一種具有電池加熱功能的充電電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有電池加熱功能的充電電路，包括加熱模塊、加熱開關(guān)、溫度檢測模塊、充電開關(guān)、控制器、電池。電池經(jīng)過充電開關(guān)與太陽能板相連接；加熱模塊經(jīng)過加熱開關(guān)與太陽能板相連接；所述溫度檢測模塊用于檢測電池的溫度；所述控制器根據(jù)溫度檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)來控制加熱開關(guān)、充電開關(guān)。采用加熱模塊在低溫的情況下為電池加熱，從而使得電池保持正常的工作溫度，避免受低溫環(huán)境的影響。
【專利說明】
一種具有電池加熱功能的充電電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電池充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可在低溫情況下為電池加熱的充電電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]光伏照明中，電池長期在低溫環(huán)境下充電會影響電池的使用壽命。鉛酸電池一般需要在〇度以上的溫度下充電，在過低的溫度下充電，電解液的粘度降低，導(dǎo)電性下降，活性物質(zhì)的活性也會降低，會使電解液的濃度差變大，極化增強(qiáng)，使得充電效率降低、充電提前截止。對于鋰離子電池，低溫下充電，會在電極產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶容易刺穿隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極短路，導(dǎo)致電池永久性的損壞。
[0003]目前在低溫環(huán)境下，大多數(shù)是將電池裝入預(yù)埋箱，再將預(yù)埋箱埋入較深的地下來減少低溫對電池的影響。但這種方案無法從根本上解決問題，冬天時，特別是煒度較高的區(qū)域，很難保證電池的環(huán)境溫度在允許范圍內(nèi)；且工程安裝時，工作量巨大，電池埋入地下易造成環(huán)境污染。【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出了一種具有電池加熱功能的充電電路，該電路采用加熱模塊在低溫的情況下為電池加熱，從而解決低溫度環(huán)境對電池的影響。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型技術(shù)方案如下:
[0006]—種具有電池加熱功能的充電電路，包括加熱模塊、加熱開關(guān)、溫度檢測模塊、充電開關(guān)、控制器、電池。電池經(jīng)過充電開關(guān)與太陽能板相連接;加熱模塊經(jīng)過加熱開關(guān)與太陽能板相連接;所述溫度檢測模塊用于檢測電池的溫度;所述控制器根據(jù)溫度檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)來控制加熱開關(guān)、充電開關(guān)。
[0007]進(jìn)一步地，該電路還包括溫度保護(hù)開關(guān);溫度保護(hù)開關(guān)接在加熱模塊與加熱開關(guān)所在的線路上;溫度保護(hù)開關(guān)用于防止加熱模塊溫度過高。
[0008]進(jìn)一步地，該電路還包括TVS管;TVS管與太陽能板相并聯(lián);TVS管用于控制瞬時尖銳脈沖對電路的損害。
[0009]進(jìn)一步地，加熱開關(guān)包含NPN型三極管Q6、PNP型三極管Q7、N溝道M0S管Q5、電阻 R22APN型三極管Q6、PNP型三極管Q7構(gòu)成圖騰柱驅(qū)動電路，NPN型三極管Q6的集電極接供電電源；電阻R22為圖騰柱驅(qū)動電路的控制端的下拉電阻，圖騰柱驅(qū)動電路控制端接收控制器的控制信號；圖騰柱驅(qū)動電路的輸出端接N溝道M0S管Q5的柵極。
