后备电池保护电路装置制造方法及图纸

后备电池保护电路装置，由可充电电池、场效应管、瞬态抑制器、带集电极开路输出的比较器、电阻、电容构成，另设有由若干电阻和二极管构成的电池充电电路和由电源切换芯片、电阻、电容构成的电源切换电路；可充电电池的输出连接到场效应管的源级，瞬态抑制器连接到场效应管的源级和漏极之间，场效应管的漏极连接到电源切换芯片的可充电电池输入端，电源切换芯片的输出端经过电阻分压后连接到带集电极开路输出的比较器的输入端，带集电极开路输出的比较器的输出端连接到场效应管的栅级。本实用新型专利技术通过监视电池的输出电压，当电池电压下降到设定好的门槛，自动切断电池的放电回路，达到保护电池的目的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种后备电池保护电路装置，适用于电力系统继电保护、变电站 自动化和工业控制自动化应用场合中需要后备电池保持历史数据的继电保护及自动化装置。
技术介绍
继电保护及自动化装置在应用中通常都需要保存历史数据，这已经成为这类装置 必备的功能之一。尤其是在装置异常或掉电后，历史数据对于分析装置出现的异常非常重 要。实现历史数据保存功能通常由后备电池和低功耗静态存储器(SRAM)来实现。后备电 池一般可采用可充电电池或不可充电电池。不可充电电池一般只需另外配置电源切换电路即可工作，但缺点是寿命有限，当 电能释放完毕后，不仅历史数据丢失，而且运行维护人员不知道何时需要更换。可充电电池一般需要另外配置充电电路和电源切换电路，优点是如果在电池未过 度放电导致损坏的条件下，可反复充放电使用。缺点是没有保护电路，如果电池过度放电 后，呈不可充电状态，与不可充电电池电能耗尽后的问题一样。附图说明图1为目前采用可充电电池的带充电和电源切换功能的后备电池应用电路原理 图，该中电路存在上述问题的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有实用性的后备电池保护电路装置，通过监视 可充电电池的输出电压可以实现对电池放电回路的自动关断。本技术提供下述解决方案后备电池保护电路装置，由可充电电池、场效应管 M0SFET、瞬态抑制器TVS、带集电极开路OD输出的比较器、电阻、电容构成，另设有充电及电 源切换电路，协同完成可充电电池的充电、切换和保护功能。后备电池保护电路通过监视可 充电电池的输出电压，当电池电压下降到设定好的门槛，控制场效应管(MOSFET)动作切断 电池的放电回路，达到保护电池的目的。本技术由可充电电池、场效应管MOSFET、瞬态抑制器TVS、带集电极开路OD输 出的比较器、电阻和电容组成后备电池保护电路。后备电池保护电路装置(或称保护装置)，由可充电电池、场效应管、瞬态抑制器、 带集电极开路输出的比较器、电阻构成，可充电电池的输出连接到场效应管的源级，瞬态 抑制器连接到场效应管的源级和漏极之间，场效应管的漏极连接到电源切换芯片的后备电 源输入端，电源切换芯片的输出端经过电阻分压连接到带集电极开路输出的比较器的输入 端，带集电极开路输出的比较器的输出端连接到场效应管的栅级。带集电极开路OD输出的 比较器通过监视可充电电池的输出电压，当可充电电池电压下降到设定好的门槛，给场效 应管MOSFET的栅级G施加电压，使场效应管MOSFET的源级S和漏极D断开，从而切断电池 的放电回路。这样避免电池过度放电导致损坏，使电池能够长期可靠使用，提高了继电保护3及自动化设备的平均无故障时间MTBF，给运行维护人员带来极大的方便。切断可充电电池的放电回路后，场效应管MOSFET的栅级G由后备电池的输出电压 上拉，维持场效应管MOSFET动作后的状态，具有自保持特性。在装置检修时，如装入新的可 充电电池，在装置未上电之前，可充电电池的放电回路始终处于切断的状态，具有自保护特 性。本技术的有益效果本技术提供了一种具有实用性的后备电池保护电路 及其应用，通过监视可充电电池的输出电压，当电池电压下降到设定好的门槛，自动切断电 池的放电回路，具有自动切断、自保持和自保护的特点。以下结合附图和具体实施方式对本技术进一步详细说明。