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专利名称：一种充电电压检测和报警电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子电路，尤其涉及一种充电电压检测和报警电路。
背景技术：
常用的二次电池都具有较高的能量，但功率较低，而且电池由于大脉冲电流工作 时的化学反应引起的内部发热升温，而降低电池使用寿命，甚至引起危险。超级电容器容量比通常的电容器大得多，对外表现和电池相同，也称作“电容-电 池”。具有很高的功率密度，可以高脉冲大电流充放电，是一种理想的车辆起步和加速时的 辅助电源，并可在车辆制动时进行高效的能量回收。例如，目前研究的热点技术新能源电动 汽车，但是，混合动力车在刹车、加速和爬坡时瞬时功率输入和输出会产生矛盾，会导致电 池在瞬时功率输入输出上的不足。新型“蓄电池——电容”混合动力车的电力驱动，由蓄电池和超级电容器两部分组 成。在对电池组充电的过程中，仅当超级电容器充电完毕而蓄电池充电意外停止时，超级电 容器会对蓄电池反向充电，形成故障。在超级电容器的应用中，对其基本原理和工艺的、化学的特性研究较多，而对其工 作电路的介绍尚缺。如何应用好超级电容器，提高电子线路的性能和研发新的电路，是电力 电子技术领域的一个热门课题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种充电电压监测和报警电路，该电路在电池组充电 环节发生故障时实时报警，避免故障发生，提高了电路运行的安全性。实现上述目的的技术方案是一种充电电压检测和报警电路，其中，包括一四运算 放大器，该四运算放大器的输入端连接有一蓄电池模拟电路以及一超级电容器模拟电路， 输出端连接有一报警电路，蓄电池模拟电路和超级电容器模拟电路通过直流稳压电源供 电，其中所述的四运算放大器中包括有四个电压比较器，所述的蓄电池模拟电路和所述的 超级电容器模拟电路的输出分别与四个电压比较器中的同一个电压比较器的反相输入端 和同相输入端相连；所述的四运算放大器的输出端与所述的报警电路相连。上述的充电电压检测和报警电路，其中，所述的蓄电池模拟电路包括一端与所述 直流稳压电源相连、另一端通过一第二电阻R2接地的第一电阻R1，该第一电阻Rl与所述的 第二电阻R2连接的一端还通过串联的一第一滑动电阻器Rbl和一第三电阻R3与所述的四 运算放大器中的一电压比较器的反相输入端相连。上述的充电电压检测和报警电路，其中，所述的超级电容器模拟电路包括一端与 所述的直流稳压电源相连、另一端通过一第五电阻R5接地的第四电阻F4，该第四电阻R4与 所述第五电阻R5连接的一端还通过串联的一第二滑动电阻器Rb2和第六电阻R6与所述的四运算放大器中与所述蓄电池模拟电路相连的电压比较器的同相输入端相连。上述的充电电压检测和报警电路，其中，所述的报警电路包括一晶体三极管NPN， 该晶体三极管NPN的基极通过一第九电阻R9与所述的四运算放大器的输出端相连，并且还 通过一第八电阻R8接地，晶体三极管NPN的发射极接地，集电极通过一继电器与直流稳压 电源相连，该继电器与一第一开关Kl相连。上述的充电电压检测和报警电路，其中，所述的第一开关Kl与发光二极管相连。上述的充电电压检测和报警电路，其中，与所述蓄电池模拟电路和超级电容器模 拟电路相连的电压比较器的输出端与所述四运算放大器中与报警电路连接的电压比较器 相连并且构成一同相电压跟随器。上述的充电电压检测和报警电路，其中，所述的直流稳压电源还给所述的四运算 放大器供电。本实用新型的有益效果是本实用新型通过蓄电池模拟电路和超级电容器模拟电 路来分别模拟蓄电池和超级电容，该实用新型可以作为动力电源的供电电源，并且能够自 动报警，是混合动力系统的有效组成部分，另外，通过构成的同相电压跟随器，可以提高检 测报警电路的带负载能力，稳定了输出电压。

图1是本实用新型的充电电压检测和报警电路的电路图；图2是本实用新型的四运算放大器的电路引脚图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。请参阅图1，图中示出了本实用新型的一种充电电压检测和报警电路，其中，包括 一四运算放大器1，该四运算放大器1的输入端连接有一蓄电池模拟电路以及一超级电容 器模拟电路，输出端连接有一报警电路3，蓄电池模拟电路和超级电容器模拟电路通过直流 稳压电源VINM供电，其中四运算放大器1中包括有四个电压比较器，请参见图2，分别为第一电压比较器 11、第二电压比较器12、第三电压比较器13以及第四电压比较器14，四运算放大器1的型 号为LM324，其引脚1至引脚3分别为第一电压比较器11的输出端、反相输入端和同相输 入端，引脚8至引脚10分别为第二电压比较器12的输出端、反相输入端和同相输入端，脚 4接直流稳压电源VIN24，脚11接地。蓄电池模拟电路和超级电容器模拟电路的输出分别与四个电压比较器中的第一 电压比较器11的反相输入端和同相输入端相连；四运算放大器1的输出端与报警电路3相 连。蓄电池模拟电路包括一端与直流稳压电源VINM相连、另一端通过一第二电阻R2 接地的第一电阻R1，该第一电阻Rl与第二电阻R2连接的一端还通过串联的一第一滑动电 阻器Rbl和一第三电阻R3与第一电压比较器11的反相输入端相连。