CN207588436U - 一种备用电池欠压保护及充放电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种备用电池欠压保护及充放电电路，以及使用该备用电池欠压保护及充放电电路的报警控制器，当该电路主电源电压正常输出时，该主电源为该负载设备供电并为该备用电池充电；当该主电源无电压输出时，由备用电池为该负载设备供电；当该主电源无电压输出，且该备用电池欠压时，备用电池欠压保护模块切断该备用电池电压输出，对该备用电池进行欠压保护；当主电源电压恢复正常输出后，对被欠压保护的备用电池进行充电。

Description

一种备用电池欠压保护及充放电电路

技术领域

本实用新型涉及消防及安防报警控制器领域，提供了一种具有备用电池供电的报警控制器，且该控制器具有备电欠压保护功能及充放电电路。

背景技术

随着燃气的普及，燃气使用安全也越来越被引起重视，消防报警设备也在市场需求下逐渐发展起来。消防报警设备的功能是：在气体泄漏或者火灾环境下，实时监控一些物理量，当监测物理量达到危险值时自动报警，并控制风机或阀门动作。消防报警设备功能的实现都是基于在有稳定电源供电的基础上，所以电源设计对产品开发极为重要。若使用场所发生市电断电，且没有其他备用电源供电，在此过程中一旦发生消防事故，很有可能会给企业或个人带来毁灭性的损失。所以消防执行标准要求，为了应对主电源突然断电的情况，消防报警设备必须具有备电功能。

一般使用的备用电源为铅酸电池，然而在备用电池使用过程中，经常会遇到以下问题：1.备电过度放电导致电池报废。2.备电欠压保护后，当市电恢复正常工作时，充电电路不能自动打开，主电无法及时给备电充电。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种备用电池欠压保护及充放电电路。

具体来说，本实用新型涉及一种备用电池欠压保护及充放电电路，包括：

主电源模块，该主电源模块的输入端电性连接市电，该主电源模块的输出端电性连接负载设备的输入端、备用电池充电模块的输入端和备用电池欠压保护模块的第一输入端；

该备用电池充电模块，该备用电池充电模块的输出端电性连接该备用电池模块的充、放电端；

该备用电池模块，该备用电池模块的充、放电端电性连接该负载设备的输入端和该备用电池欠压保护模块的第二输入端；

为该备用电池模块提供欠压保护的该备用电池欠压保护模块，该备用电池欠压保护模块控制端控制该备用电池模块充、放电端的电压输入和输出。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中该主电源模块包括整流器、磁环，其中该整流器的输入端电性连接市电，该整流器的输出端经该磁环后为该主电源模块的输出端。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中该整流器为开关电源。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中该备用电池模块包括备用电池，其中该备用电池的充、放电端为该备用电池模块的充、放电端。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中该备用电池为铅酸电池。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中该备用电池充电模块包括二极管D5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、场效应晶体管U1，其中该二极管D5阳极为该备用电池充电模块的输入端，该二极管D5阴极电性连接该场效应晶体管的源极，该电阻R6第一端电性连接该场效应晶体管的漏极，该电阻R6第二端为该备用电池充电模块输出端，该电阻R7第一端电性连接该场效应晶体管的栅极，该电阻R7第二端为充电控制端，该电阻R8两端分别电性连接该场效应晶体管的源极和栅极。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中该备用电池欠压保护模块包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容、三极管、集成电路和继电器，其中该二极管D1阴极电性连接该二极管D2阴极，该二极管D1阳极为该备用电池欠压保护模块第一输入端，该二极管D2阳极为该备用电池欠压保护模块第二输入端，该电阻R1与该电阻R5串联后的第一端与该二极管D1和二极管D2的连接点连接，该电阻R1与该电阻R5串联后的第二端与集成电路IC1的输入端连接，该电阻R2、该二极管D4和该电容并联连接，该二极管D4阳极接地，该二极管D4阴极电性连接该集成电路的输入端，该电阻R3两端分别电性连接该集成电路的输入端和该集成电路的输出端，该电阻R4第一端电性连接该集成电路的输出端，该电阻R4第二端电性连接该三极管的基极，该三极管的发射极接地，该三极管的集电极电性连接该二极管D3阳极，该二极管D3与该继电器的输入回路并联连接，该二极管D3阴极电性连接该备用电池模块的充、放电端，该继电器的公共端触点与该备用电池模块的充、放电端连接，该继电器的常开触点与该备用电池充电模块的输出端连接。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中该集成电路为电压检测芯片。

