CN107733071A - 颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路及其控制方法 - Google Patents

颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路及其控制方法 Download PDF

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许欢
王灵烽
付聪
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Abstract

本发明公开了一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路及其控制方法，包括依次连接的220V市电、开关电源、第二路直流电源、电源切换电路和用电设备，所述220V市电上还连接有充电器，所述充电器的输出端连接电源切换电路，所述电源切换电路的输出端上还依次连接有蓄电池和第一路直流电源，所述第一路直流电源的输出端连接电源切换电路。本发明集成了蓄电池、蓄电池充电器等模块，可实现无缝工作切换，同时可以对蓄电池进行保护，提高蓄电池的使用寿命，且操作简单，使用和维护成本低。主要用于颗粒物在线监测系统中的双电源的控制、切换及电池保护，其中双电源切换指的是由220V转换成的24V开关电源供电和蓄电池供电之间的切换。

Description

颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制电路，尤其涉及一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路及其控制方法。
背景技术
在建筑工地、道路、厂矿等所产生的颗粒物是城市环境污染的主要来源之一，目前针对这种场合的监测，主要是扬尘(颗粒物)在线监测系统。颗粒物在线监测系统，主要是对大气中的细微颗粒物进行间断或连续的采集和分析，对环境质量进行客观评价，为政府管理部门对环境的治理与改善指明方向。
由于颗粒物在线监测系统所处的环境复杂，经常遇到各种临时停电的情况。因此政府监管部门希望能够在短时停电的情况下，颗粒物在线监测系统仍能够坚持运行一段时间。因此颗粒物在线监测系统需要同时具有220V供电及蓄电池供电两种供电方法。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种集成了蓄电池、蓄电池充电器等模块，可实现无缝工作切换，同时可以对蓄电池进行保护，提高蓄电池的使用寿命，且操作简单，使用和维护成本低的颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路及其控制方法。
本发明的技术方案：一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路，包括依次连接的220V市电、开关电源、第二路直流电源、电源切换电路和用电设备，所述220V市电上还连接有充电器，所述充电器的输出端连接电源切换电路，所述电源切换电路的输出端上还依次连接有蓄电池和第一路直流电源，所述第一路直流电源的输出端连接电源切换电路。
本发明集成了蓄电池、蓄电池充电器等模块，可实现无缝工作切换，同时可以对蓄电池进行保护，提高蓄电池的使用寿命，且操作简单，使用和维护成本低。主要用于颗粒物在线监测系统中的双电源的控制、切换及电池保护，其中双电源切换指的是由220V转换成的24V开关电源供电和蓄电池供电之间的切换。
优选地，所述电源切换电路包括过压保护电路和低电压保护电路，所述过压保护电路包括基准电压产生电路和高电压比较电路，所述低电压保护电路包括基准电压产生电路和低电压比较电路。
本发明的基准电压产生电路集成在电路板上，用来产生充放电时的基础比较电压。低电压比较电路，用来控制一个MOS开关管的切换，保证电压过低时，开关管切断。高电压比较电路，用来控制一个MOS开关管的切换，保证电压过高时，开关管切断。
优选地，所述高电压比较电路包括与蓄电池连接的比较器LM393、连接在比较器LM393上的电平输出端OPT和连接在电平输出端OPT上的光耦AA36。
当蓄电池电压过高时，断开蓄电池充电电路，对蓄电池进行保护。
优选地，所述低电压比较电路包括与蓄电池连接的比较器LM393、连接在比较器LM393上的电平输出端PMOS_G和连接在电平输出端PMOS_G上的场效应管Q1。
当蓄电池电压过低时，断开蓄电池供电电路，对蓄电池进行保护。
一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路的控制方法，
当220V市电给用电设备正常供电时，同时给蓄电池充电，两路导通电路分别为：
220V市电、开关电源、第二路直流电源、电源切换电路和用电设备，
220V市电、充电器、电源切换电路和蓄电池；
当蓄电池电压大于设定值时，充电器充电电路断开，蓄电池停止充电；
当220V市电断开时，蓄电池开始给用电设备供电，导通电路为：
蓄电池、第一路直流电源、电源切换电路和用电设备；
当蓄电池电压小于设定值时，蓄电池不再给设备供电。
优选地，当蓄电池电压BAT_VCC小于基准电压VREF时，比较器LM393输出低电平，即OPT为低电平，此时光耦AA36右侧有电流流过，驱动光耦工作，光耦5脚输出高电平，蓄电池持续充电，相应的，当蓄电池电压BAT_VCC大于等于基准电压VREF时，比较器LM393输出高电平，即OPT为高电平，此时光耦AA36无法驱动，光耦5脚输出低电平，此时，会断开充电电路和充电器，蓄电池停止充电。
优选地，该处基准电压VREF为15V。
优选地，当220V市电断开时，蓄电池开始工作，通过第一路直流电源给用电设备供电，当蓄电池电压BAT_VCC大于基准电压VREF时，比较器LM393输出低电平，即PMOS_G为低电平，此时场效应管Q1导通，蓄电池持续放电，相应的，当蓄电池电压BAT_VCC小于等于基准电压VREF时，比较器LM393输出高电平，即PMOS_G为高电平，此时场效应管Q1关断，蓄电池停止放电。
优选地，该处基准电压VREF为10V。
本发明集成了蓄电池、蓄电池充电器等模块，可实现无缝工作切换，同时可以对蓄电池进行保护，提高蓄电池的使用寿命，且操作简单，使用和维护成本低。主要用于颗粒物在线监测系统中的双电源的控制、切换及电池保护，其中双电源切换指的是由220V转换成的24V开关电源供电和蓄电池供电之间的切换。
附图说明
图1为本发明的电路框图；
图2为本发明中过压保护电路的原理图；
图3为本发明中低电压保护电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。
如图1所示，一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路，包括依次连接的220V市电、开关电源、第二路直流电源、电源切换电路和用电设备，所述220V市电上还连接有充电器，所述充电器的输出端连接电源切换电路，所述电源切换电路的输出端上还依次连接有蓄电池和第一路直流电源，所述第一路直流电源的输出端连接电源切换电路。
当接220V市电正常工作时，经第二路直流电路给设备供电，同时也会通过充电器和充电电路给蓄电池充电。
其主要实现以下几个功能：
1、当220V市电给用电设备正常供电时，同时给蓄电池充电，当蓄电池电压大于一定值时（比如设定为15V时），断开充电器充电电路，蓄电池停止充电。
2、当220V市电断开时（比如停电等意外情况），蓄电池能开始给用电设备供电，当蓄电池电压小于一定的电压时（比如设置为10V时），不再给设备供电。
如图2所示，当蓄电池电压BAT_VCC小于基准电压VREF（15V）时，比较器LM393输出低电平，即OPT为低电平，此时光耦AA36右侧有电流流过，驱动光耦工作，光耦5脚输出高电平，蓄电池持续充电，相应的，当蓄电池电压BAT_VCC大于等于基准电压VREF（15V）时，比较器LM393输出高电平，即OPT为高电平，此时光耦AA36无法驱动，光耦5脚输出低电平，此时，会断开充电电路和充电器，蓄电池停止充电；
如图3所示,当220V市电断开时（意外情况如断电等），蓄电池开始工作，通过第一路直流电路给设备供电，当蓄电池电压BAT_VCC大于基准电压VREF（10V）时，比较器LM393输出低电平，即PMOS_G为低电平，此时场效应管Q1导通，蓄电池持续放电，相应的，当蓄电池电压BAT_VCC小于等于基准电压VREF（10V）时，比较器LM393输出高电平，即PMOS_G为高电平，此时场效应管Q1关断，蓄电池停止放电。
本发明集成了蓄电池、蓄电池充电器等模块，可实现无缝工作切换；蓄电池电压过低时，断开蓄电池供电电路，对蓄电池进行保护；蓄电池电压过高时，断开蓄电池充电电路，对蓄电池进行保护；大大提高了蓄电池的寿命，简化了操作。

