一種負載供電控制回路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種蓄電池為負載供電的控制回路?，F(xiàn)有的蓄電池大多沒有安裝電壓檢測保護電路，過度放電現(xiàn)象比較嚴重，極大縮短蓄電池的使用壽命。本實用新型包括蓄電池組、開機啟動回路、供電電壓限值比較電路、切斷負載電源電路、負載控制主電路。可控硅Q2和場效應管Q1的切合控制整個負載供電控制回路的上電斷電。負載控制回路根據(jù)負載的供電需要，決定可控硅Q2和場效應管Q1的切合，供電電壓限值比較電路作用控制場效應管Q1閉合再開通負載的供電。本實用新型采用模擬電路搭建電路，價格便宜應用簡便，可以實時廣泛的檢測并控制蓄電池為負載供電的電量，極大延長蓄電池的使用壽命。
【專利說明】—種負載供電控制回路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及負載供電控制回路，涉及一種電路，具體涉及一種蓄電池為負載供電的控制回路。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池是生活生產(chǎn)中為負載供電的常用電源裝置。負載按運行目的需要而有規(guī)律地消耗電能，因此蓄電池的電能總是處在“充滿”、“欠滿”和“不足”的無確定周期的狀態(tài)中。當蓄電池處于“充滿”和“欠滿”狀態(tài)時，必須保證負載的正常供電，當蓄電池處于“不足”狀態(tài)時，必須切斷負載供電。目前市場上的蓄電池大都沒有安裝電壓過放檢測控制電路，蓄電池的檢測都是工作人員根據(jù)經(jīng)驗定期檢測蓄電池的電量，這樣既耗費人力又容易造成蓄電池的電量監(jiān)測不及時導致過放，極大的縮短了蓄電池的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種自動監(jiān)測蓄電池電量的負載供電控制回路，解決了人工檢測蓄電池電量的繁瑣步驟，該電路自動檢測蓄電池電量，并控制負載供電，大大延長了蓄電池的使用壽命。
[0004]本實用新型電路包括蓄電池、開機啟動回路、負載控制主電路、供電電壓限值比較電路、切斷負載電源電路。
[0005]開機啟動回路包括濾波電容C5和第三電阻R3。濾波電容C5的一端接到蓄電池BTl的正極“ + ”，濾波電容C5的另外一端與第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另外一端接到可控硅Q2的控制極端。
[0006]負載控制主電路包括第四電阻R4、第五電阻R5、可控娃Q2、場效應管Q1、第一發(fā)光二極管LEDl、第四電解電容C4。第四電阻R4的一端與第四電解電容C4的正極一起接到蓄電池BTl的正極端“ + ”。第四電阻R4的另一端接到可控硅Q2的正極。可控硅Q2的負極端與第五電阻R5的一端相連接一起接到場效應管Ql的控制極G端。第五電阻R5的另一端與第一發(fā)光二極管LEDl的正極相連，第一發(fā)光二極管LEDl的負極與場效應管Ql的源極S端一起連接到蓄電池BTl的負極地端。場效應管Ql的漏極D端與第四電解電容C4的負極相連一起作為負載的接地端。
[0007]供電電壓限值比較電路包括第一運算放大器U1A、第一動臂取樣電阻RW1、第一電阻R1、第二電阻R2、第一穩(wěn)壓兀件DW1、第一電解電容Cl、第二電解電容C2、第一二極管D1。第一動臂取樣電阻RWl的一端、第一穩(wěn)壓兀件DWl的Vin輸入端同時連接到蓄電池BTl的正極“ + 第一動臂取樣電阻RWl的另一端、第一穩(wěn)壓兀件DWl的Gnd地端、第一電解電容Cl的負極連接成公共端與蓄電池BTl的負極地端相連。第一穩(wěn)壓元件DWl的動臂端與第一電阻Rl的一端相連一起作為第一運算放大器UlA的同相輸入端。第一穩(wěn)壓兀件DWl的Vout輸出端與第一電解電容Cl的正極相連一起作為UlA的反相輸入端。