[0010]進(jìn)一步地，充電開關(guān)包含P溝道M0S管Q3、Q4、NPN型三極管Q17J溝道M0S管Q3的漏極接太陽能板的正極，P溝道M0S管Q3的源極接P溝道M0S管Q4的漏極;P溝道M0S管Q4的漏極接電池(7)的正極;P溝道M0S管Q3、Q4分別帶有寄生二極管;PNP型三極管Q17的集電極與P溝道M0S管Q3、Q4的柵極分別連接;PNP型三極管Q17的發(fā)射極接地;PNP型三極管Q17的基極接收控制器(6)的控制信號;P溝道M0S管Q4用于控制太陽能板對電池(7)充電；P溝道M0S管Q3用于防止電池(7)對太陽能電池板反向放電。[〇〇11] 進(jìn)一步地，充電開關(guān)還包含穩(wěn)壓二極管D15、電阻1?62、1?59、1?54。電阻1?62為?即型三極管Q17的基極偏置電阻;PNP型三極管Q17的集電極經(jīng)過電阻R59與P溝道M0S管Q3、Q4的柵極分別連接。穩(wěn)壓管D15、電阻R54分別并聯(lián)在P溝道M0S管Q3的柵極與源極之間。[〇〇12]進(jìn)一步地，加熱模塊包含加熱膜。
[0013]—種具有電池加熱功能的充電電路，包括加熱模塊、加熱開關(guān)、溫度檢測模塊、充電開關(guān)、控制器、電池。在電池的溫度高于電池可充電溫度的狀態(tài)下，控制器控制加熱開關(guān)斷開，太陽能板不為加熱模塊供電，加熱模塊不工作;并且控制器控制充電開關(guān)閉合，太陽能板為電池充電。在電池的溫度低于電池可充電溫度的狀態(tài)下，控制器控制充電開關(guān)斷開， 太陽能板不為電池充電；并且控制器控制加熱開關(guān)閉合，太陽能板為加熱模塊供電，加熱模塊溫度升高，加熱模塊為電池供熱。
[0014]本實用新型的有益效果:采用加熱模塊在低溫的情況下為電池加熱，從而使得電池保持正常的工作溫度，避免受低溫環(huán)境的影響?！靖綀D說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)方框示意圖。[0〇16]圖2為本實用新型的電路原理不意圖。
[0017]其中，圖1-圖2的附圖標(biāo)記為:加熱模塊1、加熱開關(guān)2、溫度檢測模塊3、溫度保護(hù)開關(guān)4、充電開關(guān)5、控制器6、電池7、TVS管8。【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0019]如圖1所示，為本實用新型的結(jié)構(gòu)方框示意圖。一種具有電池加熱功能的充電電路，包括加熱模塊1、加熱開關(guān)2、溫度檢測模塊3、溫度保護(hù)開關(guān)4、充電開關(guān)5、控制器6、電池 7、TVS管 8 〇
[0020]電池7經(jīng)過充電開關(guān)5與太陽能板相連接;加熱模塊1經(jīng)過加熱開關(guān)2與太陽能板相連接;溫度檢測模塊3用于檢測電池7的溫度;控制器6根據(jù)溫度檢測模塊3的檢測數(shù)據(jù)來控制加熱開關(guān)2、充電開關(guān)3。溫度保護(hù)開關(guān)4接在加熱模塊1與加熱開關(guān)2所在的線路上。TVS管 8與太陽能板并聯(lián)。溫度檢測模塊3檢測電池7的溫度，并將電池7的溫度轉(zhuǎn)化為電信號傳送給控制器6?？刂破?將電池7的溫度與電池7可充電溫度做對比分析。加熱模塊1和電池7封裝在一起;溫度保護(hù)開關(guān)4緊貼加熱模塊1安裝。優(yōu)選地，電池7為鉛酸電池。
[0021]在電池7的溫度高于電池7可充電溫度的狀態(tài)下，控制器6控制加熱開關(guān)2斷開，加熱模塊1不工作;并且控制器6控制充電開關(guān)5閉合，太陽能板為電池7充電。在電池7的溫度低于電池7可充電溫度的狀態(tài)下，控制器6控制充電開關(guān)5斷開，太陽能板不為電池7充電;并且控制器6控制加熱開關(guān)2閉合，太陽能板為加熱模塊1供電，加熱模塊1溫度升高，加熱模塊 1為電池7供熱。溫度保護(hù)開關(guān)4感應(yīng)加熱模塊1的溫度，當(dāng)溫度高于溫度保護(hù)開關(guān)4的閾值溫度時，溫度保護(hù)開關(guān)4自動斷開，阻止太陽能板繼續(xù)為加熱模塊1繼續(xù)供電。TVS管8用于消除瞬時尖銳脈沖對電路的損害。[〇〇22]如圖2所示，為本實用新型的電路原理示意圖。
