充电电源的电池短路保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种充电电源的电池短路保护电路，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路，其中，电流采样电路，由电阻Rcs构成，电阻Rcs的一端分别与负载负端及逻辑控制电路的输入端连接，电阻Rcs的另一端分别与电源输出负端及电池负极连接。当输出端负载出现异常短路情况时，流过输出端负载电流迅速增大，电流采样电路将过流信号迅速传输给逻辑控制电路控制电池开关电路断开，能快速有效地保护电池或超级电容，防止充电电源和电池短路损坏。相对于现有技术，本实用新型专利技术能有效规避首次接入电池时因滤波电容所造成的误触发过流保护，反应速度快，可靠性高，设计灵活，可调节保护电流阀值、打嗝时间、反应速度。

【技术实现步骤摘要】
充电电源的电池短路保护电路
本技术涉及馈电网自动化行业的充电电源系统，尤其涉及一种用于实现蓄电或超级电容接入时，发生电源输出端的负载短路时，能迅速断开电池端，防止电池短路过流损坏的充电电源的电池短路保护电路。
技术介绍
在馈电网自动化行业的充电电源中，一般都有两路输出，一路输出给负载供电，一路输出给电池(或超级电容)充电。当出现输入交流异常断电或输出负载需要短时大电流输出时，电源会自动切换到电池或超级电容向输出负载供电。电池或超级电容供电时，若输出负载出现异常短路情况，则电池或超级电容的放电回路也被短路，会流过很大电流，不仅充电电源可能损坏，严重时还会导致电池损坏起火，甚至爆炸，造成严重安全事故。因此，充电电源的电池放电回路的短路保护功能逐渐被重视，某些应用行业和领域已被强制要求。如今市面上只有少数充电电源具备电池放电回路的短路保护功能，其电路原理框图基本都与图1类似，主要由电池(或超级电容)的开关控制电路、电流采样电路、逻辑控制电路组成。电池供电时，电池输出电流主要分为两个部分，分别是流过输出负载Ro的电流Ir和流过输出滤波电容Co的电流Ic。电流采样电路会实时采集Ir+Ic的电流大小并传输给逻辑控制电路，当电池输出电流超过逻辑控制电路设定值时，逻辑控制电路向开关控制电路发出开关控制信号，控制开关控制电路中的开关器件断开，防止电池或超级电容短路损坏。此电路有缺陷，即当电池首次接入产品开关开通时，电池或超级电容会瞬间给输出滤波电容Co充电形成冲击电流，导致滤波电容Co的电流Ic出现瞬间大电流，误触发短路保护引发开关控制电路中的开关器件关断，导致电池无法正常投入使用。为解决这个问题，可以在逻辑控制电路中增加延时，但会导致电池短路保护反应过慢，断开电池前可能充电电源或电池就已经损坏了。因此，有必要对现有技术进行改进。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决上述技术问题，本技术提供一种在蓄电池或超级电容接入时，发生电源输出端负载短路，能快速有效地反应的充电电源的电池短路保护电路，以解决现有电池短路保护误触发和反应慢的问题。本技术的目的是通过下述技术方案实现的，一种充电电源的电池短路保护电路，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路，其中，电流采样电路，由电阻Rcs构成，电阻Rcs的一端分别与负载负端及逻辑控制电路的输入端连接，电阻Rcs的另一端分别与电源输出负端及电池负极连接。优选的，所述开关控制电路，包括MOS管TR1和电阻R1，MOS管栅极连接逻辑控制电路的输出端，MOS管TR1漏极分别连接负载正端和电源输出正端，MOS管TR1源极连接电池放电端。优选的，所述逻辑控制电路，包括运放供电电路、运算放大电路和比较输出电路，运放供电电路，包括二极管D21和电容C21，二极管D21的阳极连接电池正极(VB+)，二极管D21的阴极连接电容C21的一端，电容C21另一端连接电池负极(VB-)；运算放大电路，包括运放U1A和电阻R21、R22、R23、R24、R25，运放U1A输入正端连接电阻R21一端，电阻R21另一端作为逻辑控制电路的输入端，连接电流采样电路的输出端；运放U1A输入负端分别连接电阻R22的一端和电阻R23的一端，电阻R22另一端连接电池负极(VB-)，电阻R23另一端分别连接运放U1A的输出端和电阻R24一端，电阻R24另一端连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接电池负极(VB-)；比较输出电路，包括运放U1B、稳压芯片U2、二极管D22、电容C22和电阻R27、R28，运放U1B输入正端分别连接电阻R24的另一端、电阻R25的一端和电阻R27的一端，运放U1B输入负端分别连接稳压器U2的采样端和输入端，运放U1B的输出端分别连接电阻R27的另一端、二极管D22的阳极和电容C22一端，电容C22另一端连接电池负极(VB-)，二极管D22阴极连接电阻R28的一端，二极管D22的阴极还作为逻辑控制电路的输出端，连接开关控制电路的控制端。优选的，所述运算放大电路，通过调节电阻R21、R22、R23、R24和电阻R25的阻值可调节电池输出关断电流点的大小；所述比较输出电路，通过调节电容C22的容值可调节短路时关断MOS管TR1的延时；通过调节电阻R28的阻值可调节断开电池时间，防止短路打嗝过快导致MOS管TR1过热损坏。本技术还提供一种充电电源的电池短路保护电路，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路，其中，电流采样电路的第一输入端与负载负端连接，第二输入端分别与电源输出负端及电池负极连接；电流采样电路的输出端与逻辑控制电路的输入端连接；逻辑控制电路的输出端与开关控制电路的控制端连接；开关控制电路的输入端分别与负载正端及电源输出正端连接；开关控制电路的输出端与电池正极连接。