專利名稱：一種灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉅t具技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
目前，節(jié)能減排已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略。利用低位能源發(fā)電以滿足部分器具的電力 需求是節(jié)能減排的一個(gè)重要方向。其中利用灶具余熱發(fā)電的技術(shù)也吸引了許多人進(jìn)行研 究。另一方面，由于目前家用灶具中電能的利用僅僅是用于點(diǎn)火和安全保護(hù)，用電量少，使 用成本昂貴的余熱發(fā)電技術(shù)來(lái)代替干電池在經(jīng)濟(jì)上不合算，因此一般研究者很少會(huì)深入思 考具體的應(yīng)用技術(shù)。在我們進(jìn)行的灶具余熱利用研究中，我們通過(guò)利用溫差發(fā)電芯片可以 實(shí)現(xiàn)所需的發(fā)電功能并能對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。存在的問(wèn)題是，一方面，蓄電池飽滿后無(wú)法自 動(dòng)停止充電，會(huì)導(dǎo)致蓄電池?fù)p壞甚至爆炸；另一方面，當(dāng)灶具冷卻后，蓄電池的電回流，自動(dòng) 放電；此外，每次灶具使用時(shí)發(fā)電芯片都能產(chǎn)生電能，并對(duì)蓄電池充電，會(huì)導(dǎo)致蓄電池的壽 命縮短。因此，我們需要一個(gè)專用的充電保護(hù)電路，能實(shí)現(xiàn)如下功能1、電流只能單向流動(dòng)，即只能發(fā)電芯片對(duì)蓄電池充電，不能蓄電池對(duì)發(fā)電芯片放 電；2、當(dāng)蓄電池的電位達(dá)到飽滿電位Vmax時(shí)，電路自動(dòng)停止充電，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)；3、只有當(dāng)蓄電池電位低于某一略高于蓄電池能對(duì)外工作的極限電位的下限電位 Vmin時(shí)，電路才啟動(dòng)對(duì)蓄電池的充電。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、環(huán)保節(jié)能、 壽命長(zhǎng)，而且工作安全的灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路。本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的一種灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù) 電路，其特征在于，它包括一主要由若干個(gè)三極管和電阻組成的充電控制電路；一電位比較 電路，主要由電位比較器及若干個(gè)電阻組成，判斷蓄電池的當(dāng)前電位并進(jìn)而對(duì)充電電路進(jìn) 行控制；以及DC/DC變壓電源，包括電源變壓器及其上連接的電容、二極管，將輸入的低位 電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部分的輸入電源和充電電路的輸入電源。作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述電位比較電路由1個(gè)電位比較器Ul及4個(gè)電阻 Rl R4組成，電阻R3、R4組成電位比較電路的基準(zhǔn)臂，電阻Rl、R2組成電池電位輸入臂， Vcc來(lái)自電源變壓電路的Vout，Vbatt來(lái)自蓄電池。所述電位比較器Ul采用雙路差分比較器LM393P，其工作電壓低至2V。所述充電控制部分由3個(gè)三極管Ql Q3和5個(gè)電阻R5 R9組成，三極管Q2的 基極通過(guò)電阻R6連接三極管Ql的發(fā)射極，三極管Q3的基極通過(guò)電阻R8連接三極管Q2的 發(fā)射極，三極管Q3的集電極通過(guò)電阻R9連接蓄電池。 所述DC/DC變壓電源由電源變壓器U2和1個(gè)二極管D1、1個(gè)電容Cl組成，電源變壓器U2采用RN5RK331A，發(fā)電芯片通過(guò)二極管Dl給電容Cl充電，抬高電源變壓器U2的CE 腳電位，使U2啟動(dòng)，Lx端有一電位，U2的Vout輸出電壓，作為電位比較器的驅(qū)動(dòng)電壓及充 電電路中三極管的驅(qū)動(dòng)電壓。