CN205301542U - 一种电源控制模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电源控制模块，涉及供电技术领域，通过设置保护电容，使得市电接口停电时所述电源的输入端不会立刻断电，在保护电容维持供电的时间内，数据处理器通过充放电逻辑电路控制电池开始放电，保证了数据处理器的供电不会中断，避免了因停电导致数据处理器停止工作的情况的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及供电技术领域，具体而言，涉及一种电源控制模块。
背景技术
目前许多由市电接口供电的设备都设置有备用电池，以应对突然停电的状况。然而多数备用电池都是在设备因停电而停止工作后，才开始启动。采用这样的方式，即使恢复了供电，设备在停电的瞬间也会断电，停止工作，由此导致数据的丢失或者设备的故障，严重的甚至会导致设备损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电源控制模块，以解决上述的问题。
为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：
一种电源控制模块，包括数据处理器、电源、电池、电压检测模块以及控制所述电池充放电的充放电逻辑电路。
所述电源的输入端与外部的市电接口连接，所述电源的输出端通过所述充放电逻辑电路与所述数据处理器的电源输入端连接，所述电池的输出端通过所述充放电逻辑电路与所述数据处理器的电源输入端连接，所述电池的输入端通过所述充放电逻辑电路与所述电源的输出端连接。
所述电压检测模块包括第一电压检测子模块，所述第一电压检测子模块的数据输入端与市电接口连接，所述第一电压检测子模块的数据输出端与所述数据处理器的数据输入端连接。
所述数据处理器的数据输出端与所述充放电逻辑电路连接。
所述电源包括使得市电接口停电时所述电源的输入端不会立刻断电的保护电容。
进一步地，所述第一电压检测子模块包括互感器和第一模数转换器。
第一电压检测子模块检测的是电压值较大的市电接口的电压。需要互感器将检测到的电压按比例转换为低电压，然后再由模数转换器将互感器产生的感应电压转换为数字信号。
进一步地，所述数据处理器包括用于检测所述第一模数转换器发送的第一电压信息的第一电压检测单元。
进一步地，所述数据处理器包括用于检测所述第一模数转换器发送的第一电压信息的持续时间的第一计时单元。
通过第一电压检测单元和第一计时单元检测第一电压信息的数值是否在预设的时间区间内保持正常，以避免来电之后又突然闪断的情况。如果检测到市电接口的输出电压已经恢复到正常值而且稳定之后，数据处理器通过向充放电逻辑电路发送控制信息的方式，使得充放电逻辑电路控制电池停止放电，并连通电源输出端与数据处理器。
进一步地，所述电压检测模块还包括第二电压检测子模块，所述第二电压检测子模块的数据输入端与所述电池连接，所述第二电压检测子模块的数据输出端所述数据处理器的数据输入端连接。
进一步地，所述第二电压检测子模块包括第二模数转换器。
进一步地，所述数据处理器还包括用于检测所述第二模数转换器发送的第二电压信息的第二电压检测单元。
进一步地，所述数据处理器还包括用于检测所述第二模数转换器发送的第二电压信息的持续时间的第二计时单元。
进一步地，所述数据处理器还包括用于计算所述第二电压信息变化率的电压变化率计算单元。
随着电池的长时间使用，电池会出现一定的损耗，使得电池无论经过多长时间的充电，始终无法达到预设的电压值门限上限，进而出现一直对电池的进行充电的情况。数据处理器通过电压变化率计算单元，计算电池的电压变化率，如果电池电压在一定的时间范围内变化率非常低，接近于0，则说明电池已经达到了充电的上限电压，需要停止对其充电，以保证其能够及时放电，应对市电接口突然停电的状况。
进一步地，所述保护电容的电容值为1000微法。
本实用新型提供的电源控制模块，通过设置保护电容，使得市电接口停电时所述电源的输入端不会立刻断电，在保护电容维持供电的时间内，数据处理器通过充放电逻辑电路控制电池开始放电，保证了数据处理器的供电不会中断，避免了因停电导致数据处理器停止工作的情况的发生。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1为本实用新型实施例提供的电源控制模块的电路连接示意图；
图2为本实用新型实施例提供的数据处理器的模块示意图。
图中标记为：
数据处理器101、电源102、电池103、充放电逻辑电路104、市电接口105、互感器106、第一模数转换器107、第二模数转换器108。
第一电压检测单元201、第一计时单元202、第二电压检测单元203、第二计时单元204、电压变化率计算单元205。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的电源102控制模块。所述电源102控制模块包括数据处理器101、电源102、电池103、电压检测模块以及控制所述电池103充放电的充放电逻辑电路104。
