鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1145次 | 2020年02月27日
在電池放電保護(hù)電路中使用滯回控制
前段時(shí)間設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，用四節(jié)鋰電池串聯(lián)供電，但是買(mǎi)的鋰電池不帶保護(hù)板，充電電路芯片可以充當(dāng)充電保護(hù)，但是放電保護(hù)需要自己設(shè)計(jì)，網(wǎng)上查的別人的帶滯回電路放電保護(hù)都是用運(yùn)放做的，考慮到運(yùn)放芯片本身需要供電，那么電池電量終有耗光的時(shí)候，所以絞盡腦汁想出了用三極管控制的帶滯回電路的放電保護(hù)電路，如下圖，望大神勿噴，多多提意見(jiàn)。
先介紹一下電路，電路使用proteus仿真的，實(shí)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)想要的功能。電壓表右邊的電路是用LM317做的可調(diào)電源來(lái)模擬電池電壓的變化，左邊是帶滯回控制的放電保護(hù)電路。
再介紹一下用到的元件，Q1是p型MOS管，Q2是NpN型三極管，Q3是pNp型三極管，D1是10V的穩(wěn)壓二極管，D2是2V的穩(wěn)壓二極管，電阻電容就不用介紹了，用發(fā)光二極管做負(fù)載
電路功能：四節(jié)鋰電池滿(mǎn)電情況下是16.8V，本電路設(shè)計(jì)的是電壓下降到10.7V以下時(shí)停止輸出，等上升到12.7V時(shí)再恢復(fù)輸出，在10.7V-12.7V時(shí)保持原輸出狀態(tài)（即不充電時(shí)-電壓下降-電路輸出，充電時(shí)-電壓上升-停止輸出），這就是滯回控制避免電路產(chǎn)生震蕩。如果沒(méi)有滯回電路，假如電壓低于10.7V停止輸出，高于10.7V輸出，那么在10.7V左右時(shí)會(huì)產(chǎn)生震蕩，這樣會(huì)對(duì)負(fù)載和電池產(chǎn)生很大影響。
工作原理：想要讓電路輸出，那么Q1柵極電壓要低，則Q2三極管就要導(dǎo)通，R3、R4節(jié)點(diǎn)電壓要超過(guò)0.7V（三極管基極導(dǎo)通電壓），D1、D2二極管要導(dǎo)通，所以電池電壓要超過(guò)0.7V（Q2基極導(dǎo)通電壓）+10V（D1反向擊穿電壓）+2V（D2反向擊穿電壓）＝12.7V，所以不論充電還是放電，只要電池電壓超過(guò)12.7V，電路就會(huì)對(duì)外供電；
在正常供電時(shí)，Q2導(dǎo)通，那么Q3基極電壓拉低，Q3導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管D2被Q3短路，想要讓電路停止對(duì)外供電，那么Q2就不能導(dǎo)通，Q2基極電壓要低于0.7V，此時(shí)電池電壓要低于0.7V（Q2基極導(dǎo)通電壓）+10V（D1反向擊穿電壓）＝10.7V，為什么沒(méi)有加2V（D2反向擊穿電壓），因?yàn)镈2被Q3短路，兩端壓差接近于0V，無(wú)需考慮，所以只要電池電壓低于10.7V，電路就停止對(duì)外供電；
當(dāng)電池電壓在10.7V-12.7V之間時(shí)分兩種情況，第一種情況是電池放電電壓從高電壓降下來(lái)，第二種情況是電池充電電壓從低電壓升上來(lái)，下面慢慢分析。
如果是第一種情況電壓從高電壓降下來(lái)，那么原來(lái)的電壓高于12.7V，電路是導(dǎo)通的，此時(shí)Q1、Q2、Q3、D1是導(dǎo)通的，D2被Q3短路，只要電壓高于10.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1依舊保持導(dǎo)通狀態(tài)，D2依舊保持被短路狀態(tài)，所以這種情況下，只要電壓高于10.7V，電路就持續(xù)對(duì)外供電；
如果是第二種情況電壓從低電壓升上來(lái)，那么原來(lái)的電壓低于10.7V，電路截至，此時(shí)Q1、Q2、Q3、D1、D2都不導(dǎo)通，D2也不會(huì)被短路，只要電壓低于12.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1、D2依舊保持截止?fàn)顟B(tài)，所以這種情況下，只要電壓低于12.7V，電路就不會(huì)對(duì)外供電。
