適用于多種電壓等級(jí)的蓄電池 過(guò)放電保護(hù)電路

0 引言
為保證無(wú)人值守的設(shè)備(比如考勤機(jī)等)在斷電后仍能運(yùn)行，通常要加入蓄電池作為后備電源。在電網(wǎng)斷電后，后備電池開(kāi)始對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電。這時(shí)，必須設(shè)置電池過(guò)放電保護(hù)電路。最簡(jiǎn)單的電池保護(hù)是設(shè)置一個(gè)電壓保護(hù)門(mén)限，當(dāng)電池電壓降到這個(gè)門(mén)限值之后，自動(dòng)斷開(kāi)回路，停止對(duì)負(fù)載供電。但由于負(fù)載被斷開(kāi)之后，電池端電壓會(huì)迅速升高至門(mén)限電壓以上，于是電池又被重新接入電路給負(fù)載供電，此后會(huì)重復(fù)“斷開(kāi)一接通一斷開(kāi)一接通”的振蕩過(guò)程，直到電池徹底耗盡。這對(duì)電池的壽命會(huì)產(chǎn)生很大的影響，甚至損壞電池。所以，必須設(shè)計(jì)一種帶有滯回功能的自動(dòng)保護(hù)電路。
目前市場(chǎng)上有一些現(xiàn)成的電池保護(hù)芯片可以應(yīng)用，但這些芯片多應(yīng)用于鋰電池的保護(hù)，電壓等級(jí)多集中在5V左右。在一些電壓等級(jí)較高的蓄電池應(yīng)用中，例如，10V至50V的供電系統(tǒng)可能就無(wú)法應(yīng)用。本文提供了一種簡(jiǎn)單有效的帶有滯回區(qū)的電池保護(hù)電路，可以設(shè)置兩個(gè)電壓門(mén)限，避免產(chǎn)生振蕩，又因?yàn)檫@兩個(gè)門(mén)限可以通過(guò)電阻任意設(shè)置，因此能夠應(yīng)用到幾十伏的電池系統(tǒng)中。

1 保護(hù)原理
如圖1(a)所示，假設(shè)電池電壓為UBAT，系統(tǒng)只設(shè)置一個(gè)保護(hù)門(mén)限電壓UTH。則當(dāng)電池電壓低于UTH時(shí)，比較電路輸出低電平，負(fù)載被斷開(kāi)。但由于負(fù)載的移除，電池端電壓迅速上升至UTH以上，比較器重新輸出高電平，負(fù)載又被接入，從而形成振蕩。

但如果在比較電路中設(shè)置兩個(gè)門(mén)限電壓：UTHH和UTHL(UTHH>UTHL)，則可以形成一個(gè)滯回區(qū)，如圖1(b)所示。當(dāng)電池電壓從低升高至UTHH時(shí)，比較器輸出高電平，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)，給負(fù)載供電；當(dāng)電池電壓降低至UTHL時(shí)，比較器輸出低電平，斷開(kāi)負(fù)載。這個(gè)時(shí)候電池端電壓雖然會(huì)迅速升高至UTHL以上，但由于達(dá)不到UTHH，所以，比較器仍然輸出低電平，負(fù)載仍被斷開(kāi)，直到電池被充電后電壓升高至UTHH以上才能再次接通負(fù)載。這樣就避免了電路的振蕩，保護(hù)了負(fù)載和電池。