CN204231004U - 电源控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源控制电路。本实用新型要解决的技术问题是提供一种电源控制电路，能够保障掉电后优先使用超级电容，后使用电池，在频繁短时间停电应用环境中，提高超级电容使用效率，减少电池使用时间，延长电池使用寿命。解决该问题的技术方案：电源控制电路包括超级电容供电电路、电池供电电路和控制切换电路，其中，超级电容供电电路输出端经二极管连接至负载；电池供电电路输出端经二极管连接至所述负载；控制切换电路输入端与超级电容供电电路输出端相连，输出端与电池供电电路相连，用于检测超级电容供电电路的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路的通断。本实用新型主要用于智能电表掉电后超级电容和电池的电源切换。

Description

电源控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源控制电路，主要用于智能电表掉电后超级电容和电池的电源切换。

背景技术

根据智能电表要求，掉电后电表必须能够进行一些简单操作：显示和计量及部分窃电事件检测，并且完成数据冻结和抄读功能，所以掉电后必须要提供电表工作电源。通常情况下，选择使用锂电池或超级电容作为电表掉电后的临时电源。但普通锂电池不能够进行充电，且容量有限，而超级电容容量小，难以维持长时间供电，所以在实际设计应用中，掉电后如何延长电源供电，保障电表可靠工作非常重要。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种电源控制电路，能够保障掉电后优先使用超级电容，后使用电池，在频繁短时间停电应用环境中，提高超级电容使用效率，减少电池使用时间，延长电池使用寿命。

本实用新型所采用的技术方案是：电源控制电路，其特征在于：它包括超级电容供电电路、电池供电电路和控制切换电路，其中，

超级电容供电电路，输出端经二极管连接至负载；

电池供电电路，输出端经二极管连接至所述负载；

控制切换电路，输入端与超级电容供电电路输出端相连，输出端与电池供电电路相连，用于检测超级电容供电电路的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路的通断。

所述超级电容供电电路包括超级电容C58和稳压芯片U9，其中，

超级电容C58，正极与稳压芯片U9输入端相连，负极接地；

稳压芯片U9，输出端与肖特基二极管D2的一个阳极相连，该二极管D2的阴极连接至所述负载。

所述电池供电电路包括电池和P沟道MOS管Q1，其中，

电池，正极与MOS管Q1的S极相连，负极接地；

MOS管Q1，D极与肖特基二极管D2的另一个阳极相连，G极与控制切换电路输出端相连。

所述控制切换电路包括电压检测芯片U15，其输入端与稳压芯片U9的输出端相连，输出端经电阻R45和二极管D8后与MOS管Q1的G极相连。

所述二极管D8为肖特基二极管，其阴极与MOS管Q1的G极相连，其中一个阳极经电阻R45与电压检测芯片U15相连，另一个阳极经电阻R32与外部5V直流电源相连。

所述电源控制电路还包括超级电容充电电路，其输入端与外部5V直流电源相连，输出端与超级电容C58的正极相连。

所述超级电容充电电路包括肖特基二极管D1，其阴极与超级电容C58的正极相连，两个阳极分别经电阻R76和电阻R77与外部5V直流电源相连。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型采用控制切换电路检测超级电容供电电路的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路的通断，即超级电容供电电路输出电压低于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路接通，反之，超级电容供电电路输出电压高于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路断开；实现了超级电容和电池分别单独供电的完美结合，发挥了超级电容能够多次充电和短时间放电的特点，特别是在短时间频繁停电的应用环境中，能够优先使用超级电容供电，而不会使用电池供电，延长了电池的使用寿命，减少更换电池的额外操作和花费，同时放电后的报废锂电池如果处理不当，会造成的环境污染，而超级电容的使用减低了电池的使用频率。2、控制电路采用普通元器件搭建完成，模块化设计，简单高效。3、该控制电路相对于专用的电源控制切换芯片，性价比高，应用范围广，已经过测试验证和批量投产，不仅适用于电能表掉电后的供电控制电路，也适用于其他掉电后需要电池和超级电容供电的仪表设备。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例超级电容供电电路1、电池供电电路2、控制切换电路3和超级电容充电电路4；

所述超级电容供电电路1包括超级电容C58和稳压芯片U9(型号AP2138)；其中，超级电容C58的正极与稳压芯片U9输入端相连，负极接地；稳压芯片U9的输出端与肖特基二极管D2(型号LBAT54CLT1)的一个阳极相连，该二极管D2的阴极连接至所述负载(MVDD芯片，下同)；