所述电源102的输入端与外部的市电接口105连接，所述电源102的输出端通过所述充放电逻辑电路104与所述数据处理器101的电源102输入端连接，所述电池103的输出端通过所述充放电逻辑电路104与所述数据处理器101的电源102输入端连接，所述电池103的输入端通过所述充放电逻辑电路104与所述电源102的输出端连接。
所述电压检测模块包括第一电压检测子模块，所述第一电压检测子模块的数据输入端与市电接口105连接，所述第一电压检测子模块的数据输出端与所述数据处理器101的数据输入端连接。
所述数据处理器101的数据输出端与所述充放电逻辑电路104连接。所述电源102包括使得市电接口105停电时所述电源102的输入端不会立刻断电的保护电容。
供数据处理器101工作的电能既可以由市电接口105提供和也可以由电池103提供。市电接口105通常提供的是220V的交流电，经过电源102的转换和变压后，转换为适用于数据处理器101的低压直流电。电池103则可以直接提供适用于数据处理器101的低压直流电，不需要经过电源102的处理。
电源102的输出端以及电池103的输出端都通过所述充放电逻辑电路104与供数据处理器101连接，由充放电逻辑电路104控制与数据处理器101导通的是电源102的输出端还是电池103的输出端。
市电接口105的电压输出正常时，数据处理器101的工作电能优先由市电接口105提供。数据处理器101通过电压检测模块的第一电压检测子模块对市电接口105的输出电压进行检测。当市电接口105突然停电时，由于电源102中有保护电容的存在，电源102的输入端不会立刻断电，由保护电容中储存的电荷继续供电，保持数据处理器101继续工作。优选地，保护电容的电容值设置为1000微法。在保护电容的作用下，电源102可以在市电接口105停电的情况下继续提供1秒左右的短时供电。
在本实施例中，所述第一电压检测子模块包括互感器106和第一模数转换器107。第一电压检测子模块检测的是电压值较大的市电接口105的电压。需要互感器106将检测到的电压按比例转换为低电压，然后再由模数转换器将互感器106产生的感应电压转换为数字信号。
正常情况下，第一模数转换器107精确计算出市电接口105处的电压值，需要大概3秒的时间。然而当停电发生时，不需要对市电接口105处的电压值进行精确计算，只要检测到电压值低于一个预设的门限值时，即可向数据处理器101发送提示信息，数据处理器101立即通过向充放电逻辑电路104发送控制信息的方式，使得充放电逻辑电路104控制电池103开始放电，为数据处理器101提供电能。从第一模数转换器107发出提示信息到电池103开始放电整个过程使用的时间低于1秒，在保护电容提供的短时供电的时间内，即可完成对数据处理器101供电源102头的转换，保证数据处理器101在市电接口105断电时不会停止工作。
当市电接口105恢复正常后，需要将由电池103供电切换回由市电接口105供电。具体地，所述数据处理器101包括用于检测所述第一模数转换器107发送的第一电压信息的第一电压检测单元201以及检测所述第一模数转换器107发送的第一电压信息的持续时间的第一计时单元202。首先判断市电接口105的输出电压是否恢复到正常值220V。再判断恢复后的电压是否稳定，即持续检测第一电压信息的数值是否在预设的时间区间内保持220V，以避免来电之后又突然闪断的情况。如果检测到市电接口105的输出电压已经恢复到正常值220V而且稳定之后，数据处理器101通过向充放电逻辑电路104发送控制信息的方式，使得充放电逻辑电路104控制电池103停止放电，并连通电源102输出端与数据处理器101。
电池103在向数据处理器101提供一段时间的电能后，其储存的电能减少，输出的电压降低。在本实施例中，所述电压检测模块还包括第二电压检测子模块，所述第二电压检测子模块的数据输入端与所述电池103连接，所述第二电压检测子模块的数据输出端所述数据处理器101的数据输入端连接。具体地，所述第二电压检测子模块包括第二模数转换器108。所述数据处理器101还包括用于检测所述第二模数转换器108发送的第二电压信息的第二电压检测单元203、用于检测所述第二模数转换器108发送的第二电压信息的持续时间的第二计时单元204以及包括用于计算所述第二电压信息变化率的电压变化率计算单元205。
通过第二电压检测单元203和第二计时单元204，对电池103的电压进行检测，当电池103的电压由于对数据处理器101供电下降到预设的电压值门限下限时，数据处理器101向充放电逻辑电路104发送控制信息，控制电源102的输出端与电池103的输入端连通，开始对电池103充电。
电池103的电压在充电的过程中不断上升，当第二电压信息对应的电压值高于预设的电压值门限上限时，则由充放电逻辑电路104控制电源102停止对电池103充电。