[0023]加熱模塊1包含加熱膜。加熱膜通電后，溫度升高，以輻射的方式將熱量傳遞給周圍的物體，物體吸收輻射熱后，溫度升高，從而達(dá)到提供溫度的目的。[〇〇24] 加熱開關(guān)2包含NPN型三極管Q6、PNP型三極管Q7、N溝道M0S管Q5、電阻R22JPN型三極管Q6、PNP型三極管Q7構(gòu)成圖騰柱驅(qū)動電路，NPN型三極管Q6的集電極接5V供電電源(VCC_ 5V);電阻R22為圖騰柱驅(qū)動電路的控制端(PN_PWM_CD)的下拉電阻，圖騰柱驅(qū)動電路控制端接收控制器6的控制信號；圖騰柱驅(qū)動電路的輸出端接N溝道M0S管Q5的柵極。[〇〇25] 充電開關(guān)5包含P溝道M0S管Q3、Q4、NPN型三極管Q17、穩(wěn)壓二極管D15、電阻R62、電阻R59、電阻R54 J溝道M0S管Q3、Q4分別帶有寄生二極管。P溝道M0S管Q3的漏極接太陽能板的正極(PV+)，P溝道M0S管Q3的源極接P溝道M0S管Q4的漏極;P溝道M0S管Q4的漏極接電池7 的正極(B+);P溝道M0S管Q3、Q4的柵極相互連接，且柵極的節(jié)點經(jīng)過電阻R59接PNP型三極管 Q7的集電極;PNP型三極管Q7的發(fā)射極接地，控制器6經(jīng)過電阻R62為PNP型三極管Q7的基極提供控制信號。穩(wěn)壓管D15、電阻R54分別并聯(lián)在P溝道M0S管Q3的柵極與源極之間。P溝道M0S 管Q4用于控制太陽能板對電池7充電;P溝道M0S管Q3用于防止電池7對太陽能電池板反向放電。[〇〇26] 溫度檢測模塊3包含電阻R28、熱敏電阻Rtl。電阻R28—端接5V供電電源(VCC_5V)， 另一端經(jīng)熱敏電阻Rtl接地；電阻R28與熱敏電阻Rtl的公共節(jié)點為溫度檢測模塊3的輸出端 (T_protect1n)〇[〇〇27]溫度保護(hù)開關(guān)4、加熱膜、N溝道M0S管Q5與太陽能板構(gòu)成回路。[〇〇28]該電路的工作原理為:[〇〇29] 溫度檢測模塊3中的熱敏電阻Rtl的阻值受電池7的溫度的變化而變化，溫度檢測模塊3將采集的電池7溫度轉(zhuǎn)化為電信號并傳送給控制器進(jìn)行分析處理。
[0030]當(dāng)電池7溫度低于可充電溫度時，控制器控制充電的第一 10 口輸出低電平到三極管Q17的基極，此時M0S管Q3、Q4關(guān)斷，太陽能板不對電池7進(jìn)行充電。同時，控制器控制加熱的第二10口輸出高電平到三極管Q6、Q7的基極，此時，M0S管Q5導(dǎo)通，太陽能板直接給加熱膜供電，加熱膜緊貼在電池7,所以電池7溫度也會隨之增高。[〇〇31]當(dāng)溫度檢測電路檢測到電池7溫度高于可充電溫度時，控制器6的第二10 口輸出低電平到三極管Q6、Q7的基極，此時，M0S管Q5關(guān)斷，太陽能板不再為加熱膜供電；同時，控制器 6的第一 10 口輸出高電平到三極管Q17的基極，此時，M0S管Q3，Q4導(dǎo)通，太陽能板為電池7充電。
[0032]當(dāng)溫度高于溫度保護(hù)開關(guān)4的閥值時，溫度保護(hù)開關(guān)4將斷開，從而防止因為M0S管 Q5意外損害而導(dǎo)致太陽能板對電池7持續(xù)的加熱。
[0033]當(dāng)由于太陽能板環(huán)境的變化而導(dǎo)致一些瞬時脈沖出現(xiàn)時，TVS管8將瞬時脈沖接引到地。當(dāng)瞬時電壓超過電路正常的工作電壓后，TVS管8將發(fā)生雪崩擊穿，從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路，其結(jié)果是瞬時電流通過TVS管8被短路到地，從而避開電路中被保護(hù)器件，并且在電壓回復(fù)到正常值之前使得被保護(hù)回路一直保持截止?fàn)顟B(tài)。而當(dāng)瞬時脈沖結(jié)束以后，TVS管8再自動回復(fù)至高阻狀態(tài)，整個回路又回到正常電壓狀態(tài)。
