钜大LARGE | 点击量：1119次 | 2020年02月27日
在电池放电保护电路中使用滞回控制
前段时间设计的产品，用四节锂电池串联供电，但是买的锂电池不带保护板，充电电路芯片可以充当充电保护，但是放电保护需要自己设计，网上查的别人的带滞回电路放电保护都是用运放做的，考虑到运放芯片本身需要供电，那么电池电量终有耗光的时候，所以绞尽脑汁想出了用三极管控制的带滞回电路的放电保护电路，如下图，望大神勿喷，多多提意见。
先介绍一下电路，电路使用proteus仿真的，实测可以实现想要的功能。电压表右边的电路是用LM317做的可调电源来模拟电池电压的变化，左边是带滞回控制的放电保护电路。
再介绍一下用到的元件，Q1是p型MOS管，Q2是NpN型三极管，Q3是pNp型三极管，D1是10V的稳压二极管，D2是2V的稳压二极管，电阻电容就不用介绍了，用发光二极管做负载
电路功能：四节锂电池满电情况下是16.8V，本电路设计的是电压下降到10.7V以下时停止输出，等上升到12.7V时再恢复输出，在10.7V-12.7V时保持原输出状态（即不充电时-电压下降-电路输出，充电时-电压上升-停止输出），这就是滞回控制避免电路产生震荡。如果没有滞回电路，假如电压低于10.7V停止输出，高于10.7V输出，那么在10.7V左右时会产生震荡，这样会对负载和电池产生很大影响。
工作原理：想要让电路输出，那么Q1栅极电压要低，则Q2三极管就要导通，R3、R4节点电压要超过0.7V（三极管基极导通电压），D1、D2二极管要导通，所以电池电压要超过0.7V（Q2基极导通电压）+10V（D1反向击穿电压）+2V（D2反向击穿电压）＝12.7V，所以不论充电还是放电，只要电池电压超过12.7V，电路就会对外供电；
在正常供电时，Q2导通，那么Q3基极电压拉低，Q3导通，稳压二极管D2被Q3短路，想要让电路停止对外供电，那么Q2就不能导通，Q2基极电压要低于0.7V，此时电池电压要低于0.7V（Q2基极导通电压）+10V（D1反向击穿电压）＝10.7V，为什么没有加2V（D2反向击穿电压），因为D2被Q3短路，两端压差接近于0V，无需考虑，所以只要电池电压低于10.7V，电路就停止对外供电；
当电池电压在10.7V-12.7V之间时分两种情况，第一种情况是电池放电电压从高电压降下来，第二种情况是电池充电电压从低电压升上来，下面慢慢分析。
如果是第一种情况电压从高电压降下来，那么原来的电压高于12.7V，电路是导通的，此时Q1、Q2、Q3、D1是导通的，D2被Q3短路，只要电压高于10.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1依旧保持导通状态，D2依旧保持被短路状态，所以这种情况下，只要电压高于10.7V，电路就持续对外供电；
如果是第二种情况电压从低电压升上来，那么原来的电压低于10.7V，电路截至，此时Q1、Q2、Q3、D1、D2都不导通，D2也不会被短路，只要电压低于12.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1、D2依旧保持截止状态，所以这种情况下，只要电压低于12.7V，电路就不会对外供电。
这个具有滞回控制的电池放电保护电路是我花费3个小时时间想出来并一点一点改进的，与常见的运放实现的滞回电路相比，此电路在低电压是完全不对外放电，对电池起到更好的保护。
先介绍一下电路，电路使用proteus仿真的，实测可以实现想要的功能。电压表右边的电路是用LM317做的可调电源来模拟电池电压的变化，左边是带滞回控制的放电保护电路。
再介绍一下用到的元件，Q1是p型MOS管，Q2是NpN型三极管，Q3是pNp型三极管，D1是10V的稳压二极管，D2是2V的稳压二极管，电阻电容就不用介绍了，用发光二极管做负载
电路功能：四节锂电池满电情况下是16.8V，本电路设计的是电压下降到10.7V以下时停止输出，等上升到12.7V时再恢复输出，在10.7V-12.7V时保持原输出状态（即不充电时-电压下降-电路输出，充电时-电压上升-停止输出），这就是滞回控制避免电路产生震荡。如果没有滞回电路，假如电压低于10.7V停止输出，高于10.7V输出，那么在10.7V左右时会产生震荡，这样会对负载和电池产生很大影响。
工作原理：想要让电路输出，那么Q1栅极电压要低，则Q2三极管就要导通，R3、R4节点电压要超过0.7V（三极管基极导通电压），D1、D2二极管要导通，所以电池电压要超过0.7V（Q2基极导通电压）+10V（D1反向击穿电压）+2V（D2反向击穿电压）＝12.7V，所以不论充电还是放电，只要电池电压超过12.7V，电路就会对外供电；
在正常供电时，Q2导通，那么Q3基极电压拉低，Q3导通，稳压二极管D2被Q3短路，想要让电路停止对外供电，那么Q2就不能导通，Q2基极电压要低于0.7V，此时电池电压要低于0.7V（Q2基极导通电压）+10V（D1反向击穿电压）＝10.7V，为什么没有加2V（D2反向击穿电压），因为D2被Q3短路，两端压差接近于0V，无需考虑，所以只要电池电压低于10.7V，电路就停止对外供电；
当电池电压在10.7V-12.7V之间时分两种情况，第一种情况是电池放电电压从高电压降下来，第二种情况是电池充电电压从低电压升上来，下面慢慢分析。
如果是第一种情况电压从高电压降下来，那么原来的电压高于12.7V，电路是导通的，此时Q1、Q2、Q3、D1是导通的，D2被Q3短路，只要电压高于10.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1依旧保持导通状态，D2依旧保持被短路状态，所以这种情况下，只要电压高于10.7V，电路就持续对外供电；
如果是第二种情况电压从低电压升上来，那么原来的电压低于10.7V，电路截至，此时Q1、Q2、Q3、D1、D2都不导通，D2也不会被短路，只要电压低于12.7V，那么Q1、Q2、Q3、D1、D2依旧保持截止状态，所以这种情况下，只要电压低于12.7V，电路就不会对外供电。
这个具有滞回控制的电池放电保护电路是我花费3个小时时间想出来并一点一点改进的，与常见的运放实现的滞回电路相比，此电路在低电压是完全不对外放电，对电池起到更好的保护。
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