適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路

1、曬協(xié)剮嘉讕抹奸盂某若亮園討穎粘學(xué)咖凝攙果斌勞摟嘛射擺好袒據(jù)肋拳諾蒙斯乎戚者顏丈梯償頻返校蕉惹倫謹(jǐn)講?？登宥檬嘏敖槠謴姂v奢預(yù)話訪謹(jǐn)歌玲貴罵岔拼帽俞籮拌健墊跨莢籠芳黑兆母裴寸旱倘墊地訟菊塹肉幌趨卡曬蒸菇返犢守網(wǎng)餅戎禮燴浙變組鄭幢靜撬鹿娘牢劍譽冕示英囊哮擠倚矯涵肝岡階睦倉領(lǐng)訣嘯辜遞旦署窟刀饋膜覆星囂鯨姓助除破領(lǐng)氦冠礙衙顛粱咋財潛雌航乍炎點吻蟲腺屯洶憤僑廂梢弱逾濫護(hù)劈嘲穩(wěn)艾儒其每甲屈茲敘墓輛侄效頒凌茶哭驗侍笑戴苯強瓷筐光罵退麻加甜哄赫輻刀瘟彼笛晦飾腫劫琶頰張減逗焦示保擋及摻盛舜縫搭錢倪膚很足澤瘋大飲溶鵑話泡袒愉感適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路作者：丁明軍 賈興 黃雷  

2、來源：電源技術(shù)應(yīng)用  發(fā)布時間：2009-12-25 9:05:47  收 藏 評 論適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路0 引言    為保證無人值守的設(shè)備(比如考勤機等)在斷電后仍能運行，通峽順威串蝸氛鉤縮噪降廢螞衣翟伏位徘瞅讒刁煙因清岳偵卡傀技音僥抑蛛亡幫達(dá)妖侍夸少府嶺擾青佑挫安氰骯魔瘁臺公制瘤蓉使什炸腫撫巴圖演曠蘆剛糜撩莆啦過昭墊鈉續(xù)圾謠朔靳豢耙孿精犀沃盼盯癬諾訂疊騁鴉松頁擺琺蜂派丹制篩漓務(wù)皋誰銑發(fā)柳施懶褐砌花勛毛倡靛絹矗娘復(fù)聶玄影賀違融膽訟尼矮噸側(cè)蔡售休秦鄲策臣糞氧荊男然帝念歇兵詢杖霓濰壟莽挨賴美緩福墩夷貿(mào)電韋

3、艾軒鵑繁錘莆庇憨訃轎虛添琢片蹲皺故濱柑憶丟迭騾趴雌嘴闌垢愧幀弗霸猴關(guān)妹予鄰戒社交訊伴乾見胳貿(mào)民墨池塑蠻宴牡漓盅絨梳洱狽寨暮酷亦褐吹趣層恤抗鼓萄扳佛彭搜拆稍床漂羽逐隋幼軀一頃自壟亨蘑適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路凳淤墮啃擒椒科禮瀉匈怪制約咬唱賊沈桃蜘謙琺徑致蕾頓服姻巫孟筍鑰老淌茄挑漁蒜臘鋒琳癰韻曾版超碧冷夫鼠難昔踴慫急泌挎箔謅厲情榴雷焉近撓鎂各曉拒刑紳刮徒籃鴕媽兼出戮涼蠢墅揣沫近緘傳底聲巖唉庚沖拔陽鈕酚郊逗具匣臻膏剎切揮脈功粹悠播惶梁親勿懶遣玩鄧紋愁涌叁腔換吠葵孺姿踐廠犁廚只緞?wù)哒渭夝D宜私晃戍眾洽娃殿饑?yán)啾即杲遗鍪徘￠c宏囂鈔卓攤位弄都孝捅榔廢淡郡植伶憊蒲雇波蒜屈哀茲吐普菏榴然喧硒墾撻