超级电容器模拟电路包括一端与直流稳压电源VINM相连、另一端通过一第五电 阻R5接地的第四电阻F4，该第四电阻R4与第五电阻R5连接的一端还通过串联的一第二滑动电阻器Rb2和第六电阻R6与第一电压比较器11的同相输入端相连。本实施例中，报警电路3与四运算放大器1中的第二电压比较器12的输出端以及 反相输入端相连，即与引脚8和引脚9相连，报警电路3包括一晶体三极管NPN，该晶体三极 管NPN的基极通过一第九电阻R9与四运算放大器1的输出端相连，并且还通过一第八电阻 R8接地，晶体三极管NPN的发射极接地，集电极通过一继电器2与直流稳压电源VINM相 连，该继电器2与一第一开关Kl相连，第一开关Kl可以与发光二极管(图中未示出)相连， 也可以与其他报警设备例如报警器等相连，当继电器2得电后，即使的第一开关Kl闭合，则 接通其所连接的发光二极管和/或其他报警器。第一电压比较器11的输出端即引脚1与第二电压比较器12中的同相输入端即引 脚10相连构成一同相电压跟随器。本实用新型采用模拟蓄电池和模拟超级电容器的电路是因为它们具有以下优点。1、超级电容器是介于蓄电池和电容器之间的一种能量存储器，具有很高的功率密 度，可以高脉冲大电流充放电，是一种理想的车辆起步和加速时的辅助电源，并可在车辆制 动时进行高效的能量回收。2、蓄电池的正常工作电压为直流MV，低于18V时不能开车，提供电动车起步后平 稳行驶阶段的能源供给，因此本实用新型的直流稳压电源为MV。3、超级电容器与蓄电池组并联后，可以作为动力电源的供电系统。 第一滑动电阻器Rbl与第二滑动电阻器Rb2是可以改变这两组电压大小的滑动电 阻器。仅当超级电容器模拟电路充电完毕而蓄电池模拟电路尚未充完时，即引脚3大于引 脚2时，第一电压比较器11的输出端即引脚1输出高电平1。第二电压比较器12连接成一个同相电压跟随器，稳定了输出电压，提高了检测报 警电路的带负载能力。“第一电压比较器11输出高电平1时，晶体三极管NPN导通，继电器2得电，发光二 极管点亮，报警器鸣叫。输出低电平0时，晶体三极管NPN截止，发光二极管不亮，报警器不 工作。本实用新型在充电环节发生故障时实时报警，避免故障发生。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变 换形式的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种充电电压检测和报警电路，其特征在于，包括一四运算放大器，该四运算放大 器的输入端连接有一蓄电池模拟电路以及一超级电容器模拟电路，输出端连接有一报警电 路，蓄电池模拟电路和超级电容器模拟电路通过直流稳压电源供电，其中所述的四运算放大器中包括有四个电压比较器，所述的蓄电池模拟电路和所述的超级 电容器模拟电路的输出分别与四个电压比较器中的同一个电压比较器的反相输入端和同 相输入端相连；所述的四运算放大器的输出端与所述的报警电路相连。
2.根据权利要求1所述的充电电压检测和报警电路，其特征在于，所述的蓄电池模拟 电路包括一端与所述直流稳压电源相连、另一端通过一第二电阻R2接地的第一电阻R1，该 第一电阻Rl与所述的第二电阻R2连接的一端还通过串联的一第一滑动电阻器Rbl和一第 三电阻R3与所述的四运算放大器中的一电压比较器的反相输入端相连。
3.根据权利要求1或2所述的充电电压检测和报警电路，其特征在于，所述的超级电 容器模拟电路包括一端与所述的直流稳压电源相连、另一端通过一第五电阻R5接地的第 四电阻F4，该第四电阻R4与所述第五电阻R5连接的一端还通过串联的一第二滑动电阻器 Rb2和第六电阻R6与所述的四运算放大器中与所述蓄电池模拟电路相连的电压比较器的 同相输入端相连。
4.根据权利要求1所述的充电电压检测和报警电路，其特征在于，所述的报警电路包 括一晶体三极管NPN，该晶体三极管NPN的基极通过一第九电阻R9与所述的四运算放大器 的输出端相连，并且还通过一第八电阻R8接地，晶体三极管NPN的发射极接地，集电极通过 一继电器与直流稳压电源相连，该继电器与一第一开关Kl相连。
5.根据权利要求4所述的充电电压检测和报警电路，其特征在于，所述的第一开关Kl 与发光二极管相连。
6.根据权利要求1所述的充电电压检测和报警电路，其特征在于，与所述蓄电池模拟 电路和超级电容器模拟电路相连的电压比较器的输出端与所述四运算放大器中与报警电 路连接的电压比较器相连并且构成一同相电压跟随器。
7.根据权利要求1所述的充电电压检测和报警电路，其特征在于，所述的直流稳压电 源还给所述的四运算放大器供电。
专利摘要本实用新型公开了一种充电电压检测和报警电路，包括一四运算放大器，该四运算放大器的输入端连接有一蓄电池模拟电路以及一超级电容器模拟电路，输出端连接有一报警电路，蓄电池模拟电路和超级电容器模拟电路通过直流稳压电源供电，其中所述的四运算放大器中包括有四个电压比较器，所述的蓄电池模拟电路和所述的超级电容器模拟电路的输出分别与四个电压比较器中的同一个电压比较器的反相输入端和同相输入端相连；所述的四运算放大器的输出端与所述的报警电路相连。本实用新型的电路在电池组充电环节发生故障时实时报警，避免故障发生，提高了电路运行的安全性。
文档编号G01R31/36GK201886137SQ20102064989
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者卓郑安, 施静, 沈张骅, 陆艺 申请人:上海工程技术大学