第一運算放大器UlA的輸出端與第一電阻Rl的另一端和第二電解電容C2的正極端相連。第二電解電容C2的負極端連接第一二極管Dl的正極，第一二極管Dl的負極連接第二電阻R2的一端，第二 電阻R2的另一端連接到可控硅Q2的控制極端。蓄電池BTl的正極端電壓“+”為UlA提供 正電壓，蓄電池BTl的負極地電壓為UlA提供負電壓。[0008]切斷負載電源電路包括第二運算放大器U1B、第二動臂取樣電阻RW2、第二穩(wěn)壓元 件DW2、第三電解電容C3。第二動臂取樣電阻RW2的一端與第二穩(wěn)壓元件DW2的Vin輸入 端相連接到蓄電池BTl的正極端“ + ”。第二動臂取樣電阻RW2的另一端、第二穩(wěn)壓元件DW2 的Gnd地端跟第三電解電容C3的負極相連為公共端接到負載地。第二動臂取樣電阻RW2 的動臂端作為第二運算放大器UlB的同相輸入端，第二穩(wěn)壓元件DW2的Vout輸出端與第三 電解電容C3的正極端連接一起作為第二運算放大器UlB的反相輸入端。第二運算放大器 UlB的輸出端與可控硅Q2的正極端相連接。蓄電池BTl的正極端電壓“ + ”為第二運算放大 器UlB提供正電壓，負載地端為第二運算放大器UlB提供負電壓。[0009]本實用新型的有益效果在于:[0010]本實用新型電路的優(yōu)點在于搭建模擬電路自動監(jiān)測蓄電池的剩電量，通過電子開 關(guān)自動控制供電電路的閉合與斷開。避免了人工檢查蓄電池電量的冗余步驟，因為采用硬 件電路實時監(jiān)控，對于蓄電池電路的反應十分迅速，有效實時的比較蓄電池的剩電量，避免 蓄電池的過度放電，極大延緩蓄電池的使用壽命。本實用新型采用的元器件成熟可靠、成本 低廉、來源豐富。【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1為本實用新型具體電路圖?！揪唧w實施方式】[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。[0013]如圖1所示，一種蓄電池供電的負載控制回路包括蓄電池組、開機啟動回路、負載 控制主電路、供電電壓限值比較電路、切斷負載電源電路。[0014]開機啟動回路包括濾波電容C5和第三電阻R3。濾波電容C5的一端接到蓄電池 BTl的正極“ + ”，C5的另外一端與第三電阻R3的一端連接，R3的另外一端接到可控硅Q2的 控制極端。濾波電容C5和第三電阻R3—起組成可控硅Q2控制極的開機啟動回路。在蓄 電池BTl供電電壓正常的情況下，本電路一通電，立即接通了場效應管Q1，讓負載及時獲得 電源電能。通電開機前，濾波電容器C5內(nèi)部無電荷，相當于短路其兩端電位差為O。當電路 接通蓄電池BTl電源時，因電容C5兩端的電位不能突變，蓄電池BTl的正極端“ + ”經(jīng)第三 電阻R3向可控硅Q2的控制極輸送電流，Q2迅速導通，此時可控硅Q2的負極端電壓迅速上 升，場效應管Ql因G極電位的抬高而跟著導通，此時電路閉合。隨著時間的推移，濾波電容 器C5被逐漸充滿電荷而截止，隔斷了蓄電池BTl正極“ + ”對R3到Q2控制極的通路，控制 極不會繼續(xù)消耗電能。已經(jīng)導通的可控硅Q2不再受控制極電位的影響。當Ul B輸出為OV 時，即Q2的負跳關(guān)閉信號到來時，Q2被截止，負跳電位消失后，因蓄電池BTl的正極端“+” 到Q2控制極的通路被C5阻隔，Q2不會因蓄電池電壓的存在而恢復導通。[0015]負載控制主電路包括第四電阻R4、第五電阻R5、可控娃Q2、場效應管Q1、第一發(fā)光 二極管LEDl、第四電解電容C4。第四電阻R4的一端與第四電解電容C4的正極一起接到蓄電池BTl的正極端“ + ”。R4的另一端接到可控硅Q2的正極。Q2的負極端與第五電阻R5的一端連接到場效應管Ql的控制極G端。