[发明专利]一种自动检测MFCs电池组中电压反转电池的控制电路

说明书

本发明提供了一种自动检测MFCs电池组中电压反转电池的控制电路，包括：一放大电路、一比较电路以及一检测控制电路；所述放大电路实时监测MFCs电池组中各个电池的输出电压；所述比较电路将所述输出电压与一电压阈值比较，当输出电压大于电压阈值时，所述检测控制电路将该电池接入串联总电路；当输出电压小于电压阈值时，所述检测控制电路将该电池从串联总电路中断开。本发明提供的一种自动检测MFCs电池组中电压反转电池的控制电路，有效的解决了串联回路中即将发生电压反转的单体MFC拉低串联回路总电压的问题，串联电池回路的总电压一直处于相对较高的电压值。

技术领域

本发明涉及一种自动检测MFCs电池组中电压反转电池的控制电路。

背景技术

近些年来，人口不断增长，预计在2050年全球人口将超过94亿，人口增长随之而来的能源危机也逐渐凹现。在过去的一个世纪，石油等化石燃料是人类的主要能源来源，然而，石油等化石燃料的消耗带来了许多环境污染问题，并且预计将在未来的100年或更久后枯竭。因此，寻找清洁新能源，进行能源结构改革变得尤为重要。为此，研究者们开发了太阳能、地热能、风能等多种清洁能源。而废水中也含有能量，这些能量以可生化降解的有机物的形式存在，高效地利用废水中的能量，将在变废为宝的同时，实现水利基础设施所需能源的自给自足。

MFC(微生物燃料电池)是近年来快速发展的一种在废水处理方面非常有前景的技术，与此同时，燃料电池还能通过外部回路产生电流，从而产生可再生能量。但是，单个MFC产生的电压较低，功率较低，不足以在实际生活中应用。于是，为了得到较高的电压，将多个MFC串联在一起是非常有必要的。当串联微生物燃料电池，单体电池会呈现负电压或者反向极化，称为电压反转，串联总电压并不能实现电压升高的目的。

针对串联电池组出现单体电池电压反转的问题，设计一种带电压阈值的自动检测反转电池并且能够将低于电压阈值的电池与串联电路中的其他电池断开连接的控制电路，从而有效的使串联电路的总输出电压持续保持在一个较高的值。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种自动检测MFCs电池组中电压反转电池的控制电路，能够自动检测电压反转的电池，并且能够将电压反转的电池与串联电路中奇特的电池断开，从而使得串联电路中的总输出电压保持在一个较高的值。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种自动检测MFCs电池组中电压反转电池的控制电路，包括：一放大电路、一比较电路以及一检测控制电路；

所述放大电路实时监测MFCs电池组中各个电池的输出电压；所述比较电路将所述输出电压与一电压阈值比较，当输出电压大于电压阈值时，所述检测控制电路将该电池接入串联总电路；当输出电压小于电压阈值时，所述检测控制电路将该电池从串联总电路中断开。

在一较佳实施例中：所述放大电路为包括一运算放大器构成的减法电路；所述运算放大器的正相输入端与电池的正极连接，反相输入端与电池的负极连接。

在一较佳实施例中：所述比较电路包括一比较器，所述比较器的正相输入端与所述减法电路的输出端连接；所述比较器的反相输入端与电压阈值输出电路连接。

在一较佳实施例中：所述检测控制电路包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管为Nmos管，第二开关管为Pmos管。

在一较佳实施例中：所述第一开关管的栅极与比较器的输出端连接，源极与电压阈值输出电路连接，漏极与输出电源负极连接；所述第二开关管的栅极与比较器的输出端连接，源极与比运算放大器的输出端、输出电源正极连接，漏极与输出电源负极连接。

在一较佳实施例中：所述比较器输出高电平时，第一开关管导通，第二开关管截止，电池接入串联总电路；所述比较器输出低电平时，第一开关管截止，第二开关管导通，电池从串联总电路中断开。

在一较佳实施例中：所述运算放大器的输出端与负相输入端之间连接一电阻形成负反馈。