电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路的制作方法

1.本发明涉及保护电路技术领域，特别涉及一种电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路。


背景技术：

2.电动车(又称电力驱动车、电驱车)，是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能，以控制电流大小改变速度的车辆。
3.电池是电动车能够正常运行的能源保障，其寿命与平时的充放电平衡有很大关系，若电池长时间的过放电，也即过载的情况下，会严重的影响电池的使用寿命。启动电机使用时间过长、线路短路以及电器部件损坏是造成电池过载的主要原因，尤其是线路短路造成的后果最为严重，由于主电路为满足电机启动电流的要求一般不安装熔断器，因此，线路短路不仅造成电池损坏，而且是引起电动车起火的主要原因。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路，不仅能够实现输出过载短路的提示，而且能够自动断开输出，以防止长时间输出过载短路引起火灾的危险。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路，包括与电动自行车内电池相连的dc1端，所述dc1端具有1端和2端，其中1端连接至所述电池的正极，2端连接至所述电池的负极并接地；
7.所述1端连接至an1按钮开关的一端、r2电阻的一端、q2三极管的集电极、q3三极管的发射极和l1电流检测线圈的a端；
8.所述an1按钮开关的另一端通过r1电阻分别连接至q1三极管的基极和q5三极管的集电极；
9.所述r2电阻的另一端分别连接至q1三极管的集电极和q2三极管的基极，所述q1三极管的发射极接地，所述q2三极管的发射极连接至vt1单向可控硅的1脚；
10.所述vt1单向可控硅的2脚通过r4电阻连接至d1二极管的负极，3脚通过r3电阻连接至q4三极管的基极；
11.所述d1二极管的正极分别连接至q3三极管的集电极、d2二极管的正极和t1温度开关的一端；所述q3三极管的基极通过r5电阻连接至l1电流检测线圈的b端，所述l1电流检测线圈的b端分别连接至t1温度开关的另一端、j1继电器的一端和j1-1常闭触点的一端，所述j1继电器的另一端连接至q4三极管的集电极，且在j1继电器的两端并联有声音报警器和/或光电报警器，所述q4三极管的发射极接地；
12.所述d2二极管的负极通过r6电阻连接至q5三极管的基极，和通过c1电容接地；所述q5三极管的发射极接地；
13.所述j1-1常闭触点的另一端连接至dc2端的3端，所述3端为正极，所述dc2端还具有4端作为负极并接地，该dc2端用于连接负载；
14.所述dc2端的3端连接至dc2a端的6端，4端连接至dc2a端的5端，所述dc2a端用于连接外界电源线对所述电池进行充电。
15.在进一步的技术方案中，所述声音报警器为并联在j1继电器两端的y1蜂鸣器；
16.所述光电报警器为并联在j1继电器两端的led1发光二极管，所述led1发光二极管上串联有r7电阻。
17.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
18.通过本发明提供的电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路，当电动自行车长期使用导致内部线路出现老化或其它原因而出现过载或短路时，通过该保护电路可实现输出端的自动断电，避免了过载或短路而使电动自行车内电线发热而发生自燃，发生火灾危险。
19.此外，在排除故障后，可通过设置在电路中的an1按钮开关使保护电路复位，且在故障未被排除时，若强行按压an1按钮开关也无法恢复输出端的供电，进而确保了电动自行车电池的安全使用。
20.此外，本发明提供的保护电路还能在电池充电时因异常原因导致温度过高时自动断开充电，避免发生火灾的问题，保护了电池被充电电压过高或电流过大导致损坏的问题。
附图说明
21.图1示出为根据本发明具体实施方式提供的一种电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路的示意图。
具体实施方式
22.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。
23.请参阅图1所示，本发明提供了一种电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路，包括与电动自行车内电池相连的dc1端，所述dc1端具有1端和2端，其中1端连接至所述电池的正极，2端连接至所述电池的负极并接地；
24.在本发明中，所述电池的电压是根据不同品牌、不同型号规格的电动自行车所决定的，本发明不做特殊限定，例如为常见的48v电压，或60v电压，或72v电压。
25.所述dc1端的1端连接至an1按钮开关的一端、r2电阻的一端、q2三极管的集电极、q3三极管的发射极和l1电流检测线圈的a端；所述an1按钮开关的另一端通过r1电阻分别连接至q1三极管的基极和q5三极管的集电极；
26.所述r2电阻的另一端分别连接至q1三极管的集电极和q2三极管的基极，所述q1三极管的发射极接地，所述q2三极管的发射极连接至vt1单向可控硅的1脚；所述vt1单向可控硅的2脚通过r4电阻连接至d1二极管的负极，3脚通过r3电阻连接至q4三极管的基极；
27.所述d1二极管的正极分别连接至q3三极管的集电极、d2二极管的正极和t1温度开关的一端；所述q3三极管的基极通过r5电阻连接至l1电流检测线圈的b端，所述l1电流检测线圈的b端分别连接至t1温度开关的另一端、j1继电器的一端和j1-1常闭触点的一端，所述
j1继电器的另一端连接至q4三极管的集电极，且在j1继电器的两端并联有声音报警器和/或光电报警器，所述q4三极管的发射极接地；
