【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铅酸电池生产，具体涉及一种可防止铅酸电池过放电的保护板及保护方法。
技术介绍
1、铅酸电池是指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液为硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。根据铅酸电池结构和用途区别，可将电池分为四大类：1、启动用铅酸电池；2、动力用铅酸电池；3、固定型阀控密封式铅酸电池；4、其它类铅酸电池，包括小型阀控密封式铅酸电池，矿灯用铅酸电池等。一个单格铅酸电池的标称电压是2.0v,能放电到1.5v,能充电到2.4v。实际应用中经常把6个单格铅酸电池串联起来组成标称12v的铅酸电池，当然还有24v、36v、48v等规格。铅酸电池在使用过程中一旦出现过放电情况，比如电池长期不使用的情况下持续小电流深度放电，将会导致电池不可逆的永久性损害，严重影响铅酸电池的使用寿命，所以铅酸电池需要设置保护板来尽量避免这种过放电情况，但是现有的市面上的铅酸电池相关保护板主要适用于电动自行车等小电流应用场景，保护板电路设置相对比较简单，智能化程度不高，对于电池的保护效果也很不理想，特别像卡车驻车启动电池等大电流应用场景，现有的铅酸电池保护板根本无法适用。因此，有必要设计一种能够适应大电流应用场景的可防止铅酸电池过放电的保护板。
技术实现思路
1、针对上述情况，本专利技术提供了一种可防止铅酸电池过放电的低压保护板及保护方法，尤其适用于24v驻车启动铅酸电池之类的大电流应用场景，允许大电流通过，并且可以实时检
2、为了实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种可防止铅酸电池过放电的保护板，用于对铅酸电池进行过放电保护，同时铅酸电池也用于为所述保护板提供电源电压。
4、所述保护板包括pcb基板，以及布设在pcb基板上的电源模块、信号采集模块、信号处理模块、主控模块和执行模块。
5、所述电源模块用于将电源电压转换为5v工作电压，以供各模块集成电路芯片工作使用。
6、所述信号采集模块用于采集铅酸电池正负极之间的电压模拟信号，并将采集到的电压信号传送给信号处理模块进行转换处理。
7、所述信号处理模块用于将接收到的采集电压模拟信号转换成数字信号，并将处理后的数字信号传送至主控模块进行数据分析。
8、所述主控模块由mcu芯片及其外围电路组成，用于对信号处理模块处理后的电池电压转换数据进行分析比对，并发出动作指令给执行模块。
9、所述执行模块为mos管开关电路，用于接收主控模块指令并执行mos管的开关动作进而实现对铅酸电池放电电流的控制。
10、进一步地，所述铅酸电池为24v驻车启动铅酸电池，可以为所述保护板提供直流24v电源电压。
11、进一步地，所述电源模块由lm2596s-adj芯片及其外围电路组成，能够将铅酸电池提供的24v电源电压转换成5v工作电压。
12、进一步地，所述信号采集模块采集的电压模拟信号通过串联分压电阻产生，依据串联电路正比分压原理。
13、进一步地，所述信号处理模块由tm7705芯片及其外围电路组成，信号采集模块采集的电压模拟信号连接至tm7705芯片的输入端，经模数转换后由tm7705芯片的输出端输出数字信号至主控模块的mcu芯片。
14、进一步地，所述mcu芯片为stc89c51rc-40i-pdi芯片，其输入端对应外接有多个外置按键，其输出端预留有显示模块通道；外置按键用于作为外部输入来调整参数，预留显示模块通道可外接显示器，用于配合外置按键对主控模块进行调试，可对mcu芯片设置电压阈值。
15、进一步地，所述执行模块由并联连接在铅酸电池正负极之间的多组mos管开关电路组成，并且各mos管中集成有击穿二极管，只对铅酸电池的放电电流进行控制，不对充电电流产生影响；当电池电压高于电压阈值时，主控模块输出高电平，mos管打开，铅酸电池可以正常放电；当电池电压低于电压阈值时，主控模块输出低电平，mos管关闭，铅酸电池只能充电而不能放电。
16、本专利技术还提供了一种可防止铅酸电池过放电的保护方法，利用上述保护板对铅酸电池进行过放电保护，具体步骤如下：
17、s1.电压阈值设置：对主控模块进行电压阈值设定；初始阈值通过程序设定，保护板后续运行过程中还可以通过外置按键配合显示器对电压阈值进行加减操作手动修改设置；
18、s2.防误判功能设置：通过程序设定对主控模块进行防误判功能设置；当采集电压信号低于电压阈值，并达到设定延时时长之后，优选为2秒钟；mcu芯片才会发出指令控制mos管关闭，防止主控系统误判而导致电池放电意外中断；防止电池放电瞬间可能导致采集到的电压信号偏低而造成系统误判；
19、s3.强启功能设置：通过程序设定对主控模块进行强启功能设置；当采集电压信号低于电压阈值，而又急需用电时，可通过强启功能对应的外置按键强行打开mos管，允许铅酸电池在设定时间限制内应急放电，优选为1分钟；
20、s4.保护板安装：将保护板与铅酸电池进行电连接，并将保护板和铅酸电池一同封装到电池壳体内，电池壳体上留设有与各外置按键相对应的防水按钮，以及用于插接显示器的防水插头；
21、s5.电压信号检测：对信号处理模块的tm7705芯片进行初始化校准，并读取信号采集模块采集到的电压模拟信号进行ad模数转换，然后将转换后的电压数字信号传输到主控模块的mcu芯片；
22、s6.mos管控制逻辑：主控模块对接收到的电压数字信号与设定电压阈值进行比对；若高于阈值则控制mos管打开；若低于阈值则延时到设定时长后再次进行比对，若高于阈值则控制mos管打开；若仍低于阈值则控制mos管关闭，进而避免发生电池过放电的情况。
23、本专利技术还包括能够使其正常使用的其它组件，均为本领域的常规手段，另外，本专利技术中未加限定的装置或组件，如：铅酸电池及其电池壳体、外置按键和外接显示器、pcb基板及其单片机mcu芯片以及其他集成电路ic芯片等，均采用本领域的现有技术。
