CN202772644U - 采集系统终端供电管理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采集系统终端供电管理电路，包括电池、交流供电电路和主控CPU及分别与主控CPU相连的电池充电电路和电池放电电路，交流供电电路连接有市电，所述电池充电电路包括电池充电管理芯片和充电稳压电路，电池充电管理芯片分别与主控CPU和电池相连，电池充电管理芯片还通过充电稳压电路与交流供电电路相连，所述交流供电电路和电池放电电路的输出端连接有输出电压稳压电路。本实用新型利用电池充电管理芯片动态补偿电池内阻用以减少充电时间，电池充电管理芯片具有电池温度监测功能，可以利用电池的温度传感器连续检测电池温度，避免电池超过设定的范围，保障充电的安全，提高了电池的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能表供电技术领域，尤其涉及一种用于电能表的采集系统终端供电管理电路。
背景技术
电能表是用来测量电路中电能消耗的采集系统终端，随着科技的进步，现有电能表的功能性和智能化水平逐渐提高，如电能表的远程抄表、载波通信和485通信功能等，这些功能的增加，对电源的要求也随之提高。现有的电能表均采用市电供电和内置电池应急供电的方式相结合，用以确保电能表的智能化工作进度，但是，内置电池在使用后存在着充电时间长，充放电设置不合理，充放电电路复杂，功能单一的问题。同时，电池在充电过程中还需实时检测电池的温度，避免因温度过高引起电池的损坏，在现有技术中，单独设置了电池温度检测电路，增加了电能表的负担，不利于电能表朝小型化、高集成度方向发展。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种电池充放电设置合理、集温感控制功能的采集系统终端供电管理电路。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案是：
一种采集系统终端供电管理电路，包括电池、交流供电电路和主控CPU及分别与主控CPU相连的电池充电电路和电池放电电路，交流供电电路连接有市电，所述电池充电电路包括电池充电管理芯片和充电稳压电路，电池充电管理芯片分别与主控CPU和电池相连，电池充电管理芯片还通过充电稳压电路与交流供电电路相连，所述交流供电电路和电池放电电路的输出端连接有输出电压稳压电路。
优选地，所述电池充电管理芯片的型号为BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W中的一种。
优选地，所述电池充电管理芯片的充电电流感测输入端SNS通过电阻R72和二极管D8与充电稳压电路相连，二极管D8从充电稳压电路向电阻R72正向导通；电池充电管理芯片的电池电压出入端BAT通过电阻R67与电池的正极相连，电池电压出入端BAT通过电阻R68接地；电池的正极通过电阻R65和电阻R66的串联电路接地，电阻R65和电阻R66的连接处与主控CPU相连；电池充电管理芯片的工作电源输入端VCC通过电容C59接地；电池充电管理芯片的工作电源地输入端VSS接地；电池充电管理芯片的温度感测输入端TS通过电阻69接地；电池充电管理芯片的充电控制输出端CC连接有电阻R71，电阻R71连接在二极管D8与电阻R72的连接处，二极管D8与电阻R72的连接处通过电容C59接地，充电控制输出端CC与充电电流感测输入端SNS之间连接有场效应管U10，充电控制输出端CC与场效应管U10的栅极相连，充电电流感测输入端SNS与场效应管U10的源极相连，场效应管U10的漏极通过二极管D9与电池的正极相连，二极管D9由场效应管U10的漏极向电池的正极方向正向导通，场效应管U10的漏极通过电容C58接地；电池充电管理芯片的充电速率补偿输入端COMP与二极管D8与电阻R72的连接处相连，充电速率补偿输入端COMP与温度感测输入端TS之间并联有电阻R70。
优选地，所述充电稳压电路包括稳压器，稳压器的输入端与交流供电电路相连，稳压器的输入端还通过并联的电容C62和电容C93接地，稳压器的输出端与电池充电管理芯片相连，稳压器的输出端还通过并联的电容C60和电容C94接地。
优选地，所述电池放电电路包括继电器，继电器的输入端与电池的正极相连，继电器的输出端通电二极管D7和二极管D6的并联电路与输出电压稳压电路相连，继电器的控制端与三极管V1的集电极相连，三极管V1的发射机接地，三极管V1的基极通过电阻R64与主控CPU相连。
优选地，所述输出电压稳压电路包括降压型开关稳压器W4，降压型开关稳压器W4的型号为LM2576T-5V；降压型开关稳压器W4的输入端与电池放电电路相连，输入端还通过二级管D5分别与交流供电电路和电池充电电路相连，二级管D5由交流供电电路向输入端正向导通，降压型开关稳压器W4的输入端还通过电容C96和电容C57的并联电路接地；降压型开关稳压器W4的输出端通过稳压二极管Z1接地，降压型开关稳压器W4的控制端接地，降压型开关稳压器W4的信息反馈端与输出端之间并联有电感L4，信息反馈端与电源相连，信息反馈端通过电容C91、电容C53和二极管Z2的并联电路接地。