本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是1、本發(fā)明采用電源變壓器及其上連接的電容、二極管構(gòu)成的DC/DC變壓電源，電 流只能單向流動(dòng)，即只能發(fā)電芯片對(duì)蓄電池充電，不能蓄電池對(duì)發(fā)電芯片放電；2、本發(fā)明通過(guò)電位比較電路實(shí)現(xiàn)電池低于某臨界電位才能進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池的 電位達(dá)到飽滿電位Vmax時(shí)，電路自動(dòng)停止充電，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)；只有當(dāng)蓄電池電位低于某 一略高于蓄電池能對(duì)外工作的極限電位的下限電位Vmin時(shí)，電路才啟動(dòng)對(duì)蓄電池的充電。
圖1為本發(fā)明的電路原理圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、充電控制電路2、電位比較電路3、DC/DC變壓電源
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路，它包括一主要由若干個(gè)三極管 和電阻組成的充電控制電路1 ；一電位比較電路2，主要由電位比較器及若干個(gè)電阻組成， 判斷蓄電池的當(dāng)前電位并進(jìn)而對(duì)充電電路進(jìn)行控制；以及DC/DC變壓電源3，包括電源變壓 器及其上連接的電容、二極管，將輸入的低位電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部 分的輸入電源和充電電路的輸入電源。本實(shí)施例中，電位比較部分由1個(gè)電位比較器Ul及 4個(gè)電阻Rl R4組成。其中R3、R4組成電位比較電路的基準(zhǔn)臂，Vcc來(lái)自電源變壓部分的 Vout。Rl、R2組成電池電位輸入臂。在充電進(jìn)行時(shí)，Ul的7腳是低電平，當(dāng)Vbatt > Vmax 時(shí)，Ul的5腳電位高于6腳，Ul的7腳輸出一個(gè)高電平，維持5腳電位高于6腳，充電控制 部分停止對(duì)Vbatt充電。隨著蓄電池用電，Vbatt下降，直到Vbatt < Vmin,Ul的5腳電平 低于6腳電平，Ul的7腳輸出一個(gè)低電平，維持5腳電平低于6腳，充電控制電路對(duì)電池進(jìn) 行充電。充電控制部分由3個(gè)三極管Ql Q3和5個(gè)電阻R5 R9組成。當(dāng)Ul的7腳輸 出1個(gè)高電平時(shí)，Ql導(dǎo)通，Q2的基極低電平，Q2開路，Q3的基極高電平，Q3開路，R9沒有 電流通過(guò)，Vbatt不充電。當(dāng)Ul的7腳低電平時(shí)，Ql開路，Q2基極高電平，Q2通路，Q3的 基極低電平，Q3通路，R9有電流通過(guò)，Vbatt充電。電源變壓部分主體是個(gè)DC/DC電源轉(zhuǎn)換 器，在發(fā)電芯片產(chǎn)生電勢(shì)后，經(jīng)過(guò)二極管Dl對(duì)電容Cl充電，電源變壓器U2的CE極電平升 高，使U2啟動(dòng)。在U2的5腳輸入一個(gè)電平后，2腳輸出一個(gè)恒定的電壓Vcc，作為電路其他 部分的電源，并作為充電的電源。當(dāng)發(fā)電芯片冷卻后，發(fā)電芯片電位消失，在二極管的作用 下，電池不會(huì)反向放電。通過(guò)改變R3、R4的值，可以調(diào)整Ul的6腳處的基準(zhǔn)電平。通過(guò)調(diào) 整Rl和R2的值，可以實(shí)現(xiàn)不同的Vmax和Vmin。作為上述技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施案例，電位比較器Ul采用雙路差分比較器LM393P， 其工作電壓可以低至2V，可以實(shí)現(xiàn)上述的6、7腳的比較判斷。DC/DC變壓電路U2采用 RN5RK331A，當(dāng)發(fā)電芯片通過(guò)二極管給電容Cl充電，抬高U2的CE腳電位，使U2啟動(dòng)，這時(shí) 由于Lx端有一電位，U2的Vout輸出一個(gè)3. 3的電壓，作為Ul的驅(qū)動(dòng)電壓及充電電路中三 個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)電壓。本電路可以給一個(gè)額定電壓為1. 