一种升压电池制造技术

一种升压电池，属于电池技术领域。升压电池的外形尺寸与普通民用电池相同。升压电池外壳的两个端子分别是输出端子Vout和输入端子Vin，另外在侧面引出公共端。实际使用时，输入端子Vin接普通电池的正极性端子，公共端接普通电池的负极性端子，输出端子Vout接外电路的正极性端子。优点在于，只需要加一节一次或二次电池，就可以稳定输出3V电压，既降低成本，又环保节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池
，特别涉及一种升压电池，是指通过电池内部的升压电路，能够在输入电压较低的情况下，使输出电压高于输入电压，并且能稳定地向负载供电的电池。
技术介绍
常见的手持设备及一些小电器，如遥控器、手电筒等，一般需要使用电池。这些设备的存有量非常大，所用的电池量也非常大。一次电池是对环境有污染的，二次电池(即充电电池)是环保的，虽然价格比较贵，但因为可多次充电，所以总的性价比还是比较高。对于常见的民用电池，一次电池的标称电压是1.5V，在使用两节电池的设备中，需要提供接近3V的电压。二次电池的标称电压是1.2V，所以两节二次电池的标称电压之和只有2.4V，所以有的设备装上刚充好电的二次电池后，使用很短时间，就会报警“电压低”，有的设备虽然能工作，但输出功率也会减小，比如遥控器的有效控制范围减小。对于这样的设备，就存在无法使用充电电池或使用充电电池会降低其功效的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种升压电池，只需要加一节一次或二次电池，就可以稳定输出3V电压，既降低成本，又环保节能。电池在作为电源使用的过程中，输出电压总是逐渐降低的。本专利技术提出的升压电池，是指仅借用电池外壳尺寸，而在壳内装入升压电路，该升压电路能够将输入升压电池的低电压稳定地升高。采用标准电池的外壳尺寸的原因，是为了对于需要两节电池的设备，用升压电池代替设备中的一节电池，只用剩余的一节电池就可以通过升压电池输出3V电压。设备中的一节一次电池或二次电池的电压作为升压电池的输入电压，当输入电压大于1.0V时，升压电池可以将其升压到3V并稳定地输出；当输入电压小于1.0V时，升压电池停止工作，电路断开，这样可以避免对提供输入电压的电池过放电。使用升压电池后，另外只需要一节一次或二次电池就可以提供稳定的3V输出电压。这样，一是可以节约一节电池；二是原来使用二次电池会降低功效的设备可以正常工作了。综合效益就是，采用本专利技术所提出的升压电池后，手持设备可以用二次电池代替一次电池，减少了环境污染，并且原来需要两节电池的情况现在只需要一节电池，减少了电池用量，但仍旧能够提供稳定的输出电压。本专利技术升压电池的外形及其端子如图1所示。升压电池的外形尺寸与普通民用电池相同。升压电池外壳的两个端子分别是输出端子Vwt和输入端子vin，另外在侧面引出公共端。实际使用时，接线如图2、图3和图4所示。三种接线方式的共同点是:输入端子Vin接普通电池(如7号电池或5号电池)的正极性端子，公共端接普通电池的负极性端子，输出端子Vrat接外电路的正极性端子。升压电池主要采用了 NCP1423芯片，该芯片在正常工作状态时，能够将BAT脚输入的低电压放大，在OUT脚输出高电压。本专利技术用到了芯片NCP1423的两个工作状态。当芯片NCP1423的EN脚的电压VEN〈0.5V时，芯片将停止工作，处于断开状态。在本专利技术中，EN脚与LBO脚直接相连，因而EN脚的电压Ven与LBO脚的电压V.相等，即VEN=V.。LBO脚的电压V.与LBI脚的电压V有关。当Vm〈0.5V时，LBO脚为低电位，相当于LBO脚接到了公共端，因而EN脚也是低电位，芯片停止工作。本专利技术中，电阻R3和电阻R4串联后接在输入端子和公共端子之间，因而电阻R3和电阻R4串联后所加的电压是输入电压Vin。电阻R4上分到的电压接到了 LBI脚，根据分压关系可知，LBI脚电压Vm=VinR4/ (R3+R4)。本专利技术中，电阻R3和电阻R4取相同的阻值，因而分压关系为V=Vin/2，当Vin〈l.0V时，ν ΒΙ〈0.5V,芯片NCP1423停止工作，处于断开状态。本专利技术中，芯片NCP1423的输入电压Vin为一节一次电池或二次电池的电压。