CN105024437B - 用于物联网节点型压力传感器的可充电电源 - Google Patents

用于物联网节点型压力传感器的可充电电源 Download PDF

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Abstract

一种用于物联网节点型压力传感器的可充电电源包括桥式整流电路、第一稳压电路、滤波电路、电池充电电路、自动切换电路、机械开关电路以及第二稳压电路，桥式整流电路、第一稳压电路以及滤波电路将交流电源变成直流电源后，接入机械开关电路的输入端，电池充电电路通过滤波电路单向导通输出的电源对电池充电，自动切换电路能根据该滤波电路输出的控制信号控制电池充电电路输出电源端与机械开关电路的输入端连接或断开，机械开关电路能根据滤波电路或该自动切换电路的输出电源，经第二稳压电路形成压力传感器的供电电源，本发明既可外接电源对传感器供电，又可充电电池对传感器供电，外接电源供电与充电电池供电可以自动切换，保证电路的稳定工作。

Description

用于物联网节点型压力传感器的可充电电源
技术领域
本发明涉及一种电子设备技术领域，尤其涉及一种用于物联网节点型压力传感器的可充电电源。
背景技术
随着物联网技术的发展，传感器应用越来越广泛，传统用于物联网的节点传感器一般采用干电池进行供电，这种方法使产品的体积变小，但是必须定期更换电池，工作效率低且成本高。由于节点型压力传感器正常工作所需功率较大，而干电池的容量小，使得节点型压力传感器工作时间短，甚至可能由于电量不足引起电路工作不稳定。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供一种用于物联网节点型压力传感器的可充电电源，既可通过外接电源对传感器供电，又可通过充电电池对传感器供电，而外接电源供电与充电电池供电可以实现自动切换，无缝连接，保证电路的稳定工作。
本发明的技术方案是这样实现的：一种用于物联网节点型压力传感器的可充电电源，包括桥式整流电路、第一稳压电路、滤波电路、电池充电电路、自动切换电路、机械开关电路以及第二稳压电路，该桥式整流电路、第一稳压电路以及滤波电路用于将交流电源变成直流电源后，接入该机械开关电路的输入端，该电池充电电路通过该滤波电路单向导通输出的电源对锂电池充电，该自动切换电路能根据该滤波电路输出的控制信号控制该电池充电电路输出电源端与该机械开关电路的输入端连接或断开，该机械开关电路能根据该滤波电路或该自动切换电路的输出电源，经该第二稳压电路形成该压力传感器的供电电源。
作为本发明的进一步改进，该锂电池充电电路采用MAX1873电源管理芯片，通过该滤波电路单向导通输出的电源对锂电池充电。
作为本发明的进一步改进，该自动切换电路具有作为开关管的PMOS管，该PMOS管之漏极与该电池充电电路之输出端相连，该PMOS管之栅极与该滤波电路之输出端相连，而该PMOS管之源极与该机械开关电路之输入端相连。
作为本发明的进一步改进，该滤波电路包括一共模电感和两磁珠，该滤波电路包括一共模电感和两磁珠，该共模电感两绕组一侧两端分别连接于该第一稳压电路之输出端电源线和输出端底线，而该共模电感两绕组另一侧两端分别串联该两个磁珠，该两个磁珠另两端分别接于该自动切换电路之输入端电源线和输入端地线。
作为本发明的进一步改进，该机械开关电路具有作为开关管的PMOS管以及能控制该PMOS管导通或截止的拨动开关，当该拨动开关闭合时该PMOS管导通，并为该第二稳压电路提供电源，当该拨动开关断开时该PMOS管截止，并停止为该第二稳压电路提供电源，该机械开关电路60的作用起到控制后级电路电源开关的作用。
本发明的有益技术效果是：该可充电电源通过该桥式整流电路、第一稳压电路和滤波电路将交流电源变成直流电源后，接入该机械开关电路的输入端，该电池充电电路通过该滤波电路之单向导通输出端对电池充电，该自动切换电路能根据该滤波电路输出的控制信号控制该电池充电电路输出电源端与该机械开关电路的输入端连接或断开，该机械开关电路能根据该滤波电路或该自动切换电路的输出电源，经该第二稳压电路形成该压力传感器的供电电源，由此实现了外接电源供电与充电电池供电的自动切换，实现无缝连接，保证电路的稳定工作。
更进一步地，该自动切换电路采用开关管作为PMOS管，该PMOS管之漏极与该电池充电电路之输出端相连，该PMOS管之栅极与该滤波电路之输出端相连，而该PMOS管之源极与该机械开关电路之输入端相连，而该滤波电路包括一共模电感和两磁珠，该共模电感两绕组一侧两端分别连接于该第一稳压电路之输出端电源线和输出端底线，而该共模电感两绕组另一侧两端分别串联该两个磁珠，该两个磁珠另两端分别接于该自动切换电路之输入端电源线和输入端地线，这样采用可充电锂电池供电，保证电路长期稳定性，采用共模电感滤波电路，有效抑制电源噪声，采用PMOS管实现自动切换电路与外接电源无缝连接，保证电路稳定工作。
附图说明
图1为本发明的控制原理图；
图2为本发明的实施例示意图。
图3为图2中A局部放大示意图；
图4为图2中B局部放大示意图；
图5为图2中C局部放大示意图；
图6为图2中D局部放大示意图。
具体实施方式
结合图1和图2，做以下详细描述：