2V的氫鎳電池充電，實(shí)現(xiàn)只有當(dāng)電池電壓低于1. OV時(shí)才啟動(dòng)充電，當(dāng)電池電壓達(dá)到1.3V時(shí)停止充電。充電保護(hù)電路輸入端 的啟動(dòng)電壓約1. 0V，此時(shí)U2的輸出電流可達(dá)到30mA。U2也可采用RN5R501A代替，經(jīng)過(guò)調(diào) 整各相應(yīng)電阻后，這時(shí)充電保護(hù)電路可以給3V左右的電池組充電。灶具余熱發(fā)電產(chǎn)生的電能具有如下特點(diǎn)1、能量低；2、能量附著(加熱)時(shí)間不 斷升高，要適應(yīng)這樣的能源特點(diǎn)采用本方案的電壓變換模塊以及其外圍驅(qū)動(dòng)電路是比較合 理的。此外，本方案較一般充電電路有二點(diǎn)顯著特點(diǎn)1、電壓變壓部分；2、通過(guò)電位比較電 路實(shí)現(xiàn)電池低于某于臨界電位才能進(jìn)行充電。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路，其特征在于，它包括一主要由若干個(gè)三極管和 電阻組成的充電控制電路；一電位比較電路，主要由電位比較器及若干個(gè)電阻組成，判斷蓄 電池的當(dāng)前電位并進(jìn)而對(duì)充電電路進(jìn)行控制；以及DC/DC變壓電源，包括電源變壓器及其 上連接的電容、二極管，將輸入的低位電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部分的輸 入電源和充電電路的輸入電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路，其特征在于，所述電位比較 電路由1個(gè)電位比較器Ul及4個(gè)電阻Rl R4組成，電阻R3、R4組成電位比較電路的基準(zhǔn) 臂，電阻R1、R2組成電池電位輸入臂，Vcc來(lái)自電源變壓電路的Vout，Vbatt來(lái)自蓄電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路，其特征在于，所述電位比較 器Ul采用雙路差分比較器LM393P，其工作電壓低至2V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路，其特征在于，所述充電控制 部分由3個(gè)三極管Ql Q3和5個(gè)電阻R5 R9組成，三極管Q2的基極通過(guò)電阻R6連接 三極管Ql的發(fā)射極，三極管Q3的基極通過(guò)電阻R8連接三極管Q2的發(fā)射極，三極管Q3的 集電極通過(guò)電阻R9連接蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路，其特征在于，所述DC/DC變壓 電源由電源變壓器U2和1個(gè)二極管Dl、l個(gè)電容Cl組成，電源變壓器U2采用RN5RK331A， 發(fā)電芯片通過(guò)二極管Dl給電容Cl充電，抬高電源變壓器U2的CE腳電位，使U2啟動(dòng)，Lx端 有一電位，U2的Vout輸出電壓，作為電位比較器的驅(qū)動(dòng)電壓及充電電路中三極管的驅(qū)動(dòng)電 壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灶具余熱發(fā)電的充電保護(hù)電路，其特征在于，它包括一主要由若干個(gè)三極管和電阻組成的充電控制電路；一電位比較電路，主要由電位比較器及若干個(gè)電阻組成，判斷蓄電池的當(dāng)前電位并進(jìn)而對(duì)充電電路進(jìn)行控制；以及DC/DC變壓電源，包括電源變壓器及其上連接的電容、二極管，將輸入的低位電源變壓為一穩(wěn)定直流電壓，作為電路其他部分的輸入電源和充電電路的輸入電源。本發(fā)明只能發(fā)電芯片對(duì)蓄電池充電，不能蓄電池對(duì)發(fā)電芯片放電，只有當(dāng)蓄電池電位低于某一略高于蓄電池能對(duì)外工作的極限電位的下限電位時(shí)，電路才啟動(dòng)對(duì)蓄電池的充電，可延長(zhǎng)蓄電池壽命，有效防止蓄電池?fù)p壞甚至爆炸。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102097837SQ20101060542
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者仇明貴, 余少言, 張全林, 汪為彪, 胡定鋼 申請(qǐng)人:廣東萬(wàn)家樂燃?xì)饩哂邢薰?br>