当充当输入的一节一次电池或二次电池的电压低于1.0V时，芯片NCP1423停止工作，处于断开状态，这样可以避免对提供输入电压Vin的一次电池或二次电池过放电。当芯片NCP1423的EN脚的电压VEN>0.5V时，芯片将正常工作，处于放大状态，能够将输入的低电压放大后输出高电压，输出电压Vtjut的表达式为Vwt=0.5(1+ / ),本专利技术中选择R1=Seok Ω、R2=112k Ω，代入Vtjut的表达式计算可知VQUt=3.0V0选择其他合适的R1和R2值，也可以实现输出电压Vwt=3.0V的目的。本专利技术中，EN脚与LBO脚直接相连，LBO脚的电压与LBI脚的电压有关，LBI脚的电压是对输入电压Vin分压得到的。根据前述的分压关系可知，VLBI=Vin/2,当输入电压Vin>l.0V时，VLBI>0.5V，根据芯片NCP1423的特性，此时LBO端子相当于高阻断开。在图5所示电 路图中，LBO端子通过上拉电阻R5接到了输入电压Vin，当LBO端子高阻断开时，VLB0=Vin,又因为EN脚与LBO脚直接相连，Ven=Vlbo,所以当LBO端子高阻断开时Ven= Vin0因而，当Vin>1.0V时，Ven= Vin>1.0V，芯片NCP1423正常工作，输出电压 Vrat 为 3.0V。 本专利技术中，电感L2、电容C3和电容C4构成了低通滤波电路，为了滤去芯片NCP1423的输出电压Vrat中可能包含的高频分量，使升压电池输出电压Vrat更稳定。本专利技术中，电容C1、电容C2和电感L1采用芯片建议的参数，以满足芯片的动态工作要求。综上所述，由一节一次电池或二次电池给本专利技术的升压电池提供输入电压Vin。当vin>l.0V时，升压电池的输出电压Vtjut为3.0V，相当于两节一次电池的标称电压之和；当Vin〈l.0V时，升压电池停止工作，避免对提供输入电压Vin的一次电池或二次电池过放电。本专利技术电路主要实现如下功能:1、升压电池电路的输入电压Vin是一节一次电池或二次电池的电压，该一次电池或二次电池接在端子Vin和公共端(用符号▽表示)之间。当输入电压Vin不低于1.0V时，升压电池输出电压Vwt稳定在3.0V0这样，只需要一节一次电池或二次电池，经过升压电池后，输出电压稳定为两节一次电池串联后的标称电压。当输入电压Vin低于1.0V时，升压电池停止工作，处于断开状态，这样可以避免对提供输入电压Vin的一次电池或二次电池过放电。2、输出电压Vout的大小由R1和R2决定，Vout=0.5 (1+ / )。如图5所示，电阻R1和R2的阻值分别取R1=SeokQ、R2=112k Ω，可知Vout=3.0V。图5中，选择其他合适的R1和R2值，也可使输出电压Vtjut的值为3.0V。3、图5中，电阻R3和电阻R4的阻值取值满足R3=R4,因而NCP1423的LBI端子的电位 V=VinV (R3+R4)=vin/2。4、根据NCP1423芯片的特性，当ν ΒΙ〈0.5V时，NCP1423的LBO端子的电位V.为低电位，相当于LBO端子接到了公共端；否则，LBO端子处于高阻断开的状态。因为Vm=Vin/2，所以当Vin低于1.0V时，LBO端子的电位V.为低电位。当Vin不低于1.0V时，LBO端子相当于高阻断开，该端子通过上拉电阻R5接到了 Vin，此时V_=Vin。5、图5所示设计图中，将NCP1423的EN端子与LBO端子直接短接，这样EN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压电池，其特征在于，升压电池外壳的两个端子分别是输出端子Vout和输入端子Vin，另外在侧面引出公共端；实际使用时，输入端子Vin接普通电池的正极性端子，公共端接普通电池的负极性端子，输出端子Vout接外电路的正极性端子；升压电池采用NCP1423芯片，该芯片在正常工作状态时，能够将BAT脚输入的低电压放大，在OUT脚输出高电压；当芯片NCP1423的EN脚的电压VEN0.5V时，芯片将正常工作，处于放大状态，能够将输入的低电压放大后输出高电压，输出电压Vout的表达式为Vout=0.5(1+R1/R2)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李世琼，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：