CN105337403A - 网络gnss接收机电源系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络GNSS接收机电源系统及其控制方法，该系统包括电源模块、充电电路、切换电路、锂电池、DCDC变换器和后级电路；所述充电电路和DCDC变换器均与切换电路连接，所述锂电池与充电电路连接；所述DCDC变换器连接后级电路；切换电路，用于分别检测电源模块的电源输入信号和锂电池的电源输入信号，并根据两者的电源输入信号与电源模块或锂电池模块连接。本发明通过电源模块和锂电池的供电方式结合，通过切换电路无缝切换，保证后级电路不间断工作，降低成本。

Description

网络GNSS接收机电源系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及网络GNSS接收机电源系统及其控制方法。

背景技术

网络GNSS接收机用于滑坡地质灾害实时监测、水库大坝变形自动监测、大桥变形自动监测等，需长期24小时工作，并且网络GNSS接收机大多情况是安装在野外环境，供电条件不好，常常遇到停电或者电压不稳定的情况。现有技术通常是采用外部电源盒UPS电源作为备用电源。在外部电源断电时UPS电源为设备供电。UPS(UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply)，即不间断电压，是将铅酸蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。采用UPS电源作为备用电源，虽然可以解决外部电源断电时的供电问题，但是UPS电源有以下几个缺点，1、体积大，不好安装；2、成本高，维护麻烦；3、效率低、发热大、工作时间不够长。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种网络GNSS接收机电源系统，其能够实现多种电源输入方式，体积小、效率高。

为实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：

网络GNSS接收机电源系统，包括电源模块、充电电路、切换电路、锂电池、DCDC变换器和后级电路；所述充电电路和DCDC变换器均与切换电路连接，所述锂电池均与充电电路连接；所述DCDC变换器连接后级电路；

所述切换电路，用于分别检测电源模块的电源输入信号和锂电池的电源输入信号，并根据两者的电源输入信号与电源模块或锂电池模块连接。

优选的，还包括处理器，所述处理器与切换电路连接，所述处理器用于输出控制信号至切换电路，使切换电路与锂电池连接。

优选的，所述电源模块包括外部电源输入模块和POE电源模块；所述切换电路，用于分别检测外部电源输入模块的电源输入信号和POE电源模块的电源输入信号，根据外部电源输入模块的电源输入信号和POE电源模块的电源输入信号与外部电源输入模块或POE电源模块连接，并当切换电路与外部电源输入模块连接时，外部电源输入模块通过充电电路给锂电池充电，当切换电路与POE电压模块连接时，POE电源模块通过充电电路给锂电池充电。

本发明的目的之二在于提供网络GNSS接收机电源控制方法。

为实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：

网络GNSS接收机电源控制方法，包括如下步骤：

步骤一：切换电路分别检测外部电源输入模块的电源输入信号、POE电源模块的电源输入信号以及锂电池的电源输入信号，以获取外部电源输入模块的电压、POE电源模块的电压和锂电池的电压；

步骤二：切换电路判断外部电源输入模块的电压是否大于POE电源模块的电压，若是，则执行步骤三，否则，执行步骤四；

步骤三：判断外部电源输入模块的电压是否大于锂电池的电压，若是，则切换电路与外部电源输入模块连接，使外部电源输入模块依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电，否则，执行步骤五；

步骤四：判断POE电源模块的电压是否大于锂电池的电压，若是，则，则切换电路与POE电源模块连接，使POE电源模块依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电，否则，执行步骤五；

步骤五：切换电路与锂电池连接，使锂电池依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过电源模块和锂电池的供电方式结合，通过切换电路无缝切换，保证后级电路不间断工作，降低成本。

附图说明

图1为本发明的网络GNSS接收机电源系统的模块结构图。

图2为本发明的网络GNSS接收机电源控制方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

参见图1，本发明提供一种网络GNSS接收机电源系统，其包括电源模块、充电电路、切换电路、锂电池、DCDC变换器和后级电路；充电电路和DCDC变换器均与切换电路连接，锂电池与充电电路连接；DCDC变换器连接后级电路。

电源模块用于与外部的电源连接，电源模块内可设置电源适配器，由将市电变化为直流电源输入，也可以直接接入蓄电池等直流输出的供电源，只有选用的供电设备能够为网络GNSS接收机提供足够的功率即可。锂电池优选内置于网络GNSS接收机中，该锂电池为可充当锂电芯构成的电池包，例如，可由12节1250mAh的18650锂电芯串并组合成为15000mAh的锂电池包，提供持续强力的电源供给。DCDC变换器将高效率的提供后级电路所需的合适供电电压和足够功率，同时能够按期应对外部宽高压输入的苛刻条件，保障网络GNSS接收机工作的兼容稳定性。

切换电路，用于分别检测电源模块的电源输入信号和锂电池的电源输入信号，并根据两者的电源输入信号与电源模块或锂电池模块连接。切换电路包括MOS管和控制电路，具有二极管的功能，性能接近理想二极管，能检测电源模块的电源输入信号和锂电池的电源输入信号，并根据两者的电源输入信号获取两者的电压，根据电压高低选择与电源模块连接或者与锂电池连接，其原理即是二极管的工作原理，理想二极管会自动阻断电压低的一种电源，选择电压高的一个电源输入为后级电路进行供电，具体实现方式由现有技术可获知。

