蓄电池充电控制电路制造技术

一种蓄电池充电控制电路，所述的蓄电池充电控制电路完全采用硬件电路，其包括蓄电池、为蓄电池提供电量的太阳能电池板、电压比较器电路、电流比较器电路，太阳能电池板的正极连接于蓄电池的正极，太阳能的负极经第一电阻和电子开关连接于蓄电池的负极；电子开关的控制端与电压比较器电路和电流比较器电路的输出端连接，由电压比较器电路和电流比较器电路共同控制电子开关，电压比较器的输入端连接于蓄电池的正极，电流比较器的输入端连接于第一电阻与电子开关的连接点。因其完全为硬件电路，无外部ＣＰＵ控制，故其成本低，抗干扰性强。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于蓄电池充电过程的控制电路，尤其涉及一种太阳能电池板供电对 蓄电池充电过程的控制电路。
技术介绍
在一些应用中，比如恶劣的(如沙漠等无电场所)环境监测点等需要对数据采集系 统供电的场所，往往是利用蓄电池进行供电，很多时候采用人工更换电池的方法，费工又费 力。在这样的应用场合往往需要利用太阳能池板对蓄电池进行供电，传统的充电方法为首 先采集电压电流信号，然后根据反馈的信号，微处理器根据这些反馈信号对蓄电池进行充 电管理。这样不但浪费了系统CPU资源，而且加大了能耗，整个系统在抗干扰性较差，且需 要比较大的成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种准确性、抗干扰性以及可靠性极高的 蓄电池充电控制电路。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案一种蓄电池充电控制电路， 所述的蓄电池充电控制电路完全采用硬件电路，其包括蓄电池、为蓄电池提供电量的太阳 能电池板、电压比较器电路、电流比较器电路，太阳能电池板的正极连接于蓄电池的正极， 太阳能的负极经第一电阻和电子开关连接于蓄电池的负极；电子开关的控制端与电压比较 器电路和电流比较器电路的输出端连接，由电压比较器电路和电流比较器电路共同控制电 子开关，电压比较器的输入端连接于蓄电池的正极，电流比较器的输入端连接于第一电阻 与电子开关的连接点。最好所述的太阳能电池板的正极经二极管连接于蓄电池的正极，二 极管的正极与太阳能电池板的正极，二极管的负极连接于蓄电池的正极。采用上述技术方案的蓄电池充电控制电路，因其完全为硬件电路，无外部CPU控 制，故其成本低，抗干扰性强。电压比较器和电流比较器组成了蓄电池的充电控制回路。电 压信号与电流信号的反馈信号分别送入比较器，由电流比较器和电压比较器的作用来实现 充电回路的导通与关断，适合的占空比使得蓄电池能获得适合的充电电压和充电电流。其 调试方便，电路完全采用硬件电路搭建，期间价格相对低廉。若后续接带CPU的负载，其蓄 电池的充放电均不需后续负载的干预，大大减少了后续负载中CPU的开销，抗干扰能力强， 并且电源供电稳定，性能可靠。并可以根据需要调配容量和输出电压，使产品具有一定的通 用性，可广泛运用于光伏发电、电力、环境监测、冶金、石化等的数据采集的电源供应系统。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术的原理框图。图2是本技术一种实施例的电路原理图。具体实施方式如图1、图2所示，本技术蓄电池充电控制电路的一种实施例，包括蓄电池、为 蓄电池提供电量的太阳能电池板、电压比较器电路、电流比较器电路，太阳能电池板的正极 经二极管D3连接于蓄电池的正极，太阳能的负极经第一电阻R5和电子开关连接于蓄电池 的负极；电子开关的控制端与电压比较器电路和电流比较器电路的输出端连接，由电压比 较器电路和电流比较器电路共同控制电子开关Q1，电压比较器电路的输入端连接于二极管 D3的负极，电流比较器电路的输入端连接于第一电阻R5与电子开关Ql的连接点。其原理是太阳能电池板的正端通过电流表和二极管D3引向蓄电池的正极，负端 经第一电阻R5和电子开关Ql引向蓄电池的负极，由此形成蓄电池的充电回路。电流表可 直接指示蓄电池充电电流的大小，便于人工观察。本实施例中LEDl是太阳能电池板的供电 指示灯，第二电阻Rl经光隔离器件的输入端向发光二极管LEDl提供电源。当太阳能电池 有电能时，LED会发光，器件的输出端可向控制回路提供太阳能电池板有无电能的开关量信 息。二极管D3用作全电路的极性保护，防止输入极性接反时损伤电路元件。