适用于多种电压等级的蓄电池 过放电保护电路

0 引言
为保证无人值守的设备(比如考勤机等)在断电后仍能运行，通常要加入蓄电池作为后备电源。在电网断电后，后备电池开始对设备进行供电。这时，必须设置电池过放电保护电路。最简单的电池保护是设置一个电压保护门限，当电池电压降到这个门限值之后，自动断开回路，停止对负载供电。但由于负载被断开之后，电池端电压会迅速升高至门限电压以上，于是电池又被重新接入电路给负载供电，此后会重复“断开一接通一断开一接通”的振荡过程，直到电池彻底耗尽。这对电池的寿命会产生很大的影响，甚至损坏电池。所以，必须设计一种带有滞回功能的自动保护电路。
目前市场上有一些现成的电池保护芯片可以应用，但这些芯片多应用于锂电池的保护，电压等级多集中在5V左右。在一些电压等级较高的蓄电池应用中，例如，10V至50V的供电系统可能就无法应用。本文提供了一种简单有效的带有滞回区的电池保护电路，可以设置两个电压门限，避免产生振荡，又因为这两个门限可以通过电阻任意设置，因此能够应用到几十伏的电池系统中。

1 保护原理
如图1(a)所示，假设电池电压为UBAT，系统只设置一个保护门限电压UTH。则当电池电压低于UTH时，比较电路输出低电平，负载被断开。但由于负载的移除，电池端电压迅速上升至UTH以上，比较器重新输出高电平，负载又被接入，从而形成振荡。

但如果在比较电路中设置两个门限电压：UTHH和UTHL(UTHH>UTHL)，则可以形成一个滞回区，如图1(b)所示。当电池电压从低升高至UTHH时，比较器输出高电平，打开电子开关，给负载供电；当电池电压降低至UTHL时，比较器输出低电平，断开负载。这个时候电池端电压虽然会迅速升高至UTHL以上，但由于达不到UTHH，所以，比较器仍然输出低电平，负载仍被断开，直到电池被充电后电压升高至UTHH以上才能再次接通负载。这样就避免了电路的振荡，保护了负载和电池。