24、本专利技术的有益效果如下：
25、本专利技术提供的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，能够很好适用于卡车驻车启动铅酸电池之类的大电流应用场景，允许大电流通过，可实时检测电池电压以及防止铅酸电池过放电的情况；当电池电压小于设置的阈值电压时，保护板将负载断开，主控模块系统加入了防误判程序，避免在车辆打火时电压过低导致系统误判而影响电池的正常使用；同时通过采用该保护板对对铅酸电池实施保护的保护方法，可以根据实际需求调整低压保护的阈值；并且配备了强启的功能，当遇到紧急情况时，允许司机在一定的时间限制内，通过按键重新连接负载进行正常打火或供其他用电器应急使用，尤其适用于房车重卡。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可防止铅酸电池过放电的保护板，用于对铅酸电池进行过放电保护，同时铅酸电池也用于为所述保护板提供电源电压，其特征在于：所述保护板包括PCB基板，以及布设在PCB基板上的电源模块、信号采集模块、信号处理模块、主控模块和执行模块；所述电源模块用于将电源电压转换为5V工作电压，以供各模块集成电路芯片工作使用；所述信号采集模块用于采集铅酸电池正负极之间的电压模拟信号，并将采集到的电压信号传送给信号处理模块进行转换处理；所述信号处理模块用于将接收到的采集电压模拟信号转换成数字信号，并将处理后的数字信号传送至主控模块进行数据分析；所述主控模块由MCU芯片及其外围电路组成，用于对信号处理模块处理后的电池电压转换数据进行分析比对，并发出动作指令给执行模块；所述执行模块为MOS管开关电路，用于接收主控模块指令并执行MOS管的开关动作进而实现对铅酸电池放电电流的控制。
2.根据权利要求1所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述铅酸电池为24V驻车启动铅酸电池，为所述保护板提供直流24V电源电压。
3.根据权利要求2所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，
4.根据权利要求3所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述信号采集模块采集的电压模拟信号通过分压电阻产生。
5.根据权利要求4所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述信号处理模块由TM7705芯片及其外围电路组成，信号采集模块采集的电压模拟信号连接至TM7705芯片的输入端，经模数转换后由TM7705芯片的输出端输出数字信号至主控模块的MCU芯片。
6.根据权利要求5所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述MCU芯片为STC89C51RC-40I-PDI芯片，其输入端对应外接有多个外置按键，其输出端预留有显示模块通道；外置按键用于作为外部输入来调整参数，预留显示模块通道可外接显示器，用于配合外置按键对主控模块进行调试，可对MCU芯片设置电压阈值。
7.根据权利要求6所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述执行模块由并联连接在铅酸电池正负极之间的多组MOS管开关电路组成，并且各MOS管中集成有击穿二极管，只对铅酸电池的放电电流进行控制，不对充电电流产生影响；当电池电压高于电压阈值时，主控模块输出高电平，MOS管打开，铅酸电池可正常放电；当电池电压低于电压阈值时，主控模块输出低电平，MOS管关闭，铅酸电池只能充电而不能放电。
8.一种可防止铅酸电池过放电的保护方法，其特征在于：该保护方法利用权利要求1-7中任一项所述的保护板对铅酸电池进行过放电保护，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种可防止铅酸电池过放电的保护板，用于对铅酸电池进行过放电保护，同时铅酸电池也用于为所述保护板提供电源电压，其特征在于：所述保护板包括pcb基板，以及布设在pcb基板上的电源模块、信号采集模块、信号处理模块、主控模块和执行模块；所述电源模块用于将电源电压转换为5v工作电压，以供各模块集成电路芯片工作使用；所述信号采集模块用于采集铅酸电池正负极之间的电压模拟信号，并将采集到的电压信号传送给信号处理模块进行转换处理；所述信号处理模块用于将接收到的采集电压模拟信号转换成数字信号，并将处理后的数字信号传送至主控模块进行数据分析；所述主控模块由mcu芯片及其外围电路组成，用于对信号处理模块处理后的电池电压转换数据进行分析比对，并发出动作指令给执行模块；所述执行模块为mos管开关电路，用于接收主控模块指令并执行mos管的开关动作进而实现对铅酸电池放电电流的控制。
2.根据权利要求1所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述铅酸电池为24v驻车启动铅酸电池，为所述保护板提供直流24v电源电压。
3.根据权利要求2所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述电源模块由lm2596s-adj芯片及其外围电路组成，将铅酸电池提供的24v电源电压转换成5v工作电压。
4.根据权利要求3所述的一种可防止铅酸电池过放电的保护板，其特征在于：所述信号采...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁天宝，刘亮，李卫，马肖鹏，秦空军，
申请(专利权)人：河南正效新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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