Claims (9)

1.一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路，其特征在于：其包括依次连接的220V市电、开关电源、第二路直流电源、电源切换电路和用电设备，所述220V市电上还连接有充电器，所述充电器的输出端连接电源切换电路，所述电源切换电路的输出端上还依次连接有蓄电池和第一路直流电源，所述第一路直流电源的输出端连接电源切换电路。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路，其特征在于：所述电源切换电路包括过压保护电路和低电压保护电路，所述过压保护电路包括基准电压产生电路和高电压比较电路，所述低电压保护电路包括基准电压产生电路和低电压比较电路。
3.根据权利要求2所述的一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路，其特征在于：所述高电压比较电路包括与蓄电池连接的比较器LM393、连接在比较器LM393上的电平输出端OPT和连接在电平输出端OPT上的光耦AA36。
4.根据权利要求3所述的一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路，其特征在于：所述低电压比较电路包括与蓄电池连接的比较器LM393、连接在比较器LM393上的电平输出端PMOS_G和连接在电平输出端PMOS_G上的场效应管Q1。
5.一种如权利要求4所述的颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路的控制方法，其特征在于：
当220V市电给用电设备正常供电时，同时给蓄电池充电，两路导通电路分别为：
220V市电、开关电源、第二路直流电源、电源切换电路和用电设备，
220V市电、充电器、电源切换电路和蓄电池；
当蓄电池电压大于设定值时，充电器充电电路断开，蓄电池停止充电；
当220V市电断开时，蓄电池开始给用电设备供电，导通电路为：
蓄电池、第一路直流电源、电源切换电路和用电设备；
当蓄电池电压小于设定值时，蓄电池不再给设备供电。
6.根据权利要求5所述的一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路的控制方法，其特征在于：
当蓄电池电压BAT_VCC小于基准电压VREF时，比较器LM393输出低电平，即OPT为低电平，此时光耦AA36右侧有电流流过，驱动光耦工作，光耦5脚输出高电平，蓄电池持续充电，相应的，当蓄电池电压BAT_VCC大于等于基准电压VREF时，比较器LM393输出高电平，即OPT为高电平，此时光耦AA36无法驱动，光耦5脚输出低电平，此时，会断开充电电路和充电器，蓄电池停止充电。
7.根据权利要求6所述的一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路的控制方法，其特征在于：该处基准电压VREF为15V。
8.根据权利要求5所述的一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路的控制方法，其特征在于：当220V市电断开时，蓄电池开始工作，通过第一路直流电源给用电设备供电，当蓄电池电压BAT_VCC大于基准电压VREF时，比较器LM393输出低电平，即PMOS_G为低电平，此时场效应管Q1导通，蓄电池持续放电，相应的，当蓄电池电压BAT_VCC小于等于基准电压VREF时，比较器LM393输出高电平，即PMOS_G为高电平，此时场效应管Q1关断，蓄电池停止放电。
9.根据权利要求8所述的一种颗粒物在线监测系统中的双电源控制电路的控制方法，其特征在于：该处基准电压VREF为10V。
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