优选的，所述电流采样电路，由电阻Rcs构成；所述开关控制电路，包括MOS管TR1及电阻R1；其中，电阻Rcs的一端分别与负载负端及逻辑控制电路的输入端连接，电阻Rcs的另一端分别与电源输出负端及电池负极连接；MOS管栅极作为开关控制电路的控制端，连接逻辑控制电路的输出端；MOS管TR1漏极作为开关控制电路的输入端，分别连接负载正端和电源输出正端；MOS管TR1源极作为开关控制电路的输出端，连接电池放电端。优选的，所述逻辑控制电路，包括运放供电电路、运算放大电路和比较输出电路，运放供电电路，包括二极管D21和电容C21，二极管D21的阳极连接电池正极(VB+)，二极管D21的阴极连接电容C21的一端，电容C21另一端连接电池负极(VB-)；运算放大电路，包括运放U1A和电阻R21、R22、R23、R24、R25，运放U1A输入正端连接电阻R21一端，电阻R21另一端作为逻辑控制电路的输入端，连接电流采样电路的输出端；运放U1A输入负端分别连接电阻R22的一端和电阻R23的一端，电阻R22另一端连接电池负极(VB-)，电阻R23另一端分别连接运放U1A的输出端和电阻R24一端，电阻R24另一端连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接电池负极(VB-)；比较输出电路，包括运放U1B、稳压器U2、二极管D22、电容C22和电阻R27、R28，运放U1B输入正端分别连接电阻R24的另一端、电阻R25的一端和电阻R27的一端，运放U1B输入负端分别连接稳压器U2的采样端和输入端，运放U1B的输出端分别连接电阻R27的另一端、二极管D22的阳极和电容C22一端，电容C22另一端连接电池负极(VB-)，二极管D22阴极连接电阻R28的一端，二极管D22的阴极还作为逻辑控制电路的输出端，连接开关控制电路的控制端。本技术还提供一种充电电源的电池短路保护电路，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路，电流采样电路的第一输入端与负载负端连接，第二输入端与电源输出负端连接；电流采样电路的输出端与逻辑控制电路的输入端连接；逻辑控制电路的输出端与开关控制电路的控制端连接；开关控制电路的输入端与电源输出负端连接；开关控制电路的输出端与电池负极连接。本技术再提供一种充电电源的电池短路保护电路，用于电源输出端的负载与电池的短路保护控制，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路；逻辑控制电路，接收电流采样电路的采样电流，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电电源的电池短路保护电路，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路，其特征在于：电流采样电路，由电阻Rcs构成，电阻Rcs的一端分别与负载负端及逻辑控制电路的输入端连接，电阻Rcs的另一端分别与电源输出负端及电池负极连接。

【技术特征摘要】
1.一种充电电源的电池短路保护电路，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路，其特征在于：电流采样电路，由电阻Rcs构成，电阻Rcs的一端分别与负载负端及逻辑控制电路的输入端连接，电阻Rcs的另一端分别与电源输出负端及电池负极连接。2.根据权利要求1所述充电电源的电池短路保护电路，其特征在于：所述开关控制电路，包括MOS管TR1和电阻R1，MOS管栅极连接逻辑控制电路的输出端，MOS管TR1漏极分别连接负载正端和电源输出正端，MOS管TR1源极连接电池放电端。3.根据权利要求1或2所述充电电源的电池短路保护电路，其特征在于：所述逻辑控制电路，包括运放供电电路、运算放大电路和比较输出电路，运放供电电路，包括二极管D21和电容C21，二极管D21的阳极连接电池正极，二极管D21的阴极连接电容C21的一端，电容C21另一端连接电池负极；运算放大电路，包括运放U1A和电阻R21、R22、R23、R24、R25，运放U1A输入正端连接电阻R21一端，电阻R21另一端作为逻辑控制电路的输入端，连接电流采样电路的输出端；运放U1A输入负端分别连接电阻R22的一端和电阻R23的一端，电阻R22另一端连接电池负极，电阻R23另一端分别连接运放U1A的输出端和电阻R24一端，电阻R24另一端连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接电池负极；比较输出电路，包括运放U1B、稳压芯片U2、二极管D22、电容C22和电阻R27、R28，运放U1B输入正端分别连接电阻R24的另一端、电阻R25的一端和电阻R27的一端，运放U1B输入负端分别连接稳压器U2的采样端和输入端，运放U1B的输出端分别连接电阻R27的另一端、二极管D22的阳极和电容C22一端，电容C22另一端连接电池负极，二极管D22阴极连接电阻R28的一端，二极管D22的阴极还作为逻辑控制电路的输出端，连接开关控制电路的控制端。4.根据权利要求3所述充电电源的电池短路保护电路，其特征在于：所述运算放大电路，通过调节电阻R21、R22、R23、R24和电阻R25的阻值可调节电池输出关断电流点的大小；所述比较输出电路，通过调节电容C22的容值可调节短路时关断MOS管TR1的延时；通过调节电阻R28的阻值可调节断开电池时间，防止短路打嗝过快导致MOS管TR1过热损坏。5.一种充电电源的电池短路保护电路，包括电流采样电路、逻辑控制电路和开关控制电路，其特征在于：电流采样电路的第一输入端与负载负端连接，第二输入端分别与电源输出负端及电池负极连接；电流采样电路的输出端与逻辑控制电路的输入端连接；逻辑控制电路的输出端与开关控...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗皓，宋建峰，申志鹏，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44