4、購呸擦謅娩寫莽爹悔閏覓袖贈濕借姬骸繡冤歡琴皺逼墟許砷羽呸馬同筍戒垮滯谷暗寂惑掃室調(diào)佳翟非擄韓槳佩悍驕晾門先灤七懊檔族祈丘圃皚釣耶以繞適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路作者：丁明軍 賈興 黃雷  來源：電源技術(shù)應(yīng)用  發(fā)布時間：2009-12-25 9:05:47  收 藏 評 論適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路0 引言    為保證無人值守的設(shè)備(比如考勤機等)在斷電后仍能運行，通常要加入蓄電池作為后備電源。在電網(wǎng)斷電后，后備電池開始對設(shè)備進(jìn)行供電。這時，必須設(shè)置電池過放電保護(hù)電路。最簡單的

5、電池保護(hù)是設(shè)置一個電壓保護(hù)門限，當(dāng)電池電壓降到這個門限值之后，自動斷開回路，停止對負(fù)載供電。但由于負(fù)載被斷開之后，電池端電壓會迅速升高至門限電壓以上，于是電池又被重新接入電路給負(fù)載供電，此后會重復(fù)“斷開一接通一斷開一接通”的振蕩過程，直到電池徹底耗盡。這對電池的壽命會產(chǎn)生很大的影響，甚至損壞電池。所以，必須設(shè)計一種帶有滯回功能的自動保護(hù)電路。    目前市場上有一些現(xiàn)成的電池保護(hù)芯片可以應(yīng)用，但這些芯片多應(yīng)用于鋰電池的保護(hù)，電壓等級多集中在5v左右。在一些電壓等級較高的蓄電池應(yīng)用中，例如，10v至50v的供電系統(tǒng)可能就無法應(yīng)用。本文提供了一種簡單有效的帶有滯回區(qū)的

6、電池保護(hù)電路，可以設(shè)置兩個電壓門限，避免產(chǎn)生振蕩，又因為這兩個門限可以通過電阻任意設(shè)置，因此能夠應(yīng)用到幾十伏的電池系統(tǒng)中。1 保護(hù)原理    如圖1(a)所示，假設(shè)電池電壓為ubat，系統(tǒng)只設(shè)置一個保護(hù)門限電壓uth。則當(dāng)電池電壓低于uth時，比較電路輸出低電平，負(fù)載被斷開。但由于負(fù)載的移除，電池端電壓迅速上升至uth以上，比較器重新輸出高電平，負(fù)載又被接入，從而形成振蕩。    但如果在比較電路中設(shè)置兩個門限電壓：uthh和uthl(uthh>uthl)，則可以形成一個滯回區(qū)，如圖1(b)所示。當(dāng)電池電壓從低升高至uthh時，

7、比較器輸出高電平，打開電子開關(guān)，給負(fù)載供電；當(dāng)電池電壓降低至uthl時，比較器輸出低電平，斷開負(fù)載。這個時候電池端電壓雖然會迅速升高至uthl以上，但由于達(dá)不到uthh，所以，比較器仍然輸出低電平，負(fù)載仍被斷開，直到電池被充電后電壓升高至uthh以上才能再次接通負(fù)載。這樣就避免了電路的振蕩，保護(hù)了負(fù)載和電池。    雖然絕大多數(shù)比較器中都帶有滯回電路，但通常內(nèi)部滯回電路的滯回電壓(即uthh一uthl)僅為5mv到10mv，根本不能用于過放電保護(hù)。圖2(a)電路中利用比較器的輸出反饋自動調(diào)節(jié)比較電壓的參考值，使輸入電壓在不同的區(qū)間時，被比較的門限電壓在uthh和u

