法國SAPHIR時(shí)高蓄電池正規(guī)官網(wǎng)
為保證無人值守的設(shè)備(比如考勤機(jī)等)在斷電后仍能運(yùn)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(shí)，必須設(shè)置電池過放電保護(hù)電路。最簡單的電池保護(hù)是設(shè)置一個(gè)電壓保護(hù)門限，當(dāng)電池電壓降到這個(gè)門限值之后，自動(dòng)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(huì)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(huì)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(huì)產(chǎn)生很大的影響，甚至損壞電池。所以，必須設(shè)計(jì)一種帶有滯回功能的自動(dòng)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)的電池保護(hù)電路，可以設(shè)置兩個(gè)電壓門限，避免產(chǎn)生振蕩，又因?yàn)檫@兩個(gè)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(gè)保護(hù)門限電壓UTH。則當(dāng)電池電壓低于UTH時(shí)，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(gè)門限電壓：UTHH和UTHL(UTHH>UTHL)，則可以形成一個(gè)滯回區(qū)，如圖1(b)所示。當(dāng)電池電壓從低升高至UTHH時(shí)，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(shí)，比較器輸出低電平，斷開負(fù)載。這個(gè)時(shí)候電池端電壓雖然會(huì)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?zhàn)詣?dòng)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(shí)，被比較的門限電壓在UTHH和UTHL之間轉(zhuǎn)化。圖2(b)給出了輸入信號變化時(shí)的輸出響應(yīng)，利用比較器的輸出信號來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，當(dāng)Output為高時(shí)，電池被接入系統(tǒng)，當(dāng)Output為低時(shí)，負(fù)載被斷開。
當(dāng)電池電壓UBAT較低時(shí)，比較器輸出低電平，使三極管VT截止，此時(shí)的門限電壓為：
直到電池電壓URAT高于UTHH時(shí)比較器才輸出高電平，負(fù)載才能被接通，同時(shí)VT被導(dǎo)通，R3近似被短路，門限電壓自動(dòng)調(diào)整為：
此后，即使電池電壓低于UTHH，但只要仍高于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(shí)，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(huì)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。.
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