图1为传统的后备电池应用电路原理图。图2为本技术的后备电池应用电路装置原理图。具体实施方式图1所示为传统的后备电池应用电路原理图，可实现充电和电源切换两个功能。 通过电阻R2和二极管Dl实现对可充电电池Ll的充电，通过电源管理芯片Ul实现主电源 和后备电源之间的切换。如图2所示，在传统的带充电和电源切换功能的后备电池应用电路的基础上，本 技术的后备电池应用电路增加了一个场效应管Q1、一个瞬态抑制器Z1、一个带集电极 开路输出的比较器U2及若干电阻电容来实现后备电池的保护。如图2所示的一种集充电、电源切换、后备电池保护功能于一体的后备电池应用 电路，可充电电池Ll的输出连接到场效应管Ql的源级，瞬态抑制器Zl连接到场效应管Ql 的源级和漏极之间，场效应管Ql的漏极连接到电源切换芯片Ul的后备电源输入端，电源切 换芯片Ul的输出端经过电阻R2和电阻R4分压后连接到带集电极开路输出的比较器U2的 输入端，通过电阻R2和电阻R4的分压值决定电池过放门槛，带集电极开路输出的比较器U2 的输出端连接到场效应管Ql的栅级。电源切换芯片Ul的电源输出端接到电阻R3和电容 C3，电阻R3和电容C3是等效的阻性负载和容性负载。具体实施过程是由带集电极开路输出的比较器U2来监视可充电电池Ll的输出电 压，并在可充电电池Ll的输出电压下降到设定好的门槛时，由比较器U2输出驱动场效应管 Ql动作切断可充电电池的放电回路。图2电路中并联在场效应管Ql的源级和栅极之间的瞬态抑制器Zl用于保护场效 应管Ql不被瞬态的过电压击穿。带集电极开路输出的比较器U2的典型型号是ADCMP361，电源管理芯片Ul的典型 型号是MAX6362。权利要求后备电池保护电路装置，其特征是由可充电电池、场效应管、瞬态抑制器、带集电极开路输出的比较器、电阻、电容构成，另设有由若干电阻和二极管构成的电池充电电路和由电源切换芯片、电阻、电容构成的电源切换电路；可充电电池的输出连接到场效应管的源级，瞬态抑制器连接到场效应管的源级和漏极之间，场效应管的漏极连接到电源切换芯片的可充电电池输入端，电源切换芯片的输出端经过电阻分压后连接到带集电极开路输出的比较器的输入端，带集电极开路输出的比较器的输出端连接到场效应管的栅级。2.由权利要求1所述的后备电池保护电路装置，其特征是带集电极开路输出的比较 器监视电池的输出电压下降到设定的门槛时，比较器输出高电平至场效应管的栅级，使场 效应管的源级和漏极断开，从而切断电池的放电回路。3.由权利要求2所述的后备电池保护电路装置，其特征是切断可充电电池的放电回 路后，场效应管的栅级由后备电池的输出电压上拉，维持场效应管动作后的状态，具有自保 持特性。4.由权利要求2所述的后备电池保护电路装置，其特征是在装入新的可充电电池，在 装置未上电之前，可充电电池的放电回路始终处于切断的状态，具有自保护特性。专利摘要后备电池保护电路装置，由可充电电池、场效应管、瞬态抑制器、带集电极开路输出的比较器、电阻、电容构成，另设有由若干电阻和二极管构成的电池充电电路和由电源切换芯片、电阻、电容构成的电源切换电路；可充电电池的输出连接到场效应管的源级，瞬态抑制器连接到场效应管的源级和漏极之间，场效应管的漏极连接到电源切换芯片的可充电电池输入端，电源切换芯片的输出端经过电阻分压后连接到带集电极开路输出的比较器的输入端，带集电极开路输出的比较器的输出端连接到场效应管的栅级。本技术通过监视电池的输出电压，当电池电压下降到设定好的门槛，自动切断电池的放电回路，达到保护电池的目的。文档编号H02H7/18GK201750136SQ201020291399公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日专利技术者刘国伟, 孙颂林, 尹春, 李响, 莫锦攀 申请人:南京南瑞继保电气有限公司;南京南瑞继本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国伟，尹春，李响，孙颂林，莫锦攀，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84