本实用新型所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其中还包括二极管D6和二极管D7，其中该二极管D6阴极和该二极管D7阴极电性连接该负载设备的输入端，该二极管D6阳极电性连接该主电源模块的输出端，该二极管D7阳极电性连接该备用电池的充、放电端和该备用电池充电模块的输出端。

本实用新型还涉及一种报警控制器，其采用上述的备用电池欠压保护及充放电电路提供电源。

本实用新型可以在备用电池欠压时切断对负载的供电，不会因为电池过度放电而损坏。在主电恢复供电后，能及时让主电源给备用电池充电。

附图说明

图1是本实用新型的模块结构图，

图2是本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型加以说明。

如图1所示，该备用电池欠压保护及充放电电路包括：主电源模块、备用电池充电模块，备用电池模块和备用电池欠压保护模块。

如图2所示，铅酸电池作为备用电源，其输出端为BP；AC220V市电通过开关电源将交流电源转换为直流电源，经磁环L3去干扰后输出稳定电压，输出端为MP，即主电源，其电压值约为DC27.8V；POWER端为主电源或备用电池给报警控制器负载供电的输入端；CD为主电源为备用电池充电的输入端；CK-P端为连接单片机的充电控制端。

备用电池充电模块包括二极管D5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、MOS管U1，其中该二极管D5阳极为该备用电池充电模块输入端，该二极管D5阴极电性连接该MOS管U1源极，该电阻R6第一端电性连接该MOS管U1漏极，该电阻R6第二端为该备用电池充电模块输出端，该电阻R7第一端电性连接该MOS管U1栅极，该电阻R7第二端为充电控制端，该电阻R8两端分别电性连接该MOS管U1源极和栅极。

备用电池欠压保护模块包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、三极管V1、集成电路IC1和继电器JDQ1，其中该二极管D1阴极电性连接该二极管D2阴极，该二极管D1阳极为该备用电池欠压保护模块第一输入端，该二极管D2阳极为该备用电池欠压保护模块第二输入端，该电阻R1与该电阻R5串联后的第一端与该二极管D1和二极管D2的连接点连接，该电阻R1与该电阻R5串联后的第二端与集成电路IC1的输入端连接，该电阻R2、该二极管D4和该电容C1并联连接，该二极管D4阳极接地，该二极管D4阴极电性连接该集成电路IC1输入端，该电阻R3两端分别电性连接该集成电路IC1输入端和该集成电路IC1输出端，该集成电路IC1接地端接地，该电阻R4第一端电性连接该集成电路IC1输出端，该电阻R4第二端电性连接该三极管V1基极，该三极管V1发射极接地，该三极管V1集电极电性连接该二极管D3阳极，该二极管D3与该继电器JDQ1输入回路并联连接，该二极管D3阴极电性连接该备用电池模块充、放电端，该继电器JDQ1的公共端触点与该备用电池模块的充、放电端连接，该继电器JDQ1的常开触点与该备用电池充电模块的输出端连接。

负载设备前还包括二极管D6和二极管D7，其中二极管D6阴极和二极管D7阴极电性连接该负载设备的输入端，该二极管D6阳极电性连接该主电源模块的输出端，该二极管D7阳极电性连接该备用电池的充、放电端和该备用电池充电模块的输出端。

该备用电池欠压保护及充放电电路在工作过程中包括以下四种情况：

情况1，主电源接通，备用电池打开时，主电源为报警控制器供电，同时，给备用电池充电。

当市电接通时，MP端输出主电，经过二极管D6直接给报警控制器负载供电。同时，由于MP端的电压高于BP端电压，使得MP端电流经过二极管D1，再通过电阻R1、R5、R2分压，经5.1V稳压二极管D4稳压后，使得IC1(HT7044)芯片的Vin端有5.1V电压输入。IC1芯片用于低电压检测。当输入电压Vin>4.4V时，Vout输出端有高电平输出；当Vin<4.4V时，Vout输出为0。当Vout端输出高电平时，三极管V1导通，继电器JDQ1动作，然后通过软件比较备电电压BP的值，若BP<22.5V时，由软件控制CK-P端输出低电平，使MOS管U1导通，并通过限流电阻R6，从CD端到BP端，为备用电池充电。