进一步地，为了防止由于电池103的电压在门限值出反复波动导致，电池103在充放电的状态反复切换在对电池103的电压进行判断时，采用模糊数学的算法。即检测到电池103的电压处于属于需要充电或者需要停止充电的状态后，在一定的时间段内仍然保持该状态没有变化，才确认电池103的电压所属的状态，进而执行对应的充电或者停止充电的操作。
随着电池103的长时间使用，电池103会出现一定的损耗，使得电池103无论经过多长时间的充电，始终无法达到预设的电压值门限上限，进而出现一直对电池103的进行充电的情况。数据处理器101通过电压变化率计算单元205，计算电池103的电压变化率，如果电池103电压在一定的时间范围内变化率非常低，接近于0，则说明电池103已经达到了充电的上限电压，需要停止对其充电，以保证其能够及时放电，应对市电接口105突然停电的状况。
综上所述，本实用新型提供的电源控制模块，通过设置保护电容，使得市电接口停电时所述电源的输入端不会立刻断电，在保护电容维持供电的时间内，数据处理器通过充放电逻辑电路控制电池开始放电，保证了数据处理器的供电不会中断，避免了因停电导致数据处理器停止工作的情况的发生。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
Claims (10)
1.一种电源控制模块，其特征在于，所述电源控制模块包括数据处理器、电源、电池、电压检测模块以及控制所述电池充放电的充放电逻辑电路，
所述电源的输入端与外部的市电接口连接，所述电源的输出端通过所述充放电逻辑电路与所述数据处理器的电源输入端连接，所述电池的输出端通过所述充放电逻辑电路与所述数据处理器的电源输入端连接，所述电池的输入端通过所述充放电逻辑电路与所述电源的输出端连接，
所述电压检测模块包括第一电压检测子模块，所述第一电压检测子模块的数据输入端与市电接口连接，所述第一电压检测子模块的数据输出端与所述数据处理器的数据输入端连接，
所述数据处理器的数据输出端与所述充放电逻辑电路连接，
所述电源包括使得市电接口停电时所述电源的输入端不会立刻断电的保护电容。
2.根据权利要求1所述的电源控制模块，其特征在于，所述第一电压检测子模块包括互感器和第一模数转换器。
3.根据权利要求2所述的电源控制模块，其特征在于，所述数据处理器包括用于检测所述第一模数转换器发送的第一电压信息的第一电压检测单元。
4.根据权利要求3所述的电源控制模块，其特征在于，所述数据处理器包括用于检测所述第一模数转换器发送的第一电压信息的持续时间的第一计时单元。
5.根据权利要求1所述的电源控制模块，其特征在于，所述电压检测模块还包括第二电压检测子模块，所述第二电压检测子模块的数据输入端与所述电池连接，所述第二电压检测子模块的数据输出端所述数据处理器的数据输入端连接。
6.根据权利要求5所述的电源控制模块，其特征在于，所述第二电压检测子模块包括第二模数转换器。
7.根据权利要求6所述的电源控制模块，其特征在于，所述数据处理器还包括用于检测所述第二模数转换器发送的第二电压信息的第二电压检测单元。
8.根据权利要求7所述的电源控制模块，其特征在于，所述数据处理器还包括用于检测所述第二模数转换器发送的第二电压信息的持续时间的第二计时单元。
9.根据权利要求8所述的电源控制模块，其特征在于，所述数据处理器还包括用于计算所述第二电压信息变化率的电压变化率计算单元。
10.根据权利要求1所述的电源控制模块，其特征在于，所述保护电容的电容值为1000微法。
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Cited By (1)
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| CN109460139A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种电源保障的方法以及相关装置 |
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2016
- 2016-01-22 CN CN201620066696.2U patent/CN205301542U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN109460139A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种电源保障的方法以及相关装置 |
| CN109460139B (zh) * | 2018-11-02 | 2022-02-18 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种电源保障的方法以及相关装置 |
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