如图1所示，一种用于物联网节点型压力传感器的可充电电源，包括桥式整流电路10、第一稳压电路20、滤波电路30、电池充电电路50、自动切换电路40、机械开关电路60以及第二稳压电路80，由该桥式整流电路10、第一稳压电路20和滤波电路30将来自220V、50Hz交流电源接口00的交流电源变成直流电源后，并直接接入该机械开关电路60的输入端，该电池充电电路50通过该滤波电路30之单向导通输出端对锂电池充电，该自动切换电路40通过响应该滤波电路30输出的控制信号控制该电池充电电路50之输出端与该机械开关电路60输入端连接会断开(具体地，当接入电源时外接电源既对传感器供电又对电池自动充电，当断开外接电源时自动由电池对传感器供电)，该机械开关电路60之输出端经该第二稳压电路80后，通过连接的外接供电接口80，接入传感器电源输入端。
该电池充电电路50包含MAX1873电源管理芯片，该芯片具有±0.75％的电池调节电压并且充电电流可调，通过外部P沟道的PMOS管能有效地对锂电池充电，该电池充电电路50采取大容量的可充电锂电池进行供电，保证了电路长期的稳定性，通过电源管理芯片对电池进行管理，延长锂电池的寿命。
该自动切换电路40具有作为开关管的PMOS管Q4，该PMOS管Q4之漏极与该电池充电电路50之输出端相连，该PMOS管Q4之栅极与该滤波电路30之输出端相连，而该PMOS管Q4之源极与该机械开关电路60之输入端相连。当外接电源接入时滤波电路30输出高电压，PMOS管Q4的栅极与源极之间的电压大于零，PMOS管Q4截止，电池充电电路50之输出端与该机械开关电路60输入端断开，充电电池开始自动充电，电路由外接电源供电。当外接电源断开时滤波电路30输出低电压，PMOS管Q4漏极的高电压通过PMOS管Q4的内部寄生二极管使得该PMOS管源极获得一个高电压，此时PMOS管Q4的栅极与源极之间的电压小于零，PMOS管Q4导通，电池充电电路50之输出端与该机械开关电路60输入端连接，电路由充电电池供电。
该机械开关电路60具有作为开关管的PMOS管Q1以及能控制该PMOS管Q1导通或截止的拨动开关S1，当该拨动开关S1闭合时该PMOS管Q1导通，并为该第二稳压电路70提供电源，当该拨动开关S1断开时该PMOS管Q1截止，并停止为该第二稳压电路70提供电源，该机械开关电路60的作用起到控制后级电路电源开关的作用。
考虑到外界环境存在着大量的空间干扰，会在电源上产生高频噪声、共模噪声、尖峰干扰，采用共模电感设计的滤波电路，有效抑制了电源引进的噪声，该滤波电路30包括一共模电感L3和两磁珠(L1、L2)，该共模电感L3两绕组一侧两端分别连接于该第一稳压电路20之输出端电源线和输出端底线，而该共模电感L3两绕组另一侧两端分别串联该两个磁珠(L1、L2)，该两个磁珠(L1、L2)另两端分别接于该自动切换电路40之输入端电源线和输入端地线。
所述自动切换电路40包含一电阻R12、一作为开关管的PMOS管、两个二极管(D1、D2)，该PMOS管之漏极接在该电池充电电路50的输出端，该PMOS管之栅极接在该滤波电路30的输出端，该两个二极管串接后形成的正、负极分别接于该PMOS管源极与栅极，而该两个二极管之间接点401与该电池充电电路50的输入端连接，这种将PMOS管的漏极接在高电平的方法使得PMOS管的源极始终处于高电位，在切换外接电源时实现了无缝连接，保证了电路的稳定工作，该电池充电电路50的输入端接在两个二极管之间，由于二极管的单向导电性，因此该锂电池的电流不会倒灌回电源。
上述实施方案具体介绍了本发明方案，对于本领域的普通技术人员来说，结合本发明方案和构思，还可以做出若干调整和改进，这些均为本发明设计的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于物联网节点型压力传感器的可充电电源，包括桥式整流电路(10)、第一稳压电路(20)、滤波电路(30)、电池充电电路(50)、自动切换电路(40)、机械开关电路(60)以及第二稳压电路(70)，其特征在于，该桥式整流电路(10)、第一稳压电路(20)以及滤波电路(30)将交流电源变成直流电源后，接入该机械开关电路(60)的输入端，该电池充电电路(50)通过该滤波电路(30)单向导通输出的电源对电池充电，该自动切换电路(40)能根据该滤波电路(30)输出的控制信号控制该电池充电电路(50)输出电源端与该机械开关电路(60)的输入端连接或断开，该机械开关电路(60)能根据该滤波电路(30)或该自动切换电路(40)的输出电源，经该第二稳压电路(70)形成该压力传感器的供电电源，其中：
该电池充电电路(50)采用MAX1873电源管理芯片，通过该滤波电路(30)单向导通输出的电源对锂电池充电；
该自动切换电路(40)具有作为开关管的PMOS管(Q4)，该PMOS管(Q4)之漏极与该电池充电电路(50)之输出端相连，该PMOS管(Q4)之栅极与该滤波电路(30)之输出端相连，而该PMOS管(Q4)之源极与该机械开关电路(60)之输入端相连；
该滤波电路(30)包括一共模电感(L3)和两磁珠(L1、L2)，该共模电感(L3)两绕组一侧两端分别连接于该第一稳压电路(20)之输出端电源线和输出端底线，而该共模电感(L3)两绕组另一侧两端分别串联该两个磁珠(L1、L2)，该两个磁珠(L1、L2)另两端分别接于该自动切换电路(40)之输入端电源线和输入端地线；
该机械开关电路(60)具有作为开关管的PMOS管(Q1)以及能控制该PMOS管(Q1)导通或截止的拨动开关(S1)，当该拨动开关(S1)闭合时该PMOS管(Q1)导通，并为该第二稳压电路(70)提供电源，当该拨动开关(S1)断开时该PMOS管(Q1)截止，并停止为该第二稳压电路(70)提供电源。
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