相比较于现有技术，本实用新型的采集系统终端供电管理电路利用电池充电管理芯片动态补偿电池内阻用以减少充电时间，电池充电管理芯片具有电池温度监测功能，可以利用电池的温度传感器连续检测电池温度，避免电池超过设定的范围，保障充电的安全，提高了电池的使用寿命。本实用新型电路设计简单，有利于电能表朝小型化、高集成度方向发展。
附图说明
图1是本实用新型采集系统终端供电管理电路的电路框图。
图2是本实用新型采集系统终端供电管理电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步详细说明本实用新型，但本实用新型的保护范围并不限于此。
参照图1-2，本实用新型的采集系统终端供电管理电路包括电池B、交流供电电路和主控CPU及分别与主控CPU相连的电池充电电路和电池放电电路，交流供电电路连接有市电。电池B可以为单节电池或多节组成的电池组，交流供电电路为常规的供电电路，通过对市电的降压而对电能表进行供电或对电池B进行充电，交流供电电路通过本技术领域的技术人员可以容易得到，属于现有技术，在此不再赘述。所述电池充电电路包括电池充电管理芯片U11和充电稳压电路，电池充电管理芯片U11分别与主控CPU和电池B相连，电池充电管理芯片U11还通过充电稳压电路与交流供电电路相连，交流供电电路和电池放电电路的输出端连接有输出电压稳压电路。
针对不同的充电需要，电池充电管理芯片U11的型号可以为BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W中的一种。所述电池充电管理芯片U11的充电电流感测输入端SNS通过电阻R72和二极管D8与充电稳压电路相连，二极管D8从充电稳压电路向电阻R72正向导通。电池充电管理芯片U11的电池电压出入端BAT通过电阻R67与电池B的正极相连，电池电压出入端BAT通过电阻R68接地。电池B的正极通过电阻R65和电阻R66的串联电路接地，电阻R65和电阻R66的连接处与主控CPU相连。电池充电管理芯片U11的工作电源输入端VCC通过电容C59接地；电池充电管理芯片U11的工作电源地输入端VSS接地。电池充电管理芯片U11的温度感测输入端TS通过电阻69接地。电池充电管理芯片U11的充电控制输出端CC连接有电阻R71，电阻R71连接在二极管D8与电阻R72的连接处，二极管D8与电阻R72的连接处通过电容C59接地，充电控制输出端CC与充电电流感测输入端SNS之间连接有场效应管U10，充电控制输出端CC与场效应管U10的栅极相连，充电电流感测输入端SNS与场效应管U10的源极相连，场效应管U10的漏极通过二极管D9与电池B的正极相连，二极管D9由场效应管U10的漏极向电池B的正极方向正向导通，场效应管U10的漏极通过电容C58接地。电池充电管理芯片U11的充电速率补偿输入端COMP与二极管D8与电阻R72的连接处相连，充电速率补偿输入端COMP与温度感测输入端TS之间并联有电阻R70。其中，场效应管U10的型号为SI9424，二极管D9、二极管D8的型号为IN5819。
所述充电稳压电路包括稳压器W5，稳压器W5的输入端与交流供电电路相连，稳压器W5的输入端还通过并联的电容C62和电容C93接地，稳压器W5的输出端与电池充电管理芯片U11相连，稳压器W5的输出端还通过并联的电容C60和电容C94接地，稳压器W5的接地端接地。其中，稳压器W5的型号为MC789BT。
所述电池放电电路包括继电器RL1，继电器RL1的输入端与电池B的正极相连，继电器RL1的输出端通电二极管D7和二极管D6的并联电路与输出电压稳压电路相连，继电器RL1的控制输入端与控制输出端之间并联有二极管D4，二极管D4由继电器RL1的控制输入端向控制输出端导通，控制输出端通过电容C95接地，控制输出端与正5V电源相连。继电器RL1的控制输入端与三极管V1的集电极相连，三极管V1的发射机接地，三极管V1的基极通过电阻R64与主控CPU相连。其中，继电器RL1的型号为TXS2-45V，三极管V1的型号为3904，二极管D7和二极管D6的型号为IN5819，二极管D4的型号为IN4148。
所述输出电压稳压电路包括降压型开关稳压器W4，降压型开关稳压器W4的型号为LM2576T-5V。降压型开关稳压器W4的输入端与电池放电电路相连，输入端还通过二级管D5分别与交流供电电路和电池充电电路相连，二级管D5由交流供电电路向输入端正向导通，降压型开关稳压器W4的输入端还通过电容C96和电容C57的并联电路接地；降压型开关稳压器W4的输出端通过稳压二极管Z1接地，降压型开关稳压器W4的控制端接地，降压型开关稳压器W4的信息反馈端与输出端之间并联有电感L4，信息反馈端与正5V的电源相连，信息反馈端通过电容C91、电容C53和二极管Z2的并联电路接地。其中，稳压二极管Z1的型号为IN5822，二极管Z2的型号为TVS2。