当太阳能电池 板无电能时，二极管D3两端电压反置，可阻止蓄电池向LEDl倒送电而误发光。万一输入 回路短路，二极管D3也会因两端电压反置而阻止蓄电池短路放电。由于普通整流二极管有 0. 5(TlV的压降，这对太阳能电池板来说是个很大的压降损失，为此本装置采用了低功耗低 压降的1Ν5822整流二极管，克服了普通二极管的缺陷。电压比较器电路和电流比较器电路组成了蓄电池的充电控制回路。二极管D3输 出端向电压比较器电路提供电压反馈信号。第一电阻R5因有来自电子开关Ql的电流流入 而产生压降，此压降作为电流负反馈信号送入电流比较器电路，电子开关Ql在两比较器电 路的共同作用下高速频繁导通与开断，合适的占空比使得蓄电池能获得合适的充电电压和 电流。本实施例采用N沟道的场效应管Ql做电子开关，当场效应管Ql导通，蓄电池处于 被充电状态。反之场效应管Ql截止，蓄电池停止充电。控制场效应管Ql的控制极电位，便 可控制蓄电池的充电与否。电压比较器电路的核心运放UlA本实施例采用运放LM3M开环设计，实现快速比 较功能。开环状态下的运放UlA只要其正输入端电压略高于负输入端，输出则为正，反之输 出则为负，响应极为迅速。运放的正输入端作为参考基准输入，采用低功耗高稳定度的稳压 元件DWl提供参照基准电压。电解电容Cl的加装可以使ΗΤ7133的输出更为稳定。滑动电 阻RWl是蓄电池电压的取样电阻，从蓄电池两端取得反馈电压，在滑动电阻RWl的动臂上取 出采样分压，连接到运放的负输入端。当采样分压高于基准电压时，运放输出迅速为低，经 二极管Dl的下拉，场效应管的控制极也为低，场效应管迅速截止，蓄电池停止充电。此后的 蓄电池电压会因放电而缓慢下降，滑动电阻RWl的取样分压也会按比例下降。当取样电压 低于基准电压时，UlA输出迅速为高，场效应管因控制极为高而迅速导通，蓄电池又开始被 充电，电压随之渐渐上升，RWl的采样分压端也跟着升压。当采样分压高于基准电压时，UAl 的输出又迅速下跳，场效应管也跟着迅速截止，如此周而复始，蓄电池的充电电压会被精确 地控制在一个设定的值上。由于UlA比较器的灵敏度极高，电子开关Ql细微的输出纹波就会受到UlA的调 节，加上C3的滤波，蓄电池可以获得非常平稳供电电压，即使拆除蓄电池，电子开关Ql的输出照样平稳。电流比较器电路的原理与电压比较器电路的原理相似。以运放UlD为比较器，取 DW2作参照基准电位，接到UlD的正输入端。C2作DW2的滤波器。由于本比较器是以太阳 能电池板的负端为参照点进行充电电流的监测，所以DW2和C2均以太阳能电池板的负端为 公共点。电流负反馈信号取自第一电阻R5。太阳能电池板对蓄电池的充电电流经第一电阻 R5入地，R5两端的电压降与充电电流的大小成正比。运放UlB作为普通的负反馈正向线性 放大器，对第一电阻R5两端的电压进行放大后，传送到比较器UlD的负输入端。当UlD负 输入端的电压高于正端的基准电压时，UlD输出迅速变负，场效应管随即截止，蓄电池停止 充电，R5两端即刻失去电压，放大器UlB的输出立即归0，比较器UlA因正输入端电压高于 负输入端，所以输出立即变高，电子开关Ql随即导通，蓄电池又开始充电，可一充电又导致 比较器UlA输出迅速变低，Ql又截止。如此频繁振荡，蓄电池获得了一定额度的平均充电 电流，电流大小由UlB的放大倍数决定，调节RW2可改变UlB的放大倍数，从而达到充电电 流大小的控制。R5的阻值不能太大，否则会过度增加电路的内部功耗，影响太阳能电池板的 效率。电子开关Ql在电压比较器和电流比较器的共同控制下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种蓄电池充电控制电路，包括蓄电池，其特征在于：所述的蓄电池充电控制电路完全采用硬件电路，其还包括为蓄电池提供电量的太阳能电池板、电压比较器电路、电流比较器电路，太阳能电池板的正极连接于蓄电池的正极，太阳能的负极经第一电阻和电子开关连接于蓄电池的负极；电子开关的控制端与电压比较器电路和电流比较器电路的输出端连接，由电压比较器电路和电流比较器电路共同控制电子开关，电压比较器的输入端连接于蓄电池的正极，电流比较器的输入端连接于第一电阻与电子开关的连接点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：矫财东，
申请(专利权)人：浙江埃菲生能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]