一款微功耗蓄电池过放电保护电路的设计

一款微功耗蓄电池过放电保护电路的设计,The battery protection circuit

作者：张文新 　　蓄电池过放电会造成极板酸化，影响蓄电池的正常使用寿命。为解决该问题，特设计了一款微功耗蓄电池过放电保护电路，如上图所示，该电路具有极低的检测电流（检测电流≤1.1mA）、保护电路动作后不再消耗电能、抗干扰能力强等优点。 　　一、电路原理
　　
　　手动闭合脱扣开关K1后，电路得电进入工作状态。首先因C1两端的电压不能突变，保持0V附近，02截止，当蓄电池电压＞10.7V，稳压管D1导通，al饱和导通，Q2控制极因得不到触发电压而截止，K1不动作，蓄电池和后级电路处于闭合工作状态，当蓄电池电压＜10.7V时，稳压管D1截止，Ql转为截止，电阻R3给电容C1充电。当C1两端电压达到0.6V左右时，可控硅Q2被触发导通，脱扣开关动作，断开后级负载电路。   二、元件选择
　　
　　脱扣开关可以选用彩电用带继电器电源开关，型号为KDC-A04-8Y，开关电流为双路5A，可以并联变为最大10A的工作电流，其内附电磁线圈直流电阻在25Ω左右，实测线圈电压≥7V便可吸合。Ql选用MCR100-6，MCR100-6具有极为灵敏的控制极触发电流(触发电流为10μA～30μA)，通态压降低的特点(在该电路实测压降为0.8V)。稳压管Dl的选值为保护电路动作电压减0.7V，如没有合适的稳压管可以用两只稳压管串联使用（该电路动作时，Rl分压在0.2V以下，其压降可以忽略不计）。   　　三、备注
　　
　　该电路检测电流≤1.1mA，主要是经R1支路电流在0.35mA～0.1mA，经R2支路电流在0.5mA～0.75mA，动作电流取决于所选脱扣开关K1的线圈的直流阻抗。本次试验用KDC-A04-8Y的动作电流约为400mA，动作时间不大于0.2秒。 　　四、另外两款微功耗蓄电池过放电保护电路
　　
　　电路见中图和下图，其前级电压检测是用精密稳压TL431来完成的，其控制关断电压点通过VR1精密调节。 　　选用TL431是由于其控制精度高，典型值为50ppm/℃的等效全范围温度系数，在本电路中消耗电流小等诸多优点。 　　因本电路中TL431阴极电压变化范围为1.9V～2.7V，为满足TL431阴极电压为2.7V左右对Q2的触发，其提供了中图和下图两种连接方式。中图是通过R5(和后级R4)进行分压，下图是用过LED的正向压降（普通红色发光二极管微电流为1.7V左右的正向压降）来进行分压（实测02的控制极对阴极电压在0.65V～0.7V便可触发导通）。 　　注：LED选用普通红色发光二极管。