R5的另一端與第一發(fā)光二極管LEDl的正極相連，LEDl的負極與場效應管Ql的源極S端一起連接到蓄電池的負極地端。Ql的漏極D端與第四電解電容C4的負極相連一起作為負載的地端。場效應管Ql承擔著負載電路切合任務。由于場效應管的導通內(nèi)阻遠低于I Ω，導通時可以視作導線，與蓄電池的負端電位幾乎相等。又由于負載電路和蓄電池供電回路是“共陽”連接，所以當Ql導通時。負載電壓基本上就是蓄電池電壓。R4、Q2、R5和LEDl —起作用為Ql控制極G端提供了開啟和關(guān)閉電位。在靜態(tài)情況下，因可控硅Q2的截止使得R4、R5和LEDl無電流通過，Ql的控制級G端的電位為O，Ql截止，負載無電源。如果給可控硅Q2的控制極發(fā)送一個幅度足夠高的上跳脈沖，Q2立即導通，產(chǎn)生R4至LEDl的支路電流，Ql的G端電位升高，Ql導通，LEDl同時被點売，表不負載獲得電源。
[0016]供電電壓限值比較電路包括第一運算放大器U1A、第一動臂取樣電阻RW1、第一電阻R1、第二電阻R2、第一穩(wěn)壓兀件DW1、第一電解電容Cl、第二電解電容C2、第一二極管D1。第一動臂取樣電阻RWl的一端、第一穩(wěn)壓兀件DWl的Vin輸入端同時連接到蓄電池BTl的正極“ + ”，RWl的另一端、Dffl的Gnd地端、第一電解電容Cl的負極連接成公共端與蓄電池BTl的負極地端相連。第一運算放大器UlA是蓄電池BTl電壓比較甄別器，第一動臂取樣電阻RWl是蓄電池BTl的電壓取樣元件，RWl的動臂端與第一電阻Rl的一端相連一起作為第一運算放大器UlA的同相輸入端，Rffl的動臂端向UlA的正端提供蓄電池的取樣電位。第一穩(wěn)壓元件DWl是比較器的基準參考電源，Dffl的Vout輸出端與第一電解電容Cl的正極相連一起作為UlA的反相輸入端。UlA的輸出端與第一電阻Rl的另一端和第二電解電容C2的正極端相連。C2的負極端連接第一二極管Dl的正極，Dl的負極連接第二電阻R2的一端，R2的另一端連接到可控硅Q2的控制極端。當蓄電池BTl的電壓低于額定下限時，則UlA的正輸入端電位低于負端的參考基準，UlA輸出為低,第一二極管Dl和第二電阻R2內(nèi)無正向電流流動，不能觸發(fā)可控硅Q2導通，場效應管Ql也就截止，供電電路不導通負載無電源。等蓄電池BTl獲得充電，其正極端電壓逐漸回升，RWl動臂取樣電壓也跟著上升。等蓄電池電壓上升到允許使用的限值時，Rffl動臂電位高于UlA負輸入端的參考基準，UlA輸出電位迅速升高，電解電容C2因兩端電壓不能突變而如同一根直通導線，經(jīng)Dl和R2將UlA的輸出電流傳送到可控硅Q2的控制極，Q2立即導通，場效應管Ql因柵極電位的升高而隨之導通，此時電路閉合負載便獲得了蓄電池的供電，同時發(fā)光二極管LEDl也被點亮。隨著時間的推移，C2被逐漸充滿電而隔離了 UlA輸出端與Dl的連接，Q2保持導通，控制極處于懸空狀態(tài)，不會因UlA的輸出高電位而在該極消耗電能。
[0017]切斷負載電源電路包括第二運算放大器U1B、第二動臂取樣電阻RW2、第二穩(wěn)壓元件DW2、第三電解電容C3。當蓄電池電壓降到最低額定電壓附近時，為保護蓄電池的安全壽命，要將蓄電池的負載切斷。第二動臂取樣電阻RW2的一端與第二穩(wěn)壓元件DW2的Vin輸入端相連接到蓄電池BTl的正極端“ + ”。RW2的另一端、DW2的Gnd地端跟第三電解電容的負極相連作為公共端接到負載地。第二運算放大器UlB是蓄電池電壓比較器，用于監(jiān)視蓄電池電壓的狀況，第二動臂取樣電阻RW2是蓄電池的分壓取樣元件，其動臂端接于UlB的正輸入端，第二穩(wěn)壓元件DW2提供基準參照電位，DW2的Vout輸出端與第三電解電容C3的正極端連接一起作為UlB的反相輸入端。UlB的輸出端與可控硅Q2的正極端相連接。當蓄電池上電且電壓處于“充足”狀態(tài)時，如之前所述C5和R3引入開機通電電流，接通可控硅Q2，使場效應管Ql柵極G的電位為高，Ql導通，負載獲得電源。此時的RW2動臂電位高于基準參照電位，UlB輸出為高(輸出OC門截止)，不“干涉”可控硅Q2的通斷與否。當蓄電池電壓降至Ij“不足”狀態(tài)時，RW2動臂電位低于DW2提供的參照基準，Ul B輸出為接近OV (輸出OC門導通)，可控硅Q2正端電壓被強行拉低，Q2截止，流經(jīng)可控硅的電流消失，場效應管Ql的柵極電位G為0，Ql截止，負載斷電。