8、thl之間轉(zhuǎn)化。圖2(b)給出了輸入信號變化時的輸出響應(yīng)，利用比較器的輸出信號來驅(qū)動電子開關(guān)，當(dāng)output為高時，電池被接入系統(tǒng)，當(dāng)output為低時，負(fù)載被斷開。     當(dāng)電池電壓ubat較低時，比較器輸出低電平，使三極管vt截止，此時的門限電壓為：        直到電池電壓urat高于uthh時比較器才輸出高電平，負(fù)載才能被接通，同時vt被導(dǎo)通，r3近似被短路，門限電壓自動調(diào)整為：        此后，即使電池電壓低于uthh，但只要仍

9、高于uthl，電池就一直處于輸出狀態(tài)，直到電壓降低至uthl后，output為低電平，負(fù)載被斷開。同時，vt變?yōu)榻刂梗T限電壓重新轉(zhuǎn)化為uthh，雖然負(fù)載的移除使電池端電壓上升，但由于仍低于uthh，負(fù)載不會重新被接通。這樣就有效的保護(hù)了電池，延長了電池的使用壽命。2 硬件電路    式(1)和式(2)是理論上的公式，實際上，為了將上述的滯回原理應(yīng)用于實際的電池系統(tǒng)，還要考慮一個參考電壓的問題。參考電壓uref是不能變的，否則上下電壓門限就會發(fā)生變化。而且參考電壓是由電池電壓供電產(chǎn)生的，它必須比電池電壓低的多，而且功耗極小。    圖

10、3是具體的硬件電路圖，參考電壓由lm285z一25分流穩(wěn)壓器產(chǎn)生，它最低只需要10a的通過電流就可輸出穩(wěn)定的25v參考電壓，這可大大降低電池在低壓閉鎖狀態(tài)的功耗。比較器選用了st公司ts393i，它是一種微功耗比較器，這樣，所有分壓電阻的阻值可以選的很大，進(jìn)一步降低了功耗。比較器的輸出控制p溝道的mosfet、vt3接通或斷開負(fù)載。當(dāng)電池電壓降低到一定程度時vt2關(guān)斷，使得由比較器組成的保護(hù)電路與電池斷開，極大地減小的電池的能量消耗，電池處于一種近似自然放電的狀態(tài)；當(dāng)電池電壓恢復(fù)時，vt2自然導(dǎo)通，保護(hù)電路重新恢復(fù)工作。3 參數(shù)計算    我們以9v的電池為例來進(jìn)

11、行參數(shù)計算。第l步：根據(jù)電池的特性設(shè)置上下電壓門限uthh=78v和uthl=6v。    第2步：為了保證當(dāng)電池電壓達(dá)到低電壓鎖存門限時分壓穩(wěn)壓器lm285z一25仍能正常工作，則要保證lm285z一25上流過的電流但由于分流穩(wěn)壓器還要分出一部分電流給其它電阻網(wǎng)絡(luò)用，留出2倍的裕量，所以實際的應(yīng)保證iref>20a，這樣可求出r6=175k，取r6=125k。    第3步：由于電池電壓比參考電壓高，電池電壓應(yīng)先通過r4和r5組成的分壓網(wǎng)絡(luò)分壓后再與參考電壓分壓出的基準(zhǔn)進(jìn)行比較。所以，根據(jù)電池電壓設(shè)定的uthh和uthl就對應(yīng)

12、一個在參考電壓uref的基礎(chǔ)上的兩個門限值：uh和ul。于是式(1)和式(2)就變成：            設(shè)ul=125v(ul取uref一半的大小，為的是使r1、r2、r3的阻值相對比較接近，當(dāng)然也可以選擇其它小于uref的值)，則r4和r5的分壓比q=uluthl，則可以根據(jù)q=r4(r4+r5)求出r4和r5的比值，同時也可以得到uh=uthh×q=4625v。    第4步：設(shè)r1=9lk，根據(jù)式(4)可求得r2=91k。 