[0034]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其它改進(jìn)和變化均應(yīng)認(rèn)為包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有電池加熱功能的充電電路，包括充電開關(guān)(5)、控制器(6)、電池(7)，其特征 在于:還包括加熱模塊(1)、加熱開關(guān)(2)、溫度檢測模塊(3);所述電池(7)經(jīng)過充電開關(guān)(5)與太陽能板相連接；所述加熱模塊(1)經(jīng)過加熱開關(guān)(2)與太陽能板相連接；所述溫度檢測模塊(3)用于檢測電池(7)的溫度；所述控制器(6)根據(jù)溫度檢測模塊(3)的檢測數(shù)據(jù)來控制加熱開關(guān)(2)、充電開關(guān)(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電池加熱功能的充電電路，其特征在于:還包括溫度保護(hù)開關(guān)(4);所述溫度保護(hù)開關(guān)(4)接在加熱模塊(1)與加熱開關(guān)(2)所在的線路上；所述溫度保護(hù)開關(guān)(4)用于防止加熱模塊(1)溫度過高。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電池加熱功能的充電電路，其特征在于:還包括TVS管(8);所述TVS管(8)與太陽能板相并聯(lián)；所述TVS管(8)用于防止瞬時尖銳脈沖對電路的損害。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電池加熱功能的充電電路，其特征在于:所述加熱開關(guān)(2)包含NPN型三極管Q6、PNP型三極管Q7、N溝道MOS管Q5、電阻R22;NPN型三極管Q6、PNP型三極管Q7構(gòu)成圖騰柱驅(qū)動電路；電阻R22為所述圖騰柱驅(qū)動電路的控制端的下拉電阻；所述圖騰柱驅(qū)動電路控制端接收控制器(6)的控制信號；所述圖騰柱驅(qū)動電路的輸出端接N溝道MOS管Q5的柵極。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電池加熱功能的充電電路，其特征在于:所述充電開關(guān)(5)包含P溝道MOS管Q3、Q4、NPN型三極管Q17;P溝道MOS管Q3的漏極接太陽能板的正極，P溝道MOS管Q3的源極接P溝道MOS管Q4的漏 極;P溝道MOS管Q4的漏極接電池(7)的正極；PNP型三極管Q17的集電極分別與P溝道MOS管Q3、Q4的柵極連接;PNP型三極管Q17的發(fā) 射極接地;PNP型三極管Q17的基極接收控制器(6)的控制信號；P溝道MOS管Q4用于控制太陽能板對電池(7)充電；P溝道MOS管Q3用于防止電池(7)對太陽能電池板反向放電。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有電池加熱功能的充電電路，其特征在于:所述充電開關(guān)(5)還包含穩(wěn)壓二極管D15、電阻R62、R59、R54;電阻R62為PNP型三極管Q17的基極偏置電阻；PNP型三極管Q17的集電極經(jīng)過電阻R59與 P溝道MOS管Q3、Q4的柵極分別連接；穩(wěn)壓管D15、電阻R54分別并聯(lián)在P溝道MOS管Q3的柵極與源極之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電池加熱功能的充電電路，其特征在于:所述加熱模塊(1)包含加熱膜。8.—種具有電池加熱功能的充電電路，包括充電開關(guān)(5 )、控制器(6 )、電池(7 )，其特征 在于:還包括加熱模塊(1)、加熱開關(guān)(2)、溫度檢測模塊(3);在電池(7)的溫度高于電池(7)可充電溫度的狀態(tài)下，控制器(6)控制加熱開關(guān)(2)斷 開，太陽能板不為加熱模塊(1)供電，加熱模塊(1)不工作;并且控制器(6)控制充電開關(guān)(5) 閉合，太陽能板為電池(7)充電；在電池(7)的溫度低于電池(7)可充電溫度的狀態(tài)下，控制器(6)控制充電開關(guān)(5)斷 開，太陽能板不為電池(7)充電；并且控制器(6)控制加熱開關(guān)(2)閉合，太陽能板為加熱模 塊(1)供電，加熱模塊(1)溫度升高并為電池(7)供熱。
【文檔編號】H01M10/657GK205583774SQ201620368876
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】項佰川, 王興慶, 尹振坤, 胡元科
【申請人】深圳源創(chuàng)智能照明有限公司