作为一种优选方式，所述电源模块包括外部电源输入模块和POE电源模块；所述切换电路，用于分别检测外部电源输入模块的电源输入信号和POE电源模块的电源输入信号，根据外部电源输入模块的电源输入信号和POE电源模块的电源输入信号与外部电源输入模块或POE电源模块连接，并当切换电路与外部电源输入模块连接时，外部电源输入模块通过充电电路给锂电池充电，当切换电路与POE电压模块连接时，POE电源模块通过充电电路给锂电池充电。

外部电源输入模块可连接市电或者蓄电池等直流电。POE电源模块则由以太网线传输信号的同时传送供电电压，通过PD(PoweredDevice，用电设备)控制器获取PSE(PowerSouringEquipment，供电设备)设备提供的电源，PD与PSE之间遵照IEEE802.3af或IEEE802.3at标准进行的识别和分类等通信机制；由不同的标准确定，以太网供电可提供最大13.0W或25.5W的功率。

同样，切换电路对外部电源输入模块或是POE电源模块的选择原理参考上述电源模块与锂电池的切换原理。例如，当外部电源输入模块的电压低于POE电源模块，此时判断POE电源模块的电压与锂电池的电压高低，若POE电源模块的电压高于锂电池，则由POE电源模块与切换电路连接为后级电路供电，同时，切换电路判断到锂电池的电压低于预设值时，控制POE电源模块通过充电电路为锂电池供电。

另一方面，为保障锂电池的使用寿命及可靠性，在锂电池长时间休闲(即长时间未启用锂电池供电)时也能进行充放电的过程，网络GNSS接收机电源系统还包括处理器，所述处理器与切换电路连接，所述处理器用于输出控制信号至切换电路，使切换电路与锂电池连接。切换电路接收到该控制信号后，即是外部电源输入模块的电压或者POE电源模块的电压高于锂电池的电压，仍然由锂电池为后级电路进行供电。其实现原理的一种是在处理器中存储有一预设时间，并且处理器内集成有一计时器，当达到预设时间时，处理器发送控制信号至切换电路，此时计时器清零，重新开始计算时间。

另一方面，本发明还提供一种网络GNSS接收机电源控制方法，参见图2，包括如下步骤：

步骤S1：切换电路分别检测外部电源输入模块的电源输入信号、POE电源模块的电源输入信号以及锂电池的电源输入信号，以获取外部电源输入模块的电压、POE电源模块的电压和锂电池的电压；

步骤S2：切换电路判断外部电源输入模块的电压是否大于POE电源模块的电压，若是，则执行步骤S3，否则，执行步骤S4；

步骤S3：判断外部电源输入模块的电压是否大于锂电池的电压，若是，则切换电路与外部电源输入模块连接，使外部电源输入模块依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电，否则，执行步骤S5；

步骤S4：判断POE电源模块的电压是否大于锂电池的电压，若是，则切换电路与POE电源模块连接，使POE电源模块依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电，否则，执行步骤S5；

步骤S5：切换电路与锂电池连接，使锂电池依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电。

当在具有处理器的情况下，执行步骤五之后，处理器判断锂电池的空闲时间是否大于预设值，若是，则输出控制信号至切换电路，以切换电路接收到该控制信号后与锂电池连接，由锂电池为后级电路供电，否则，在原先执行步骤三的情况下返回步骤三，原先执行步骤四的情况下返回步骤四。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.网络GNSS接收机电源系统，其特征在于，包括电源模块、充电电路、切换电路、锂电池、DCDC变换器和后级电路；所述充电电路和DCDC变换器均与切换电路连接，所述锂电池与充电电路连接；所述DCDC变换器连接后级电路；

所述切换电路，用于分别检测电源模块的电源输入信号和锂电池的电源输入信号，并根据两者的电源输入信号与电源模块或锂电池模块连接。

2.如权利要求1所述的网络GNSS接收机电源系统，其特征在于，还包括处理器，所述处理器与切换电路连接，所述处理器用于输出控制信号至切换电路，使切换电路与锂电池连接。

3.如权利要求1所述的网络GNSS接收机电源系统，其特征在于，所述电源模块包括外部电源输入模块和POE电源模块；所述切换电路，用于分别检测外部电源输入模块的电源输入信号和POE电源模块的电源输入信号，根据外部电源输入模块的电源输入信号和POE电源模块的电源输入信号与外部电源输入模块或POE电源模块连接，并当切换电路与外部电源输入模块连接时，外部电源输入模块通过充电电路给锂电池充电，当切换电路与POE电压模块连接时，POE电源模块通过充电电路给锂电池充电。

4.网络GNSS接收机电源控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：切换电路分别检测外部电源输入模块的电源输入信号、POE电源模块的电源输入信号以及锂电池的电源输入信号，以获取外部电源输入模块的电压、POE电源模块的电压和锂电池的电压；

步骤二：切换电路判断外部电源输入模块的电压是否大于POE电源模块的电压，若是，则执行步骤三，否则，执行步骤四；

步骤三：判断外部电源输入模块的电压是否大于锂电池的电压，若是，则切换电路与外部电源输入模块连接，使外部电源输入模块依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电，否则，执行步骤五；

步骤四：判断POE电源模块的电压是否大于锂电池的电压，若是，则，则切换电路与POE电源模块连接，使POE电源模块依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电，否则，执行步骤五；

步骤五：切换电路与锂电池连接，使锂电池依次经过切换电路、DCDC变换器为后级电路供电。