM信號(hào)的電平變低，此信號(hào)加入電壓環(huán)的采樣電路經(jīng)電壓誤差放大器的運(yùn)算后相當(dāng)于輸出電壓采樣信號(hào)變小，在控制電路的調(diào)節(jié)下，整流器的輸出電壓上升，達(dá)到電池在環(huán)境溫度低時(shí)充電電壓上升的溫度補(bǔ)償?shù)囊蟆?br> 為防止監(jiān)控裝置在不正常的情況下對(duì)整流器進(jìn)行調(diào)節(jié)，圖2還包括檢測(cè)保護(hù)電路。通過(guò)檢測(cè)電容C1上的電壓，與基準(zhǔn)信號(hào)(此基準(zhǔn)信號(hào)是通過(guò)電阻R7、R8、R9分壓得到的)進(jìn)行比較來(lái)判斷監(jiān)控裝置是否工作正常，放大器D2A是過(guò)壓比較電路，放大器D2B是欠壓比較電路，兩者的輸出通過(guò)二極管VD3、VD4構(gòu)成一個(gè)與門(mén)電路，無(wú)論是過(guò)壓還是欠壓，后級(jí)電路都動(dòng)作，控制繼電器K1觸點(diǎn)的斷開(kāi)和合上，控制輸出端控制信號(hào)V-TRIM信號(hào)是否加入采樣電路中，達(dá)到保護(hù)的目的。正常情況下監(jiān)控裝置所發(fā)出的PWM信號(hào)是矩形波，檢測(cè)電路檢測(cè)電容C1上的電壓，其大小不致于使放大器D2A或D2B動(dòng)作，因而放大器D2A或D2B一直輸出高電平，所以三極管VT2一直導(dǎo)通，繼電器K1的線圈就一直有電，繼電器K1的觸點(diǎn)一直吸合，電路正常工作；當(dāng)監(jiān)控裝置不正常時(shí)所發(fā)出的PWM信號(hào)不是矩形波而是一個(gè)固定的低或高電平時(shí)，放大器D2A或D2B就會(huì)動(dòng)作，輸出一個(gè)低電平，三極管VT2關(guān)斷，繼電器K1的線圈斷電，繼電器的觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸出端控制信號(hào)V-TRIM信號(hào)不參與整流器輸出電壓的調(diào)節(jié)，整流器按正常的輸出電壓工作，達(dá)到保護(hù)的目的，二極管VD2的作用是在繼電器線圈斷電時(shí)給線圈放電用的，電阻R17的作用是限制繼電器K1線圈的電流。
本實(shí)用新型通過(guò)控制PWM信號(hào)脈寬的變化，可以按電池環(huán)境溫度變化每1℃來(lái)精確控制電池充電電壓的溫度補(bǔ)償，整流器輸出電壓的每度的調(diào)節(jié)范圍可以隨意設(shè)定，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠，成本小，抗干擾能力強(qiáng)，整流器運(yùn)行穩(wěn)定度高，易于實(shí)現(xiàn)多臺(tái)整流器的并聯(lián)的場(chǎng)合使用。
權(quán)利要求1.一種電池溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、光耦器件D1、第一三極管VT1、第一電容C1和穩(wěn)壓管VD1；所述第一電阻R1的一端接收信號(hào)PWM+，另一端與所述光耦器件D1的第2腳相連；所述光耦器件D1的第3腳接收信號(hào)PWM-，第6腳與第8腳相連，同時(shí)與所述第二電阻R2的一端及所述第一三極管VT1的基極相連，第5腳與電源的地Vss相連；所述第二電阻R2的另一端與電源Vcc相連；所述第一三極管VT1的發(fā)射級(jí)與Vss相連，集電極與所述第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端及穩(wěn)壓管VD1的陰極相連；所述第三電阻R3的另一端與Vcc相連；所述穩(wěn)壓管VD1的陽(yáng)極與Vss相連；所述第四電阻R4的另一端與所述第五電阻R5的一端及所述第一電容C1的正極相連；所述第一電容C1的負(fù)極與Vss相連；所述第五電阻R5的另一端輸出輸出端控制信號(hào)V-TRIM。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，還包括第二電容C2、第三電容C3、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第一放大器D2A、第二放大器D2B、第二三極管VT3、第二二極管VD2、第三二極管VD3、第四二極管VD4和繼電器K1；所述第五電阻R5與所述繼電器K1的第3腳相連，所述繼電器K1的第4腳與所述第二電容C2的陽(yáng)極及所述第六電阻R6的一端相連，所述第二電容C2的陰極與Vss相連，所述第六電阻R6的另一端與輸出控制信號(hào)V-TRIM相連，所述第七電阻R7的一端與Vcc相連，另一端與所述第八電阻R8的一端和所述第十電阻R10的一端相連，所述第十電阻R10的另一端與所述第一放大器D2A的第3腳相連，所述第八電阻R8的另一端與所述第九電阻R9一端和所述第十三電阻R13的一端相連，所述第九電阻的另一端與Vss相連，所述第十三電阻R13的另一端與所述第二放大器D2B的第6腳相連，所述第十一電阻R11的一端與所述第十二電阻R12的一端及所述第一電容C1的陽(yáng)極相連，所述第十一電阻R11的另一端與所述第一放大器D2A的第2腳相連，所述第十二電阻R12的另一端與所述第二放大器D2B的第5腳相連，所述第一放大器的第4腳和第8腳之間并上所述第三電容C3，所述第一放大器D2A的1腳與所述第三二極管VD4的陰極相連，所述第二放大器D2B的第7腳與所述第四二極管VD4的陰極相連，所述第三二極管VD3的陽(yáng)極與所述第四二極管VD4的陽(yáng)極相連，同時(shí)與所述第十四電阻R14的一端和所述第十五電阻R15的一端相連，所述第十四電阻R14的另一端與Vcc相連，所述第十五電阻R15的另一端與所述第十六電阻R16的一端及所述第二三極管VT2的基極相連，所述第十六電阻R16的另一端與Vss相連，所述第二三極管VT2的發(fā)射極與Vss相連，所述第二三極管VT2的集電極與所述第十七電阻R17的一端相連，所述第十七電阻R17的另一端與第所述二二極管VD2的陽(yáng)極及所述繼電器K1的第10腳相連，所述第二二極管VD2的陰極與所述繼電器K1的第1腳及Vcc相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的第一三極管VT1為NPN型三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的第二三極管VT1為NPN型三極管。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種通訊領(lǐng)域中的電池溫度補(bǔ)償裝置,利用現(xiàn)有供電系統(tǒng)的前臺(tái)監(jiān)控來(lái)檢測(cè)電池的環(huán)境溫度,發(fā)出一個(gè)頻率恒定但脈寬隨溫度變化的PWM波給整流器,用它來(lái)調(diào)節(jié)整流器的輸出電壓,包括相互連接的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、光耦D1、第一三極管VT1(NPN型)、第一電容C1和穩(wěn)壓管VD1,從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)整精度低、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)多臺(tái)整流器并聯(lián)使用的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2458803SQ0026335
公開(kāi)日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者戴彬傳 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司