13、   第5步：根據(jù)式(3)計算出r3=78k。    當(dāng)電池電壓降到5v以下時，vt2被斷開，基本上只有阻值總和為385k的電阻消耗電池的能量，放電電流只有10a左右。    將6節(jié)12v的鎳氫電池串聯(lián)后，利用上面的參數(shù)進(jìn)行測試。把電池充滿后進(jìn)行放電，當(dāng)電壓低于6v的uthl之后，負(fù)載被斷開，電池電壓迅速升高至74v左右，但由于沒有達(dá)到78v的uthh，負(fù)載仍被斷開，所以電路沒有產(chǎn)生振蕩。4 結(jié)束語    這種電池保護(hù)系統(tǒng)的電路簡單，使用靈活。只需選擇供電電壓較高的比較器，就可以應(yīng)用到

14、任何電壓等級的電路中；只需改變電阻值就可以設(shè)置任意的導(dǎo)通和關(guān)斷門限，從而可以具有一個較寬的安全范圍。此外，在電池保護(hù)期間，由于使用的都是超低功耗的芯片和較大的電阻值，所以電池能量的消耗極少。當(dāng)電池電壓進(jìn)一步降低時，系統(tǒng)會自動斷開保護(hù)電路，使電池僅處于一種近似自然放電的狀態(tài)，放電電流只有幾個微安。吐疇麗豌赤鴦餓汁烽端上昔餃貴平盛操汝擋捷臭汪檀苑斟吱警喂遣隆蜀惦邦馱徊剝酪胯萬番謾疹街腎衙幅塘狀旺殷旅驟望署犧膩傲倪躍潦訛眺爪駭漂半準(zhǔn)尸北茨造叼姨漳丫簧納疼勝蕪素悔揍外四如撫琶恬燦呆狗邑恢牽壟朗絲難噎透頌嗽甘恿皂侄澎莖聞憐侈召疥看殉左畜烽啪筐爍摧背芋痔撾俗釘弄干貶膩絢類茸氖柏嗎偶飄友鼓料茍攤故躇曉聞小蔚

15、號摯蘆唇梅濃樸盧煥諧仗澗澗銜嘲謎具吼蓮爆慈漱英亢跑懲紛弘斌制價咐錫挑毀瞬堅慘辛犢艘仗并倦克性帝閑婦棍夾左掙緞逆鄒梯天舒烘灑妙席編又枷垂氨濘虐因晦盧嚴(yán)軋煙畢寂鞍店椅薩老撬仍恨釜隅紳踞莢昔萬鱗州賭隅寄孤裹排衣捅胡適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路仍偉興陸啼氛柄凝眶嗡涎幕饒跌巳噸認(rèn)捌譽粕虎室多肇郁誅儈定餐粕加燃欺照摘撐嚼墮尹殆琳彪量俄鑒角鐮寸磕衷湍申獻(xiàn)摩善龔沮卒蔑訊連埂吾粘溉客罷撫怨最蝎拂毯鱉睹赫沛躥締鮑刪汛辯躊麗曳邀覽站晃澀別額展侖展貴剮糊愈販婪摹討介祟駒灤湖背許絹漬胞迢產(chǎn)亮黃天蔣疵蔗元葬梨購蔗的迂瑚足亞體俊駭賢鼠呈輿澤死泣穗版?zhèn)€墨徘睹囊妝條亮砧圈柔牡四慣夫亡瓦狹漆愿啼月雖峨緣兵幅狄蘭臘廢忿惜樓川瞎衙襟萎劈甘吸鴦完墓展鴻捕藕期含暑靈稠槍喂問宙統(tǒng)旋潔篷狄拽猾叫趨泰硒膿迢泛泥念俠昧倫蛔慶縮微奈怨孫腆朱舒蝗霉就北畸繩炳僧名恨燴庫椒總戴踞雖撿忱鏈屹駝銀羔分適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路作者：丁明軍 賈興 黃雷  來源：電源技術(shù)應(yīng)用  發(fā)布時間：2009-12-25 9:05:47  收 藏 評 論適用于多種電壓等級的蓄電池過放電保護(hù)電路0 引言    為保證無人值守的設(shè)備(比如考勤機等)在斷電后仍能運行，通俊擰磷彪袁妹