电池充电管理芯片U11的充电分为三个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段，分别控制电池B的充电状态，使电池B时刻工作在最佳状态。放电时，采用主控CPU控制继电器RL1的通断来实现电池B的放电与断开，电池B与交流供电电路采用二极管D5、二极管D6和二极管D7隔离方式给主回路供电，防止交流供电电路给电池B高压倒灌。电池B的电压经分压电路R65、R66到主控CPU进行AD值检测，主控CPU根据检测到的AD值判断是否电池B的电压过低，如过低则断开继电器以防止电池过放，从而保护电池延长电池使用寿命。
Claims (6)
1.一种采集系统终端供电管理电路，包括电池、交流供电电路和主控CPU及分别与主控CPU相连的电池充电电路和电池放电电路，交流供电电路连接有市电，其特征在于，所述电池充电电路包括电池充电管理芯片和充电稳压电路，电池充电管理芯片分别与主控CPU和电池相连，电池充电管理芯片还通过充电稳压电路与交流供电电路相连，所述交流供电电路和电池放电电路的输出端连接有输出电压稳压电路。
2.根据权利要求1所述的采集系统终端供电管理电路，其特征在于，所述电池充电管理芯片的型号为BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W中的一种。
3.根据权利要求2所述的采集系统终端供电管理电路，其特征在于，所述电池充电管理芯片的充电电流感测输入端SNS通过电阻R72和二极管D8与充电稳压电路相连，二极管D8从充电稳压电路向电阻R72正向导通；电池充电管理芯片的电池电压出入端BAT通过电阻R67与电池的正极相连，电池电压出入端BAT通过电阻R68接地；电池的正极通过电阻R65和电阻R66的串联电路接地，电阻R65和电阻R66的连接处与主控CPU相连；电池充电管理芯片的工作电源输入端VCC通过电容C59接地；电池充电管理芯片的工作电源地输入端VSS接地；电池充电管理芯片的温度感测输入端TS通过电阻69接地；电池充电管理芯片的充电控制输出端CC连接有电阻R71，电阻R71连接在二极管D8与电阻R72的连接处，二极管D8与电阻R72的连接处通过电容C59接地，充电控制输出端CC与充电电流感测输入端SNS之间连接有场效应管U10，充电控制输出端CC与场效应管U10的栅极相连，充电电流感测输入端SNS与场效应管U10的源极相连，场效应管U10的漏极通过二极管D9与电池的正极相连，二极管D9由场效应管U10的漏极向电池的正极方向正向导通，场效应管U10的漏极通过电容C58接地；电池充电管理芯片的充电速率补偿输入端COMP与二极管D8与电阻R72的连接处相连，充电速率补偿输入端COMP与温度感测输入端TS之间并联有电阻R70。
4.根据权利要求1所述的采集系统终端供电管理电路，其特征在于，所述充电稳压电路包括稳压器，稳压器的输入端与交流供电电路相连，稳压器的输入端还通过并联的电容C62和电容C93接地，稳压器的输出端与电池充电管理芯片相连，稳压器的输出端还通过并联的电容C60和电容C94接地。
5.根据权利要求1所述的采集系统终端供电管理电路，其特征在于，所述电池放电电路包括继电器，继电器的输入端与电池的正极相连，继电器的输出端通电二极管D7和二极管D6的并联电路与输出电压稳压电路相连，继电器的控制端与三极管V1的集电极相连，三极管V1的发射机接地，三极管V1的基极通过电阻R64与主控CPU相连。
6.根据权利要求1所述的采集系统终端供电管理电路，其特征在于，所述输出电压稳压电路包括降压型开关稳压器W4，降压型开关稳压器W4的型号为LM2576T-5V；降压型开关稳压器W4的输入端与电池放电电路相连，输入端还通过二级管D5分别与交流供电电路和电池充电电路相连，二级管D5由交流供电电路向输入端正向导通，降压型开关稳压器W4的输入端还通过电容C96和电容C57的并联电路接地；降压型开关稳压器W4的输出端通过稳压二极管Z1接地，降压型开关稳压器W4的控制端接地，降压型开关稳压器W4的信息反馈端与输出端之间并联有电感L4，信息反馈端与电源相连，信息反馈端通过电容C91、电容C53和二极管Z2的并联电路接地。
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| CN107171410A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-09-15 | 姬丰产 | 一种充电器温控保护装置和充电器 |
| CN110198070A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-03 | 深圳致晟文化创新有限公司 | 双向无线充放电设备 |
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