一款微功耗蓄電池過放電保護電路的設計,The battery protection circuit

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(yōu)點。

一、電路原理

手動閉合脫扣開關(guān)K1后，電路得電進入工作狀態(tài)。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(wěn)壓管D1導通，al飽和導通，Q2控制極因得不到觸發(fā)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(tài)，當蓄電池電壓＜10.7V時，穩(wěn)壓管D1截止，Ql轉(zhuǎn)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(fā)導通，脫扣開關(guān)動作，斷開后級負載電路。

二、元件選擇

脫扣開關(guān)可以選用彩電用帶繼電器電源開關(guān)，型號為KDC-A04-8Y，開關(guān)電流為雙路5A，可以并聯(lián)變?yōu)樽畲?0A的工作電流，其內(nèi)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(fā)電流(觸發(fā)電流為10μA～30μA)，通態(tài)壓降低的特點(在該電路實測壓降為0.8V)。穩(wěn)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(wěn)壓管可以用兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)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(jīng)R1支路電流在0.35mA～0.1mA，經(jīng)R2支路電流在0.5mA～0.75mA，動作電流取決于所選脫扣開關(guān)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。

四、另外兩款微功耗蓄電池過放電保護電路

電路見中圖和下圖，其前級電壓檢測是用精密穩(wěn)壓TL431來完成的，其控制關(guān)斷電壓點通過VR1精密調(diào)節(jié)。

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(shù)，在本電路中消耗電流小等諸多優(yōu)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(fā)，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(fā)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(fā)導通）。

注：LED選用普通紅色發(fā)光二極管。