所述电池供电电路2包括电池和P沟道MOS管Q1(型号CJ2301)；其中，电池的正极与MOS管Q1的S极相连，负极接地；MOS管Q1的D极与肖特基二极管D2的另一个阳极相连，G极与控制切换电路3输出端相连；

所述控制切换电路3包括电压检测芯片U15(型号80829CLMC)，其输入端与稳压芯片U9的输出端相连，输出端经电阻R45与肖特基二极管D8(型号LBAT54CLT1)的一个阳极相连，该二极管D8的阴极连接至MOS管Q1的G极，该二极管D8的另一个阳极经电阻R32与外部5V直流电源(由电表所接入电网的交流电经降压整流滤波后得到)相连；用于检测超级电容供电电路1的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路2的通断，即超级电容供电电路1输出电压低于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路2接通，利用电池给电表供电，反之，超级电容供电电路1输出电压高于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路2断开，利用超级电容C58给电表供电；

所述超级电容充电电路4包括肖特基二极管D1(型号LBAT54CLT1)，其阴极与超级电容C58的正极相连，两个阳极分别经电阻R76和电阻R77与外部5V直流电源相连。

本实施例通过检测超级电容供电电路1输出电压，实现电源电路切换，具体控制切换原理如下：

交流电断开后，5V电压下降到0V，超级电容C58开始给稳压芯片U9供电，输出3.3V电压，通过二极管D2给MVDD芯片主电源提供3.3V电压；

当超级电容C58电量充足时，能够维持稳压芯片U9输出3.3V电压，所以CAP3.3V电压正常，作为电压检测芯片U15的输入电压，能够使电压检测芯片U15输出高电平，经二极管D8控制MOS管Q1处于关断状态，从而保持电池供电电路2断开，此时仅超级电容供电。

随着超级电容C58放电时间的延长，电量逐步减少，稳压芯片U9输出电压从3.3V开始下降。当超级电容C58电量不足时，稳压芯片U9输出电压低于2.9V时，即CAP3.3V低于2.9V，电压检测芯片U15将输出低电平，经二极管D8控制MOS管Q1处于闭合工作状态，电池供电电路2接通，给MVDD供电。

当交流电恢复后，5V电源输入正常，超级电容C58开始充电，使MOS管Q1处于关断状态，电池供电电路2断开，MVDD通过交流电源供电。

Claims (7)

1.一种电源控制电路，其特征在于：它包括超级电容供电电路(1)、电池供电电路(2)和控制切换电路(3)，其中，

超级电容供电电路(1)，输出端经二极管连接至负载；

电池供电电路(2)，输出端经二极管连接至所述负载；

控制切换电路(3)，输入端与超级电容供电电路(1)输出端相连，输出端与电池供电电路(2)相连，用于检测超级电容供电电路(1)的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路(2)的通断。

2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于：所述超级电容供电电路(1)包括超级电容C58和稳压芯片U9，其中，

超级电容C58，正极与稳压芯片U9输入端相连，负极接地；

稳压芯片U9，输出端与肖特基二极管D2的一个阳极相连，该二极管D2的阴极连接至所述负载。

3.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于：所述电池供电电路(2)包括电池和P沟道MOS管Q1，其中，

电池，正极与MOS管Q1的S极相连，负极接地；

MOS管Q1，D极与肖特基二极管D2的另一个阳极相连，G极与控制切换电路(3)输出端相连。

4.根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于：所述控制切换电路(3)包括电压检测芯片U15，其输入端与稳压芯片U9的输出端相连，输出端经电阻R45和二极管D8后与MOS管Q1的G极相连。

5.根据权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于：所述二极管D8为肖特基二极管，其阴极与MOS管Q1的G极相连，其中一个阳极经电阻R45与电压检测芯片U15相连，另一个阳极经电阻R32与外部5V直流电源相连。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的电源控制电路，其特征在于：所述电源控制电路还包括超级电容充电电路(4)，其输入端与外部5V直流电源相连，输出端与超级电容C58的正极相连。

7.根据权利要求6所述的电源控制电路，其特征在于：所述超级电容充电电路(4)包括肖特基二极管D1，其阴极与超级电容C58的正极相连，两个阳极分别经电阻R76和电阻R77与外部5V直流电源相连。