這個(gè)具有滯回控制的電池放電保護(hù)電路是我花費(fèi)3個(gè)小時(shí)時(shí)間想出來(lái)并一點(diǎn)一點(diǎn)改進(jìn)的，與常見(jiàn)的運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的滯回電路相比，此電路在低電壓是完全不對(duì)外放電，對(duì)電池起到更好的保護(hù)。
先介紹一下電路，電路使用proteus仿真的，實(shí)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)想要的功能。電壓表右邊的電路是用LM317做的可調(diào)電源來(lái)模擬電池電壓的變化，左邊是帶滯回控制的放電保護(hù)電路。
再介紹一下用到的元件，Q1是p型MOS管，Q2是NpN型三極管，Q3是pNp型三極管，D1是10V的穩(wěn)壓二極管，D2是2V的穩(wěn)壓二極管，電阻電容就不用介紹了，用發(fā)光二極管做負(fù)載
電路功能：四節(jié)鋰電池滿(mǎn)電情況下是16.8V，本電路設(shè)計(jì)的是電壓下降到10.7V以下時(shí)停止輸出，等上升到12.7V時(shí)再恢復(fù)輸出，在10.7V-12.7V時(shí)保持原輸出狀態(tài)（即不充電時(shí)-電壓下降-電路輸出，充電時(shí)-電壓上升-停止輸出），這就是滯回控制避免電路產(chǎn)生震蕩。如果沒(méi)有滯回電路，假如電壓低于10.7V停止輸出，高于10.7V輸出，那么在10.7V左右時(shí)會(huì)產(chǎn)生震蕩，這樣會(huì)對(duì)負(fù)載和電池產(chǎn)生很大影響。
工作原理：想要讓電路輸出，那么Q1柵極電壓要低，則Q2三極管就要導(dǎo)通，R3、R4節(jié)點(diǎn)電壓要超過(guò)0.7V（三極管基極導(dǎo)通電壓），D1、D2二極管要導(dǎo)通，所以電池電壓要超過(guò)0.7V（Q2基極導(dǎo)通電壓）+10V（D1反向擊穿電壓）+2V（D2反向擊穿電壓）＝12.7V，所以不論充電還是放電，只要電池電壓超過(guò)12.7V，電路就會(huì)對(duì)外供電；
在正常供電時(shí)，Q2導(dǎo)通，那么Q3基極電壓拉低，Q3導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管D2被Q3短路，想要讓電路停止對(duì)外供電，那么Q2就不能導(dǎo)通，Q2基極電壓要低于0.7V，此時(shí)電池電壓要低于0.7V（Q2基極導(dǎo)通電壓）+10V（D1反向擊穿電壓）＝10.7V，為什么沒(méi)有加2V（D2反向擊穿電壓），因?yàn)镈2被Q3短路，兩端壓差接近于0V，無(wú)需考慮，所以只要電池電壓低于10.7V，電路就停止對(duì)外供電；
當(dāng)電池電壓在10.7V-12.7V之間時(shí)分兩種情況，第一種情況是電池放電電壓從高電壓降下來(lái)，第二種情況是電池充電電壓從低電壓升上來(lái)，下面慢慢分析。
如果是第一種情況電壓從高電壓降下來(lái)，那么原來(lái)的電壓高于12.7V，電路是導(dǎo)通的，此時(shí)Q1、Q2、Q3、D1是導(dǎo)通的，D2被Q3短路，只要電壓高于10.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1依舊保持導(dǎo)通狀態(tài)，D2依舊保持被短路狀態(tài)，所以這種情況下，只要電壓高于10.7V，電路就持續(xù)對(duì)外供電；
如果是第二種情況電壓從低電壓升上來(lái)，那么原來(lái)的電壓低于10.7V，電路截至，此時(shí)Q1、Q2、Q3、D1、D2都不導(dǎo)通，D2也不會(huì)被短路，只要電壓低于12.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1、D2依舊保持截止?fàn)顟B(tài)，所以這種情況下，只要電壓低于12.7V，電路就不會(huì)對(duì)外供電。
這個(gè)具有滯回控制的電池放電保護(hù)電路是我花費(fèi)3個(gè)小時(shí)時(shí)間想出來(lái)并一點(diǎn)一點(diǎn)改進(jìn)的，與常見(jiàn)的運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的滯回電路相比，此電路在低電壓是完全不對(duì)外放電，對(duì)電池起到更好的保護(hù)。