情况2：主电故障，备用电源正常工作时，由备用电源自动给报警控制器负载提供电源。

若主电源故障或关断，由备用电池为报警控制器负载供电。当BP端电压≧21.5V时，经过二极管D2，再通过R1、R5、R2进行分压，经稳压管D4稳压后，使IC1芯片的输入脚Vin＝5.1V，此时Vout输出高电平，三极管V1导通，继电器JDQ1动作，BP端和CD端导通，通过二极管D7对报警控制器负载供电。

情况3：主电故障，备用电池欠压时，切断备用电池供电。

由于备用电池持续放电，使得BP端电压降低，当电压降到20.5V以下时，电流经过二极管D2，通过R1、R5、R2分压后的Vin<4.4V。这时，IC1芯片的Vout端输出低电平，三极管V1截止，继电器JDQ1不动作，BP端和CD端不导通，即备用电池对报警控制器负载的供电被切断，起到了防止备用电池由于过度放电而损坏的目的。

情况4：备用电源欠压被保护后，若主电恢复正常供电，充电电路自动打开，恢复到情况1的状态。

本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，包括：

主电源模块，该主电源模块的输入端电性连接市电，该主电源模块的输出端电性连接负载设备的输入端、备用电池充电模块的输入端和备用电池欠压保护模块的第一输入端；

该备用电池充电模块，该备用电池充电模块的输出端电性连接备用电池模块的充、放电端；

该备用电池模块，该备用电池模块的充、放电端电性连接该负载设备的输入端和该备用电池欠压保护模块的第二输入端；

为该备用电池模块提供欠压保护的该备用电池欠压保护模块，该备用电池欠压保护模块控制端控制该备用电池模块充、放电端的电压输入和输出。

2.如权利要求1所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，该主电源模块包括整流器、磁环，其中该整流器的输入端电性连接市电，该整流器的输出端经该磁环后为该主电源模块的输出端。

3.如权利要求2所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，该整流器为开关电源。

4.如权利要求1所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，该备用电池模块包括备用电池，其中该备用电池的充、放电端为该备用电池模块的充、放电端。

5.如权利要求4所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，该备用电池为铅酸电池。

6.如权利要求1所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，该备用电池充电模块包括二极管D5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、场效应晶体管U1，其中该二极管D5阳极为该备用电池充电模块的输入端，该二极管D5阴极电性连接该场效应晶体管U1的源极，该电阻R6第一端电性连接该场效应晶体管U1的漏极，该电阻R6第二端为该备用电池充电模块输出端，该电阻R7第一端电性连接该场效应晶体管U1的栅极，该电阻R7第二端为充电控制端，该电阻R8两端分别电性连接该场效应晶体管的源极和栅极。

7.如权利要求1所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，该备用电池欠压保护模块包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、三极管V1、集成电路IC1和继电器JDQ1，其中该二极管D1阴极电性连接该二极管D2阴极，该二极管D1阳极为该备用电池欠压保护模块第一输入端，该二极管D2阳极为该备用电池欠压保护模块第二输入端，该电阻R1与该电阻R5串联后的第一端与该二极管D1和二极管D2的连接点连接，该电阻R1与该电阻R5串联后的第二端与集成电路IC1的输入端连接，该电阻R2、该二极管D4和该电容C1并联连接，该二极管D4阳极接地，该二极管D4阴极电性连接该集成电路IC1的输入端，该电阻R3两端分别电性连接该集成电路的输入端和该集成电路的输出端，该电阻R4第一端电性连接该集成电路的输出端，该电阻R4第二端电性连接该三极管V1的基极，该三极管的发射极接地，该三极管的集电极电性连接该二极管D3阳极，该二极管D3与该继电器的输入回路并联连接，该二极管D3阴极电性连接该备用电池模块的充、放电端，该继电器的公共端触点与该备用电池模块的充、放电端连接，该继电器的常开触点与该备用电池充电模块的输出端连接。

8.如权利要求7所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，该集成电路为电压检测芯片。

9.如权利要求1所述的备用电池欠压保护及充放电电路，其特征在于，还包括二极管D6和二极管D7，其中该二极管D6阴极和该二极管D7阴极电性连接该负载设备的输入端，该二极管D6阳极电性连接该主电源模块的输出端，该二极管D7阳极电性连接该备用电池的充、放电端和该备用电池充电模块的输出端。

10.一种报警控制器，其特征在于，由如权利要求1-9任一项所述的备用电池欠压保护及充放电电路提供电源。