一种锂电池低电压自锁电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型的目的是公开一种锂电池保护电路，在电压还没低到损坏电池的程度前，该电路起到终止电池放电的作用。为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种锂电池低电压自锁电路，包括锂电池、第一电源、单门限电压比较器、反相器、第二电源、晶闸管、光电耦合继电器和负载。锂电池第一次达到放电终止电压，电路就会永久切断，实现自锁功能。
【专利说明】一种锂电池低电压自锁电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池过放电保护电路。
【背景技术】
[0002]锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。
[0003]对电池来说，正常使用就是放电的过程。由于锂电池内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的，过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生，将可能导致电池报废。更为重要的是，锂离子电池由于存在自恢复效应，在放电终止附近会出现电压反弹现象。使电压检测装置反复导通与关断，产生大量损耗，并影响锂电池与检测电路的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是公开一种锂电池保护电路，在电压还没低到损坏电池的程度前，该电路起到终止电池放电的作用。
[0005]为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种锂电池低电压自锁电路，其特征在于:包括锂电池、第一电源、单门限电压比较器、反相器、第二电源、晶闸管、光电率禹合继电器和负载。
[0006]所述锂电池的正极与光电耦合继电器的集电极连接。所述负载连接在锂电池的负极和光电耦合继电器的发射极之间。所述锂电池的输出电压为％。
[0007]单门限电压比较器的同相输入端与锂电池的正极连接，单门限电压比较器的反相输入端与第一电源连接。所述第一电源输出电压为VMf。单门限电压比较器的输出端与反相器的输入端连接，所述反相器的输出端与晶闸管的门极连接，所述晶闸管的阳极与第二电源连接，晶闸管的阴极串联第一电阻后接地。所述光电耦合继电器的阳极串联第二电阻后，与晶闸管的阳极连接。所述光电耦合继电器的阴极与晶闸管的阴极连接。所述光电耦合继电器的集电极与所述锂电池的正极连接。
[0008]值得说明的是，锂电池放电电压在正常范围时，同相端电压大于参考电压VMf，比较器经非门输出低电平，晶闸管处于关断状态，这时光耦输入端承受一定压降，使输出端导通，电路处于通路。锂电池放电电压降到放电终止电压时，比较器经非门输出高电平，晶闸管门极被触发，晶闸管开通。这时光耦输入端承受压降很小，输出端关断，电路处于断开。晶闸管一旦处于导通状态，门极就失去作用，不论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通。因此，本实用新型中，锂电池第一次达到放电终止电压，电路就会永久切断，实现自锁功倉泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的电路图。
[0010]图中:锂电池-1、第一电源-2、单门限电压比较器-3、反相器-4、第一电阻-5、第二电源-6、晶闸管_7、光电稱合继电器-8、第二电阻-9、负载-10。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
[0012]一种锂电池低电压自锁电路，其特征在于:包括锂电池1、第一电源2、单门限电压比较器3、反相器4、第二电源6、晶闸管7、光电耦合继电器8和负载10。
[0013]所述锂电池I的正极与光电耦合继电器8的集电极连接。所述负载10连接在锂电池I的负极和光电稱合继电器8的发射极之间。即所述负载10的一个电源输入端与锂电池I的负极相连、另一个电源输入端连接光电耦合继电器8的发射极，当锂电池I放电时，负载10的两个接入点之间存在电压，负载10得电。所述锂电池I的输出电压为V实施例中，所述锂电池I是标称电压为3.7V的手机锂电池。当锂电池I正常放电时，V0等于或略小于3.7V ;当锂电池I开始过度放电时，Vtl远小于3.7V，并发生振荡。因此，本实施例中，当Vtl第一次小于2 V时，就认为锂电池I开始过度放电。
[0014]实施例中，包括一个市售型号为LM339的单门限电压比较器3。所述单门限电压比较器3的同相输入端与锂电池I的正极连接，接受一个来自于锂电池I的待判断电压％。单门限电压比较器3的反相输入端与第一电源2连接,接受一个来自于第一电源2的待参考电压VMf。所述第一电源2输出电压为Hf是锂电池I的过度放电电压，即允许的锂电池I放电下限电压，实施例中，= +2V。锂电池放电电压在正常范围时，同相端电压大于参考电压VMf，VMf等于过度放电电压，比较器经非门输出低电平；锂电池I放电电压降到参考电压以下时，比较器经非门输出高电平。实施例中，所述第二电源6对单门限电压比较器3供电。单门限电压比较器3的一个电源管脚与第二电源6的正极连接，另一个接地。
[0015]单门限电压比较器3的输出端与反相器4的输入端连接。实施例中，所述的反相器4型号为74LS04、与反相器4连接的晶闸管7型号为JCT02。所述反相器4的输出端与晶闸管7的门极连接，所述晶闸管7的阳极与第二电源6连接，晶闸管7的阴极串联第一电阻5后接地。所述光电耦合继电器8的阳极串联第二电阻9后，与晶闸管7的阳极连接。所述第二电阻9起保护作用。
[0016]实施例中，包括一个光电稱合继电器8,其输入端是一个具有正负极的发光二极管，其输出端是一个具有集电极和发射极的光接收器。所述光电耦合继电器8的阴极与晶闸管7的阴极连接。所述光电耦合继电器8的集电极与所述锂电池I的正极连接。
[0017]锂电池I放电电压在正常范围时，单门限电压比较器3输出低电平，晶闸管7处于关断状态，这时光电耦合继电器8阳极和阴极之间(输入端)承受一定压降，使输出端导通，光电耦合继电器8发射极和集电极之间导通，电路处于通路，负载10得电。
[0018]锂电池I放电电压降到过度放电电压时，单门限电压比较器3输出高电平，晶闸管7门极被触发，晶闸管开通。这时光电耦合继电器8阳极和阴极之间(输入端)相当于被短路，所述第一电阻5被加上一定电压,光电稱合继电器8的输入端没有电流通过,光电I禹合继电器8发射极和集电极之间关断，负载10与锂电池I的正极断开，负载10不能够得电，晶闸管一旦处于导通状态，门极就失去作用，不论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通，实现了锂电池I低电压自锁功能。
【权利要求】
1.一种锂电池低电压自锁电路，其特征在于:包括锂电池(I)、第一电源(2)、单门限电压比较器(3)、反相器(4)、第二电源(6)、晶闸管(7)、光电耦合继电器(8)和负载(10); 所述锂电池(I)的正极与光电耦合继电器(8)的集电极连接；所述负载(10)连接在锂电池(I)的负极和光电耦合继电器(8)的发射极之间；所述锂电池(I)的输出电压为Vtl ； 单门限电压比较器(3 )的同相输入端与锂电池(I)的正极连接，单门限电压比较器(3 )的反相输入端与第一电源(2)连接；所述第一电源(2)输出电压为Vref ;单门限电压比较器(3)的输出端与反相器(4)的输入端连接，所述反相器(4)的输出端与晶闸管(7)的门极连接，所述晶闸管(7)的阳极与第二电源(6)连接，晶闸管(7)的阴极串联第一电阻(5)后接地；所述光电耦合继电器(8)的阳极串联第二电阻(9)后，与晶闸管(7)的阳极连接；所述光电耦合继电器(8)的阴极与晶闸管(7)的阴极连接。
【文档编号】H02H7/18GK203761032SQ201420144123
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】谷若雨, 程章格, 王海波, 赵宗政, 周宇, 刘和平, 曾宇航, 邓力, 余传祥 申请人:重庆大学