一款微功耗蓄電池過放電保護電路的設計,The battery protection circuit
一款微功耗蓄電池過放電保護電路的設計,The battery protection circuit
關鍵字：電池放電保護
作者：張文新
蓄電池過放電會造成極板酸化，影響蓄電池的正常使用壽命。為解決該問題，特設計了一款微功耗蓄電池過放電保護電路，如上圖所示，該電路具有極低的檢測電流（檢測電流≤1.1mA）、保護電路動作后不再消耗電能、抗干擾能力強等優點。
一、電路原理
手動閉合脫扣開關K1后，電路得電進入工作狀態。首先因C1兩端的電壓不能突變，保持0V附近，02截止，當蓄電池電壓＞10.7V，穩壓管D1導通，al飽和導通，Q2控制極因得不到觸發電壓而截止，K1不動作，蓄電池和后級電路處于閉合工作狀態，當蓄電池電壓＜10.7V時，穩壓管D1截止，Ql轉為截止，電阻R3給電容C1充電。當C1兩端電壓達到0.6V左右時，可控硅Q2被觸發導通，脫扣開關動作，斷開后級負載電路。
手動閉合脫扣開關K1后，電路得電進入工作狀態。首先因C1兩端的電壓不能突變，保持0V附近，02截止，當蓄電池電壓＞10.7V，穩壓管D1導通，al飽和導通，Q2控制極因得不到觸發電壓而截止，K1不動作，蓄電池和后級電路處于閉合工作狀態，當蓄電池電壓＜10.7V時，穩壓管D1截止，Ql轉為截止，電阻R3給電容C1充電。當C1兩端電壓達到0.6V左右時，可控硅Q2被觸發導通，脫扣開關動作，斷開后級負載電路。
二、元件選擇
脫扣開關可以選用彩電用帶繼電器電源開關，型號為KDC-A04-8Y，開關電流為雙路5A，可以并聯變為最大10A的工作電流，其內附電磁線圈直流電阻在25Ω左右，實測線圈電壓≥7V便可吸合。Ql選用MCR100-6，MCR100-6具有極為靈敏的控制極觸發電流(觸發電流為10μA～30μA)，通態壓降低的特點(在該電路實測壓降為0.8V)。穩壓管Dl的選值為保護電路動作電壓減0.7V，如沒有合適的穩壓管可以用兩只穩壓管串聯使用（該電路動作時，Rl分壓在0.2V以下，其壓降可以忽略不計）。
脫扣開關可以選用彩電用帶繼電器電源開關，型號為KDC-A04-8Y，開關電流為雙路5A，可以并聯變為最大10A的工作電流，其內附電磁線圈直流電阻在25Ω左右，實測線圈電壓≥7V便可吸合。Ql選用MCR100-6，MCR100-6具有極為靈敏的控制極觸發電流(觸發電流為10μA～30μA)，通態壓降低的特點(在該電路實測壓降為0.8V)。穩壓管Dl的選值為保護電路動作電壓減0.7V，如沒有合適的穩壓管可以用兩只穩壓管串聯使用（該電路動作時，Rl分壓在0.2V以下，其壓降可以忽略不計）。
三、備注
該電路檢測電流≤1.1mA，主要是經R1支路電流在0.35mA～0.1mA，經R2支路電流在0.5mA～0.75mA，動作電流取決于所選脫扣開關K1的線圈的直流阻抗。本次試驗用KDC-A04-8Y的動作電流約為400mA，動作時間不大于0.2秒。
該電路檢測電流≤1.1mA，主要是經R1支路電流在0.35mA～0.1mA，經R2支路電流在0.5mA～0.75mA，動作電流取決于所選脫扣開關K1的線圈的直流阻抗。本次試驗用KDC-A04-8Y的動作電流約為400mA，動作時間不大于0.2秒。
選用TL431是由于其控制精度高，典型值為50ppm/℃的等效全范圍溫度系數，在本電路中消耗電流小等諸多優點。
因本電路中TL431陰極電壓變化范圍為1.9V～2.7V，為滿足TL431陰極電壓為2.7V左右對Q2的觸發，其提供了中圖和下圖兩種連接方式。中圖是通過R5(和后級R4)進行分壓，下圖是用過LED的正向壓降（普通紅色發光二極管微電流為1.7V左右的正向壓降）來進行分壓（實測02的控制極對陰極電壓在0.65V～0.7V便可觸發導通）。
注：LED選用普通紅色發光二極管。
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