【權(quán)利要求】
1.一種負載供電控制回路，包括蓄電池組、開機啟動回路、負載控制主電路、供電電壓 限值比較電路、切斷負載電源電路，其特征在于:開機啟動回路包括濾波電容C5和第三電阻R3 ;濾波電容C5的一端接到蓄電池BTl的 正極“ + ”，濾波電容C5的另外一端與第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另外一端接到 可控娃Q2的控制極端；負載控制主電路包括第四電阻R4、第五電阻R5、可控娃Q2、場效應管Q1、第一發(fā)光二極 管LED1、第四電解電容C4 ;第四電阻R4的一端與第四電解電容C4的正極一起接到蓄電池 BTl的正極端“ + 第四電阻R4的另一端接到可控硅Q2的正極；可控硅Q2的負極端與第五 電阻R5的一端相連接一起接到場效應管Ql的控制極G端；第五電阻R5的另一端與第一發(fā) 光二極管LEDl的正極相連，第一發(fā)光二極管LEDl的負極與場效應管Ql的源極S端一起連 接到蓄電池BTl的負極地端；場效應管Ql的漏極D端與第四電解電容C4的負極相連一起 作為負載的接地端；供電電壓限值比較電路包括第一運算放大器U1A、第一動臂取樣電阻RW1、第一電阻 R1、第二電阻R2、第一穩(wěn)壓元件DW1、第一電解電容Cl、第二電解電容C2、第一二極管Dl ;第 一動臂取樣電阻RWl的一端、第一穩(wěn)壓兀件DWl的Vin輸入端同時連接到蓄電池BTl的正 極“ + ”，第一動臂取樣電阻RWl的另一端、第一穩(wěn)壓兀件DWl的Gnd地端、第一電解電容Cl 的負極連接成公共端與蓄電池BTl的負極地端相連；第一穩(wěn)壓元件DWl的動臂端與第一電 阻Rl的一端相連一起作為第一運算放大器UlA的同相輸入端；第一穩(wěn)壓元件DWl的Vout 輸出端與第一電解電容Cl的正極相連一起作為UlA的反相輸入端；第一運算放大器UlA的 輸出端與第一電阻Rl的另一端和第二電解電容C2的正極端相連；第二電解電容C2的負極 端連接第一二極管Dl的正極，第一二極管Dl的負極連接第二電阻R2的一端，第二電阻R2 的另一端連接到可控硅Q2的控制極端；蓄電池BTl的正極端電壓“ + ”為UlA提供正電壓， 蓄電池BTl的負極地電壓為UlA提供負電壓；切斷負載電源電路包括第二運算放大器U1B、第二動臂取樣電阻RW2、第二穩(wěn)壓元件 DW2、第三電解電容C3 ;第二動臂取樣電阻RW2的一端與第二穩(wěn)壓元件DW2的Vin輸入端相 連接到蓄電池BTl的正極端“ + 第二動臂取樣電阻RW2的另一端、第二穩(wěn)壓元件DW2的Gnd 地端跟第三電解電容C3的負極相連為公共端接到負載地；第二動臂取樣電阻RW2的動臂端 作為第二運算放大器UlB的同相輸入端，第二穩(wěn)壓元件DW2的Vout輸出端與第三電解電容 C3的正極端連接一起作為第二運算放大器UlB的反相輸入端；第二運算放大器UlB的輸出 端與可控硅Q2的正極端相連接；蓄電池BTl的正極端電壓“ + ”為第二運算放大器UlB提供 正電壓，負載地端為第二運算放大器UlB提供負電壓。
【文檔編號】H02J7/00GK203416012SQ201320446827
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】朱亞萍, 楊成忠, 劉文亮 申請人:杭州電子科技大學