28.具体的，所述声音报警器为并联在j1继电器两端的y1蜂鸣器；
29.所述光电报警器为并联在j1继电器两端的led1发光二极管，所述led1发光二极管上串联有r7电阻。通过设置声音报警或光电报警的形式实现提醒的功能，作为优选的方案，声音报警器和光电报警器同时设置。
30.所述d2二极管的负极通过r6电阻连接至q5三极管的基极，和通过c1电容接地；所述q5三极管的发射极接地；
31.所述j1-1常闭触点的另一端连接至dc2端的3端，所述3端为正极，所述dc2端还具有4端作为负极并接地，该dc2端用于连接负载；
32.所述dc2端的3端连接至dc2a端的6端，4端连接至dc2a端的5端，所述dc2a端用于连接外界电源线对所述电池进行充电。
33.以下以48v电池为例，具体阐述本发明提供的电动自行车电池输出过载短路自动断电保护电路的工作原理：
34.首先将dc2端的3端连接到电动自行车钥匙锁的触点一端，触点另一端接在电动自行车控制器的供电的正极端上，电动车钥匙开启，即接通该3端与控制器的供电端的正极端；再将dc2端的4端连接到电动自行车内控制器供电的负极端上；此时再将dc2a端上的6端连接到电动自行车内的48v电池充电端正极上，再将dc2a端上的5端连接到电动自行车内电池充电端负极端上，然后再将dc1端上的1端连接到电动自行车内48v电池的正极端上，再将dc1端上的2端连接到电动自行车内48v电池的负极端上，此时dc1端上连接的电动自行车内48v电池电压分两路，一路经r2电阻使q2三极管导通，一路经l1电流检测电感线圈a端到b端，再经j1继电器的常闭触点j1-1接通后到dc2端连接到电动自行车内钥匙锁的一端，此时开启电动车钥匙锁后，dc2端上的48v电压将通过电动自行车内钥匙锁开启后，钥匙锁内的触点接通后使连接在电动自行车内的控制器接通48v电压，使电动自行车内控制器得电工作，使电动自行车可正常行驶。
35.当电动自行车经长期使用，内部的线路出现老化或其它原因而出现过载或短路时，此时在l1电流检测线圈的b端将产生约0.5～0.7v左右的直流压降，此时a端电压高于b端电压约0.5v～0.7v，使q3三极管导通，集电极输出高电平，使q2三极管集电极输出的48v经vt1单向可控硅的1脚连接后在q3三极管集电极输出的高电平经d1二极管正向导通后，经r4电阻连接到vt1单向可控硅的2脚，使vt1单向可控硅2脚被触发导通，使vt1单向可控硅的3脚输出高电平经r3电阻连接q4三极管的基极，使q4三极管导通，集电极输出低电平，使j1继电器得电工作，使j1-1常闭触点断开，同时y1蜂鸣器发出报警，使dc2端无48v电压输出，从而断开输出端，防止了输出因某些原因发生的过载或短路而使电动自行车内电线发热而发生自燃，发生火灾危险。
36.在排除过载短路故障后，此时按住一下an1按钮开关后，dc1端的48v电压经an1按钮开关接通触点经r1电阻连接到q1三极管的基极，使q1三极管导通，集电极输出低电平，使q2三极管基极电压为低电平，q2三极管截止，发射极输出低电平，使vt1单向可控硅1脚无高电平，从而使3脚无高电平输出，使q4三极管截止，j1继电器失电不工作，使j1-1常闭触点恢复正常状态，使dc2恢复48v供电状态，因在dc2端供电负载正常状态时，l1电流检测线圈a和
b两端的压降很小，为0.2v左右，无法使q3三极管导通，所以在dc2输出端正常时，只有q2三极管处于导通状态，q1、q3、q4、q5三极管均截止，j1继电器也处于失电状态。
37.如果在dc2端负载出现过载或短路后，未排除dc2负载过载和短路故障后，如强行按压an1按钮开关后，在q1三极管导通后，使q2三极管截止，vt1单向可控硅的3脚无高电平输出，q4三极管截止，j1继电器不工作，dc2输出端恢复供电后，此时在l1电流检测线圈两端仍有0.5v～0.7v电压使q3三极管导通，集电极输出高电平分两路，一路经d1二极管正向导通，使vt1单向可控硅，使q4三极管导通，使j1继电器得电工作，j1-1常闭触点断开，断开dc2端输出电压，同时，q3三极管发射极输出的高电平另一路经d2二极管正向导通后，输出高电平向c1电容充电的同时经r6电阻连接到q5三极管的基极，使q5三极管导通，集电极输出低电平，使q1三极管基极处于低电平，使q1三极管截止，此时在dc2端负载断开状态后，q3三极管将处于截止，集电极无高电平输出后，c1电容所充电压将通过r6电阻到q5三极管到发射极到地放电，从而使q5三极管保持导通，在两分钟后c1电容所充电压被释放完。从而保护了在dc2端负载过载或短路情况下，未排除故障，而强行按an1按钮开关强行使dc2端负载在过载或短路情况下仍处于通电状态而发生线路过热烧坏等故障而发生自燃火灾状态。
38.当需要给电动自行车内电池充电时，此时电动自行车充电器的48v输出电压连接到dc2a端的正负极上后，可以给电动自行车电池正常充电，当因某些原因使电动自行车在充电状态时，温度开关t1检测到电池外壳温度超过55℃后，温度开关t1内部触点接通，使48v电压经t1温度开关内部接通后触点连接后输出48v电压分两路，一路经d1二极管正向导通后输出高电平经r4电阻使vt1单向可控硅导通，vt1单向可控硅3脚输出高电平经r3电阻使q4三极管导通，使j1继电器得电工作，使j1-1常闭触点断开，同时使led1发光二极管得电发光，y1蜂鸣器得电发出滴滴报警提示音，同时q3三极管集电极输出的高电平另一路经d2二极管正向导通后输出高电平同时向c2电容充电的同时经r6电阻使q5三极管导通，从而达到在电动自行车充电时因充电器某些原因使充电器输出的电压电流过大而使电动自行车内电池因充电电压过高或充电电流过大而发热短路，发生火灾，因在j1继电器得电工作后，j1-1常闭触点断开，从而也断开了dc2a端与dc1端电池的连接，从而也保护了电池被充电电压过高或电流过大而损坏。
39.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。